一种eva低烟无卤阻燃外护套材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明电缆护套制备技术领域，特别涉及一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前在国内所使用的矿用电缆均要求其具有阻燃性能，当在矿井内出现火灾时，具有阻燃功能的电缆能保证电缆不延燃，保护矿井中人员的安全。为了达到阻燃功能，其护套材料通常采用聚氯乙烯材料，即通过向这些高分子材料中添加卤系阻燃剂或采用含卤素的高分子材料来实现这个目标。然而在矿井中使用的电缆应有良好的弯曲性能，通常在护套材料增加了的增塑剂，提高了该材料的柔软性能。
[0003]但当发生火灾时，混有增塑剂的聚氯乙烯材料在高温中虽然不燃烧，但是会分解出氯化氢气体，氯化氢气体会与护套材料中的活性羟基反应将释放出大量的烟雾和卤化氢气体，随着阻燃剂使用的增加，其产生的烟气量也随之增加，产生的氯化氢气体容易使人或动物窒息而死，造成二次灾难。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料，用于在矿用电缆中的低烟无卤阻燃矿用电缆中。
[0005]本发明还公开了一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料的制备方法。
[0006]本发明所述的一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料，包括以下重量份的组份:
EVA树脂:100份
无机阻燃剂: 70份阻燃协同剂: 5份阻燃化粘土: 50份增容剂:20份
膨胀阻燃聚丙烯:30份固体酸催化剂:3份流动助剂:10份
硫化剂:10份。
[0007]所述的无机阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁。
[0008]所述的阻燃协同剂为聚磷酸铵。
[0009]—种EVA低烟无卤阻燃外护套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)生产前校对密炼机水压:0.25Mpa±0.05Mpa，气压0.7 Mpa±0.05 Mpa；
2)将EVA树脂100份，流动助剂10份一并倒入，空搅30秒，继续投入氢氧化铝和氢氧化镁70份、聚磷酸铵5份阻燃化粘土 50份、增容剂20份、膨胀阻燃聚丙烯30份、固体酸催化剂3份、流动助剂10份，待电流增大后清扫2次，将胶料翻身后继续捏炼，排胶温度110-130°C，总时间5分钟。
[0010]3)滤橡是采用120+1X40+1X60三层滤网，机头温度是100-120°c;
4)压砣时间1分钟，排胶为温80-90°C，经流水线出片停放8小时后使用。
[0011]本发明的有益效果:
1、以EVA作为电缆料的主要树脂，由于该材料没有卤素，保证了电缆的无卤性能，选用氢氧化铝、氢氧化镁作为无机阻燃剂，选用聚磷酸铵作为协同阻燃剂，降低无机阻燃剂的用量，同时采用阻燃化粘土来增加其效率，另外选用催化剂来增加燃烧中凝聚相的成炭反应，选用其他树脂和增容剂调控阻燃剂之间及阻燃剂与树脂的相容性和分散行为，并且引入流动助剂等改善加工性能，优化工艺条件。
[0012]2、将阻燃剂插入到粘土层间，将阻燃化粘土用于阻燃增效；引入特殊的固体酸催化剂，进一步提升阻燃效率，降低阻燃剂添加量和成本。
[0013]3、本发明创造选用固体酸催化剂来提高阻燃效率，固体酸催化剂可以大幅提升以聚磷酸铵类膨胀阻燃剂的效率，在EVA中同样达到了良好的协同作用。
[0014]4、设计合成新型结构阻燃剂/成炭剂:将超支化结构与阻燃剂结合，具体是含磷和三嗪的超支化结构阻燃剂的合成，进行合理复配之后在尼龙及聚乳酸中获得了良好的阻燃效果;在膨胀阻燃剂体系引入固体催化剂，在燃烧过程中形成的碳球对炭层有原位增强作用，因而提高了阻燃效率;基于原位形成碳球增强炭层的原理，在阻燃材料体系中引入碳球前驱体，一方面在加工和使用过程中作为填料，改善材料的力学性能，另一方面在燃烧过程中形成碳球增强炭层，起到提高阻燃效率的作用;将有机/无机杂化材料引入膨胀阻燃聚丙烯中，一方面发挥其高效的催化成炭作用，另一方面利用其有机/无机的结构特点作为一种特殊增容剂，同时改善材料的阻燃效率和阻燃剂添加引起材料力学性能的恶化，结果发现引入该催化剂之后，仅添加0.5wt%即可使阻燃剂的添加量由原来的25wt%降低到15wt%，为目前同体系通过UL-94 V-0级别的最优结果，而且其冲击强度基本与纯聚丙烯相同；与市场上同类产品相比，具有高效和低成本的优势，具有很强的竞争力；在无机阻燃EVA材料中引入粘土和固体酸，明显提高了材料的阻燃效率。
【具体实施方式】
[0015]—种EVA低烟无卤阻燃外护套材料，包括以下重量份的组份:
EVA树脂:100份
氢氧化铝和氢氧化镁:70份聚磷酸铵:5份
