一种B1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法与流程

文档序号:20206226发布日期:2020-03-31 10:12阅读:1172来源:国知局

本发明涉及一种b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法,属于电线电缆料领域。



背景技术:

满足国标gb/t31247中b1级阻燃要求的低烟无卤阻燃电缆料是国内的研究热点,该低烟无卤电缆料主要用于机场、车站、轨道交通等重要的公共场合。与国标gb/t19666及gb/t17651相比,gb/t31247标准的试验条件更贴近真实的火灾现场,试验通过难度增加。满足b1级阻燃要求、用于大外径钢丝或钢带铠装低烟无卤电缆的护套料因电缆自重大及高温天气等因素,容易在使用过程中开裂,因此研发耐应力开裂型的b1级阻燃低烟无卤电缆料是今后的趋势。目前国内暂无满足b1级阻燃兼具耐应力开裂型热塑性电缆料的相关报道。



技术实现要素:

本发明提供一种b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法,所得电缆料满足gb/t31247中b1级燃烧性能要求,同时耐应力开裂性能优异,可用于大外径钢丝或钢带铠装低烟无卤电缆外护套。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:

一种b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料,其原料包括如下组分:

其中,乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸丁酯和超低密度聚乙烯的重量和为100份;所述份数为重量份数。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物简称为eva。超低密度聚乙烯简称为vldpe。

申请人经研究发现,在聚烯烃电缆料中加入少量的海泡石即可大大提高材料炭层完整度及强度,并大幅度降低热释放速率,这有利于使得成品电缆达到gb/t31247中b1级别燃烧性能;加入乙烯—丙烯酸丁酯可提高聚烯烃电缆料的耐热性能,有利于降低低烟无卤电缆料高温开裂风险;加入少量的过氧化二异丙苯有助于聚烯烃电缆料在加工过程中形成微交联结构,大大增强分子链之间的作用力,可确保大外径钢丝或钢带铠装电缆在受外力作用时不发生开裂;与其它聚乙烯相比,加入超低密度聚乙烯可大大改善聚烯烃电缆料的机械性能。

为了进一步提高产品的强度等力学性能,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的质量含量为20%~50%,熔融指数为2~10g/10min(190℃/2.16kg)。

为了进一步提高产品的耐热性,避免开裂,乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中丙烯酸丁酯的质量含量为15%~30%,熔融指数为2~10g/10min(190℃/2.16kg)。

进一步改善产品的耐热性和力学性能,超低密度聚乙烯的熔融指数为0.5~20g/10min(190℃/2.16kg)。

为了进一步保证b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的均匀性,同时进一步促进各组分之间的协同效应,相容剂为pe-g-mah或poe-g-mah,其中,pe-g-mah中,pe的熔融指数为0.5~10g/10min;poe-g-mah中,poe的熔融指数为2~10g/10min(190℃/2.16kg)。pe-g-mah指在聚乙烯上接枝马来酸酐,poe-g-mah在聚氧化乙烯上接枝马来酸酐。

为了进一步促进各组分之间的协同效应,同时改善物料加工性能,优选,润滑剂为硬脂酸、硅酮母粒、pe蜡或eva蜡。pe为聚乙烯,eva为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

为了进一步提高b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的耐候性,同时促进其力学性能的提升,抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯质量比为(1~1.5):(1~0.5)的混合物。

为了进一步提高b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料阻燃性能,优选,氢氧化铝的粒径为0.5~5μm,表面采用硬脂酸、乙烯基硅烷或钛酸酯处理。

为了进一步提高b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料阻燃性能,优选,氢氧化镁的粒径为0.5~5μm,表面采用硬脂酸、乙烯基硅烷或钛酸酯处理。

为了进一步提高b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的综合性能,优选,无机填料中氢氧化镁和和氢氧化铝质量比为1:3。

为了进一步提高b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料阻燃性能,尤其是确保聚烯烃电缆料材料炭层完整度及阻燃性,优选,海泡石的粒径为1~100nm。

上述b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的制备方法,将过氧化二异丙苯、氢氧化铝和氢氧化镁混匀后,将所得混合料、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、超低密度聚乙烯、相容剂、润滑剂、抗氧剂、炭黑母粒和海泡石依次加入捏炼机捏练,然后经双阶机组挤出造粒;其中,捏炼机出料温度为155℃~165℃,捏炼时间为15-16min,捏炼过程中上顶栓每2-3min抬起一次,确保物料混合均匀;双阶机组中双螺杆和单螺杆温度范围均为105℃~135℃。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

本发明b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料,可确保低烟无卤电缆达到gb/t31247中b1燃烧级别,同时耐应力开裂性能优异,且可用于大外径钢丝或钢带铠装的电缆,电缆料质地柔软、机械性能优良、使用寿命长,利于电缆的加工以及敷设;制备简单、易操作。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

各例中,b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的原料组分如表1所示,份为重量份。

表1实施例1~5b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的原料组分

各例中,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为阿科马eva2803;乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为雷普索尔eba1770;超低密度聚乙烯为三井sp0540;相容剂为杜邦的588p;硅酮母粒为凯杰kj-a01;抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为1:1的混合物;氢氧化铝的型号为nabaltec60cd,氢氧化镁型号为雅宝h5;海泡石为clay80t;炭黑母粒为blackmaxhcb70。

各实施例中b1级耐应力开裂型热塑性低烟无卤电缆料的制备方法为:按表1的配比准确称量,将过氧化二异丙苯、氢氧化铝和氢氧化镁混匀后,将所得混合料、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、超低密度聚乙烯、相容剂、润滑剂、抗氧剂、炭黑母粒和海泡石依次加入捏炼机后捏练,然后经双阶机组挤出造粒;其中,捏炼机出料温度为155℃~165℃,捏炼时间为15-16min,捏炼过程中上顶栓每2-3min抬起一次,确保物料混合均匀;双阶机组中双螺杆和单螺杆温度范围均为105℃~135℃。

检测:将各实施例所得粒料在平板硫化机上经175℃*10min压片,压力为15mpa,样片厚度1mm,在室温下放置16h后测试常规性能,所得材料质地柔软,具体见表2。其中,机械性能测试方法参考标准为gb/t1040,邵氏硬度参考标准为gb/t2411,b1燃烧试验参考标准为gb/t31247。

表2为各例所得产品的性能表

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