本发明涉及一种高防火等级热塑性无卤低烟聚烯烃材料及其制备方法。
背景技术：
当今社会，以商用办公大楼、住宅楼宇、车用综合布线为例，天花板或地板下或密闭空间的线缆越来越多。当火灾发生时，密闭空间的易燃线缆会成为或是蔓延的最大帮凶，并且同时产生大量有毒的浓烟，使得判断货源、迅速灭火成为一个大难题。如果线缆采用相应防火等级的阻燃设计，即使着火，电缆本省汇总很短时间内自行熄灭，这样可以尽量减少人身伤害和财产损失。
因此，以美国UL94V等级为标准，提高线缆材料的防火等级成为该领域的一大发展方向。UL94V是应用最广泛的塑胶材料可燃性标准，用以评价材料在被点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力及滴珠是否燃烧等可有多种评价方法。塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1，V-0，5V等逐级递增。其中两种等级的描述如下：1）V-1：对样品进行两次10秒燃烧后，余焰或余燃在60秒内熄灭，滴落的微粒不可点燃棉花；2）V-0：对样品进行两次10秒燃烧后，余焰或余燃在30秒内熄灭，滴落的微粒不可点燃棉花。V-0级别以上的防火等级被认为高防火等级。可用于特殊防火要求的电力电缆、控制电缆、光缆、市话电缆、信号电缆及设备外壳等，达到高防火等级，满足使用要求。
无卤低烟聚烯烃材料是一种高填充的材料，为控制燃烧性，达到V-0级别，大量使用阻燃剂。阻燃剂又分为无滴落阻燃剂，V0阻燃剂，V1阻燃剂，V2阻燃剂等，好的阻燃剂又存在成本高、重金属含量高等条件制约。而且大量填充阻燃剂导致材料存在机械性能大幅下降、硬度偏高、流动性差、加工性能差和挤线速度较慢等缺点。
技术实现要素：
本发明是为了克服传统热塑性无卤低烟材料存在的缺点，发明了一种具有高防火等级、机械强度高、加工性能好的热塑性无卤低烟聚烯烃材料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种高防火等级热塑性无卤低烟聚烯烃材料及其制备方法,其特征在于包括以下组分（重量）：
乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）40-60份；
线性低密度聚乙烯（LLDPE）10-35份；
乙烯-辛烯（POE）5-30份；
界面相容剂（接枝料、硅酮母粒） 10-25份；
无机阻燃剂120-180份（其中5um以下氢氧化铝100-180份）；
抗氧剂0-2份；
色浆及其他1-5份。
所用乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量大于25%。
所用乙烯-辛烯弹性体（POE）中熔融指数应大于8（190℃）。
所用界面相容剂中接枝料含马来酸酐接枝物，其他也可采用脂肪酸类、硅烷类偶联剂、钛酸酯类等偶联剂的一种或几种。
所用阻燃剂包括无机及有机阻燃剂,其中无机阻燃剂包括但不限于氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石、蒙脱土等含结晶水的化合物的一种或几种,所用氢氧化铝粒径小于5um，100-180份。
所用抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010），硫代二丙酸双月桂酯（抗氧剂DLTP）中的一种或几种。
其他添加物包括但不限于润滑剂，如聚乙烯蜡，硬脂酸，硅油中的一种或几种，添加量0-4份。
该方法包括以下工艺步骤：将所述基体树脂、阻燃剂、抗氧剂等在高速混合机中，80℃下混合7-10min。然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150~170℃，螺杆转速约为130转/每分钟。下阶料筒温度范围130~150℃，螺杆转速约为70转/每分钟。
本发明的高防火等级热塑性无卤低烟聚烯烃材料由乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、乙烯-辛烯弹性体（POE）组成主基料树脂。其中EVA选取较高VA含量（大于25%）,高VA含量的EVA可以提高柔韧性，阻燃性及其与填料的相容性，降低阻燃填料的用量。
马来酸酐接枝料为界面相容剂,极性聚合物基料和无机填料的相容性差，添加预先制备的相容剂，选取马来酸酐接枝物，能够提高共混材料中分散相与连续相之间的界面粘结力，进而提高材料的断裂伸长率。
由氢氧化铝及其他阻燃剂组成阻燃体系,在较高温度下，阻燃剂通过释放水分子或利用层状结构或产生碳层等作用达到阻燃的效果，从而对电缆内部结构进行保护。其中氢氧化铝选用5um以下粒径，超过5um造成阻燃剂体积含量低，耐火等级降低。同时氢氧化铝含量应该为100-180份，低于100份，成本高，且通过添加其他阻燃剂提高耐火，容易导致加工性差。超过180份，造成分散性差，且材料加工性降低，不易成型。高温失去水后，细粒径的氢氧化铝起到分散作用，减少热传递，同时与其他阻燃剂复配能降低热集聚，达到高防火的效果。
本产品可用于电力电缆、控制电缆、光缆、市话电缆、信号电缆的护套及绝缘及设备保护外壳，提高材料的耐火等级。
具体实施例：
将表1中几组配方，按重量份数配好,将所述基体树脂、阻燃剂、抗氧剂等在高速混合机中，80℃下混合10min。然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围145~165℃，螺杆转速约为130转/每分钟;下阶料筒温度范围125~145℃，螺杆转速约为70转/每分钟。
实施例配方主要性能测试见表2,可以通过配方4、5的对比看出，未按权利要求的添加成分，其防火等级低。
表1、实施例配方表
表2、实施例配方性能测试表
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。