阻燃化粘土:50份
增容剂:20份
膨胀阻燃聚丙烯: 30份固体酸催化剂:3份
流动助剂:10份
硫化剂:10份。
[0016]一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料的制备方法，包括以下步骤:
1)生产前校对密炼机水压:0.25 Mpa±0.05Mpa，气压0.7 Mpa±0.05 Mpa； 2)将EVA树脂100份，流动助剂10份一并倒入，空搅30秒，继续投入氢氧化铝和氢氧化镁70份、聚磷酸铵5份阻燃化粘土 50份、增容剂20份、膨胀阻燃聚丙烯30份、固体酸催化剂3份、流动助剂10份，待电流增大后清扫2次，将胶料翻身后继续捏炼，排胶温度110-130°C，总时间5分钟。
[0017]3)滤橡是采用120+1X40+1X60三层滤网，机头温度是100_120°C;
4)压砣时间1分钟，排胶为温80-90°C，经流水线出片停放8小时后使用。
[0018]本发明创造选用固体酸催化剂来提高阻燃效率，固体酸催化剂可以大幅提升以聚磷酸铵类膨胀阻燃剂的效率，在EVA中同样达到了良好的协同作用，因此是可行的。但是由于电缆专用料中引入了抑烟剂等助剂，需要根据具体的配方调节其添加量。为了实现其阻燃功能，采用了如下方法:
1)设计合成新型结构阻燃剂/成炭剂:将超支化结构与阻燃剂结合，具体是含磷和三嗪的超支化结构阻燃剂的合成，进行合理复配之后在尼龙及聚乳酸中获得了良好的阻燃效果；2)在膨胀阻燃剂体系引入固体催化剂，在燃烧过程中形成的碳球对炭层有原位增强作用，因而提高了阻燃效率;基于原位形成碳球增强炭层的原理，在阻燃材料体系中引入碳球前驱体，一方面在加工和使用过程中作为填料，改善材料的力学性能，另一方面在燃烧过程中形成碳球增强炭层，起到提高阻燃效率的作用;3)将有机/无机杂化材料引入膨胀阻燃聚丙烯中，一方面发挥其高效的催化成炭作用，另一方面利用其有机/无机的结构特点作为一种特殊增容剂，同时改善材料的阻燃效率和阻燃剂添加引起材料力学性能的恶化，结果发现引入该催化剂之后，仅添加0.5的％即可使阻燃剂的添加量由原来的25wt%降低到15wt%，为目前同体系通过UL-94 V-0级别的最优结果，而且其冲击强度基本与纯聚丙烯相同；与市场上同类产品相比，具有高效和低成本的优势，具有很强的竞争力;4)在无机阻燃EVA材料中引入粘土和固体酸，明显提高了材料的阻燃效率。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料，其特征在于，包括以下重量份的组份: EVA树脂:100份 无机阻燃剂: 70份 阻燃协同剂: 5份 阻燃化粘土: 50份 增容剂:20份 膨胀阻燃聚丙烯:30份 固体酸催化剂:3份 流动助剂:10份 硫化剂:10份。2.根据权利要求1所述的EVA低烟无卤阻燃外护套材料，其特征在于，所述的无机阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁。3.根据权利要求1所述的EVA低烟无卤阻燃外护套材料，其特征在于，所述的阻燃协同剂为聚磷酸铵。4.一种如权利要求1-3所述的EVA低烟无卤阻燃外护套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)生产前校对密炼机水压:0.25Mpa±0.05Mpa，气压0.7 Mpa±0.05 Mpa； 2)将EVA树脂100份，流动助剂10份一并倒入，空搅30秒，继续投入氢氧化铝和氢氧化镁70份、聚磷酸铵5份阻燃化粘土 50份、增容剂20份、膨胀阻燃聚丙烯30份、固体酸催化剂3份、流动助剂10份，待电流增大后清扫2次，将胶料翻身后继续捏炼，排胶温度110-130°C，总时间5分钟； 3)滤橡是采用120+1X40+1 X60三层滤网，机头温度是100-120°C; 4)压砣时间1分钟，排胶为温80-90°C，经流水线出片停放8小时后使用。
【专利摘要】本发明公开了一种EVA低烟无卤阻燃外护套材料及其制备方法，包括以下重量份的组份：EVA树脂：100份，氢氧化铝和氢氧化镁：70份，聚磷酸铵：5份，阻燃化粘土：50份，增容剂：20份，膨胀阻燃聚丙烯：30份，固体酸催化剂：3份，流动助剂：10份，硫化剂：10份。本发明无卤阻燃性好，用于在矿用电缆中的低烟无卤阻燃矿用电缆中。
【IPC分类】C08L23/08, H01B3/44, C08K3/32, B29B7/28, H01B7/17, C08K3/22, C08L23/12, C08K3/34, C08K13/02, H01B7/295
【公开号】CN105482238
【申请号】CN201511014605
【发明人】刘景光, 李小琴, 陈超
【申请人】江苏中煤电缆有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月31日