一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料及其制造方法与流程

本发明涉及一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料及其制造方法，属于房屋布线用电缆材料技术领域。

背景技术：

随着社会不断发展，人们对生活工作设施的安全提出了更高的要求，房屋是生活和工作的场所，房屋内布线的正常安全工作，是保证人民生命财产安全的保障。传统房屋内布线为聚氯乙烯绝缘材料电缆，但此类电缆具有一定的弊端，摩擦系数大，在穿管敷设时，容易擦伤擦坏绝缘表面，降低电缆使用寿命，增加使用隐患；另外，绝缘电缆在长时间使用后绝缘电阻降低严重，在长期接触阳光照射的条件下电缆易开裂。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料及其制造方法，采用该绝缘材料的电缆，具有较高的绝缘电阻，相等的阻燃性能，较低的摩擦系数，优异的耐日光性能，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料，原料组分及重量含量如下：低密度聚乙烯70份、抗氧剂0.2-0.6份、硅烷偶联剂2-3份、交联引发剂0.1-0.3份、阻燃剂25-30份、润滑剂3-5份，炭黑母粒3-5份。

所述低密度聚乙烯，即LDPE；抗氧剂为季戊四醇脂；硅烷偶联剂为KH550；交联引发剂，即DCP。

本发明较佳实施例由两个：

所述绝缘材料的原料组分及重量含量如下，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.3份、硅烷偶联剂（KH550） 2份、交联引发剂（DCP）0.1份、阻燃剂25份、润滑剂3份，炭黑母粒3份。

所述绝缘材料的原料组分及重量含量如下，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.2-0.6份、硅烷偶联剂（KH550）3份、交联引发剂（DCP）0.3份、阻燃剂30份、润滑剂5份，炭黑母粒5份。

一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料的制造方法，包含如下工艺步骤：

①按以下组分及重量含量准备原料，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.2-0.6份、硅烷偶联剂（KH550）2-3份、交联引发剂（DCP）0.1-0.3份、阻燃剂25-30份、润滑剂3-5份，炭黑母粒3-5份；

②先将所有组分材料进行预热干燥处理20-30min；再分别按比例称重混合在立体旋转搅拌机上，充分搅拌混合6-10min，最后在130℃-170℃的双螺杆造粒机上挤出造粒，冷却干燥备用。

所述双螺杆挤出机，螺杆长径比为25：1，双螺杆挤出机的工作流程顺序为：原料入口、一区℃、二区、三区、四区、五区、法兰区和机头；造粒从原料入口的进入双螺杆挤出机，一区温度130±5，混合好的材料从加料斗进入机筒内，由于温度的作用，材料被开始预热并把多余的气体从加料口排出；二区温度150±5℃，三区温度160±5℃，在二区和三区内，由于温度的作用，通过螺杆的转动压缩，经过预热的材料变成可塑的熔融状态；四区温度165±5℃，五区温度170±5℃，在四区和五区内，保持材料熔胶温度均匀及稳定熔融状态；法兰区温度170±5℃，在法兰区，螺杆旋转产生推力作用，并通过多孔过滤板使塑料致密并塑化压实保证塑化效果，同时稳定的温度保证塑料顺利进入机头；机头温度175±5℃，机头区域使材料保持熔融状态，同时使产品表面平整光滑。

所述挤出机螺杆及机头、法兰区采用水冷，挤出塑料采用渐变式水冷方式，水温逐渐降至室温。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1）常规交联聚乙烯材料不具有阻燃性能，使得用此材料制造而成的电缆在火灾情况下易熔融成流态，变向成为助燃剂，从而限制了此材料加工产品的使用场合。而本发明材料内加入阻燃剂25-30份，使得材料具有一定的阻燃性能，提高了电缆的安全使用性能，同时阻燃剂与其余辅料的特殊比例搭配使得阻燃剂于其他材料能够完全分散融合，而常规交联聚乙烯材料即使加入本发明组分中阻燃剂也不会融合。

2）现有具有阻燃性能的交联聚乙烯材料多为辐照交联低烟无卤材料，具有较高的密度，同时因大量阻燃成分的加入使得材料的绝缘体积电阻率与PVC材料相当。而本发明材料绝缘体积电阻率可较PVC绝缘体积电阻率高出10³。

本发明的有益效果是：采用该绝缘材料的电缆，具有较高的绝缘电阻，相等的阻燃性能，较低的摩擦系数，优异的耐日光性能。

附图说明

图1为本发明双螺杆挤出机各区域工序布置示意图；

图2为本发明采用立体搅拌设备物料分布图；

图3为采用普通搅拌设备物料分布图。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料，原料组分及重量含量如下：低密度聚乙烯70份、抗氧剂0.2-0.6份、硅烷偶联剂2-3份、交联引发剂0.1-0.3份、阻燃剂25-30份、润滑剂3-5份，炭黑母粒3-5份。

所述低密度聚乙烯，即LDPE；抗氧剂为季戊四醇脂；硅烷偶联剂为KH550；交联引发剂，即DCP。

本发明较佳实施例由两个：

所述绝缘材料的原料组分及重量含量如下，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.3份、硅烷偶联剂（KH550） 2份、交联引发剂（DCP）0.1份、阻燃剂25份、润滑剂3份，炭黑母粒3份。

所述绝缘材料的原料组分及重量含量如下，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.2-0.6份、硅烷偶联剂（KH550）3份、交联引发剂（DCP）0.3份、阻燃剂30份、润滑剂5份，炭黑母粒5份。

一种房屋布线用阻燃耐日光自润滑电缆绝缘材料的制造方法，包含如下工艺步骤：

①按以下组分及重量含量准备原料，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.2-0.6份、硅烷偶联剂（KH550）2-3份、交联引发剂（DCP）0.1-0.3份、阻燃剂25-30份、润滑剂3-5份，炭黑母粒3-5份；

②先将所有组分材料进行预热干燥处理20-30min；再分别按比例称重混合在立体旋转搅拌机上，充分搅拌混合6-10min，最后在130℃-170℃的双螺杆造粒机上挤出造粒，冷却干燥备用。

所述双螺杆挤出机，螺杆长径比为25：1，双螺杆挤出机的工作流程顺序为：原料入口、一区℃、二区、三区、四区、五区、法兰区和机头；造粒从原料入口的进入双螺杆挤出机，一区温度130±5，混合好的材料从加料斗进入机筒内，由于温度的作用，材料被开始预热并把多余的气体从加料口排出；二区温度150±5℃，三区温度160±5℃，在二区和三区内，由于温度的作用，通过螺杆的转动压缩，经过预热的材料变成可塑的熔融状态；四区温度165±5℃，五区温度170±5℃，在四区和五区内，保持材料熔胶温度均匀及稳定熔融状态；法兰区温度170±5℃，在法兰区，螺杆旋转产生推力作用，并通过多孔过滤板使塑料致密并塑化压实保证塑化效果，同时稳定的温度保证塑料顺利进入机头；机头温度175±5℃，机头区域使材料保持熔融状态，同时使产品表面平整光滑。

所述挤出机螺杆及机头、法兰区采用水冷，挤出塑料采用渐变式水冷方式，水温逐渐降至室温。

实施例一

绝缘材料的制造步骤如下：

1）按以下组分及重量含量准备原料，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.3份、硅烷偶联剂KH550 2份、交联引发剂（DCP）0.1份、阻燃剂25份、润滑剂3份，炭黑母粒3份。

2）先将所有组分材料进行预热干燥处理20-30min。再分别按比例称重混合在立体旋转搅拌机上充分搅拌混合6-10min，最后在130℃-170℃的双螺杆造粒机上挤出造粒 、冷却干燥包装备用。

所述绝缘材料从双螺杆挤出机上挤出，螺杆长径比为25：1，挤出温度设置为：一区130±5℃，二区150±5℃，三区160±5℃，四区165±5℃，五区170±5℃，机头175±5℃，法兰区170±5℃。挤出机螺杆及机头法兰采用水冷，挤出塑料采用渐变式水冷方式，水温逐渐降至室温。

实施例二

绝缘材料的制造步骤如下：

1）按以下组分及重量含量准备原料，低密度聚乙烯（LDPE）70份、抗氧剂（季戊四醇脂）0.2~0.6份、硅烷偶联剂KH550 3份、交联引发剂（DCP）0.3份、阻燃剂30份、润滑剂5份，炭黑母粒5份。

2）先将所有组分材料进行预热干燥处理20-30min。再分别按比例称重混合在立体旋转搅拌机上充分搅拌混合6-10min，最后在130℃-170℃的双螺杆造粒机上挤出造粒 、冷却干燥包装备用。

所述绝缘材料从双螺杆挤出机上挤出，螺杆长径比为25：1，挤出温度设置为：一区130±5℃，二区150±5℃，三区160±5℃，四区165±5℃，五区170±5℃，机头175±5℃，法兰区170±5℃。挤出机螺杆及机头法兰采用水冷，挤出塑料采用渐变式水冷方式，水温逐渐降至室温。

对于实施例一和实施例二的绝缘材料制成的电缆进行燃烧测试，测试方法按照UL 1581的方法进行FT2水平燃烧测试，炭化长度均不大于100mm，且不引燃棉花。按照UL 1581的方法进行VW-1垂直燃烧测试，在整个实验过程中均未引燃指示旗，且不引燃棉花。

对于实施例一和实施例二的绝缘材料制成的电缆绝缘进行耐日光测试，测试方法按照UL 1581的方法进行进行耐日光测试，经过720小时的碳弧及氙弧光暴露处理后，绝缘的抗张强度及断裂伸长率与老化前相比保留率均大于80%。

对于实施例一和实施例二的绝缘材料制成的电缆绝缘进行U型管穿管拉力试验，电缆经过7米长的U型管所需的拉力均比普通绝缘电缆小20%以上。

对于实施例一和实施例二的绝缘材料制成的电缆绝缘进行U型管穿管拉力试验，电缆经过7米长的U型管所需的拉力均比普通绝缘电缆小20%以上。

对于实施例一和实施例二的绝缘材料，采用立体旋转搅拌设备制备混合，其与普通混合设备的区别为：常规混合设备为料筒与固定托架紧密结合固定在地面或平台上，而立体旋转搅拌设备的料筒侧面设置电机，电机与固定托架紧密结合，而料筒相对固定托架为悬空状，电机输出的动力通过传动机构传递到料筒底部，料筒在工作时，料筒进行360度旋转。在混料时，普通混合设备因各组分比重不同使大比重组分置于料筒底部，造成混料不均匀，立体旋转搅拌设备则避免了此问题的出现。立体旋转搅拌设备混合的绝缘材料，与其他普通设备混合的绝缘进行扫描电镜进行对比（参照附图2、3），采用立体旋转搅拌设备的绝缘各组分在绝缘中分散均匀性明显高于普通设备混合制成的材料，保证绝缘材料各种性能均匀稳定。