專利名稱：硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
交聯(lián)型低煙無鹵阻燃聚烯烴料，在目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上以輻照交聯(lián)料為主，進(jìn)口的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴料，其價(jià)格昂貴，使用的電纜廠家不多，一般來自英國(guó)AEI公司和意大利Padanaplast公司。
由于輻照交聯(lián)低煙無鹵料在經(jīng)過單螺桿擠出制成電纜后還需通過輻照設(shè)備輻照之后才能交聯(lián)，而該設(shè)備大多價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)大部分電纜廠自己都沒有輻照設(shè)備，均采取委托加工的方式來完成輻照交聯(lián)的工序，這樣就會(huì)帶來一些麻煩。
1、成本。委托加工均要收費(fèi)，使生產(chǎn)成本增加。以目前市場(chǎng)的輻照價(jià)格計(jì)算，一噸比重1.43左右的輻照交聯(lián)低煙無鹵料制成2.5mm2的BYJ型電線，所需的輻照費(fèi)用近一萬元人民幣。
2、運(yùn)輸。一般委托外加工都要將整盤電纜運(yùn)輸至輻照地方，亦會(huì)增加成本，而且在運(yùn)輸過程中容易出現(xiàn)表面碰撞磨損的情況，對(duì)電纜有一定的影響。
3、交貨期。輻照的時(shí)間需要排期，工期不能由廠家自己掌控。
4、品質(zhì)。輻照的質(zhì)量好壞將會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，電纜制造廠家無法完全保證其輻照質(zhì)量。
5、外觀。經(jīng)過輻照后的電線，其表面或多或少會(huì)有一些刮擦的痕跡，影響外觀。
由于有以上這些問題，非阻燃的低壓交聯(lián)電線電纜中較少用到輻照交聯(lián)的料，一般都采用硅烷交聯(lián)的方式。而對(duì)于有阻燃要求的交聯(lián)電線電纜中，由于國(guó)內(nèi)尚無廠家生產(chǎn)硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴料，因此大多使用輻照交聯(lián)的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料。
硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，由基料和催化劑母料按重量比100∶3～5組成；
其中，基料各組分及各組分重量配比為聚烯烴樹脂100重量份；第一阻燃劑150重量份；第一潤(rùn)滑劑1～3重量份；第一抗氧劑0.1～0.2重量份；硅烷 2～4重量份；引發(fā)劑0.1～1.0重量份；催化劑母料的組分及各組分重量配比為聚烯烴樹脂100重量份；第二阻燃劑150重量份；第二潤(rùn)滑劑1～5重量份；第二抗氧劑5～15重量份；催化劑2～10重量份。
其中，所述的聚烯烴樹脂選自乙烯共聚樹脂。
優(yōu)選地是，所述的乙烯共聚樹脂為乙烯三元共聚樹脂。
更優(yōu)選地是，所述的乙烯三元共聚樹脂為乙烯與丙稀、丁烯、己烯或辛烯中的兩種物質(zhì)共聚所得的樹脂。
更優(yōu)選地是，所述的乙烯共聚樹脂選自TAFMER樹脂或Engage樹脂。TAFMER樹脂為日本三井化學(xué)公司生產(chǎn)的樹脂，Engage樹脂為杜邦公司提供，均可以從市場(chǎng)購(gòu)得。
其中，所述的第一阻燃劑和第二阻燃劑選自氫氧化鋁，氫氧化鎂，阻燃劑起到阻燃的作用。
其中，所述的第一潤(rùn)滑劑和第二潤(rùn)滑劑選自硬脂酸，硬脂酸鎂，石蠟，PE蠟；潤(rùn)滑劑的作用是使該材料易于加工，不會(huì)在機(jī)筒中粘連。
其中，所述的第一抗氧劑和第二抗氧劑選自抗氧劑1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧劑DLTP，即硫代二丙酸二月桂酯；抗氧劑168，即三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯；抗氧劑的作用是延長(zhǎng)該材料老化壽命。
其中，所述的硅烷選自有機(jī)硅酯，優(yōu)選地是γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙酰氧基硅烷；所述的硅烷還可以是乙烯基硅氧烷，優(yōu)選地是乙烯基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙氧基硅烷；β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷；所述的硅烷還可以是氨基硅烷，優(yōu)選地是使用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
其中，所述的引發(fā)劑為有機(jī)過氧化物引發(fā)劑，優(yōu)選地是使用過氧化二苯甲酰，過氧化醋酸叔丁酯，過氧化苯甲酸叔丁酯或1，1-雙(過氧化叔丁基)環(huán)己烷；引發(fā)劑受熱分解成游離基，引發(fā)聚烯烴樹脂與作為偶聯(lián)劑的硅烷接枝，進(jìn)一步縮合形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
其中，所述的催化劑選自鈦化物，優(yōu)選地是正鈦酸四丁酯；所述催化劑還可以使用鋯化物，優(yōu)選地是正鋯酸四丁酯；所述的催化劑還可以選用二月桂酸二丁基錫，催化劑起到加速反應(yīng)的作用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的生產(chǎn)工藝，基料和催化劑母料按重量比100∶3～5混合均勻，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出，在80～90℃溫水浴或蒸汽中放置6～8小時(shí)；即可制得硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料。
其中，基料的生產(chǎn)工藝為聚烯烴樹脂100重量份；第一阻燃劑150重量份；第一潤(rùn)滑劑1～3重量份；第一抗氧劑0.1～0.2重量份；強(qiáng)制喂料于雙螺桿擠出機(jī)，擠出造料，在65℃下干燥1～3小時(shí)，干燥后的產(chǎn)物在低速混合鍋中與硅烷2～4重量份；引發(fā)劑0.1～1.0重量份混合均勻，即得基料；低速混合中攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為50～100轉(zhuǎn)/分。
催化劑母料的生產(chǎn)工藝為聚烯烴樹脂100重量份；第二阻燃劑150重量份；第二潤(rùn)滑劑1～5重量份；第二抗氧劑5～15重量份；催化劑2～10重量份混合后強(qiáng)制喂料于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，在65℃下干燥1～3小時(shí)即得催化劑母料。
其中，所述的雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為加料段120℃，混煉段130℃，擠出造料段135℃，法蘭部分140℃，機(jī)頭部分145℃。
本發(fā)明所提供的電纜料在擠制成電纜后省去了輻照這一環(huán)節(jié)，自然也就避免了上述問題的產(chǎn)生。電纜制造廠家只要有溫水浴池即可自行完成交聯(lián)這一工序，不僅節(jié)省了大量的成本開支，而且縮短工期，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。本發(fā)明的出現(xiàn)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃料的空白。
按照發(fā)明配方和生產(chǎn)工藝制成的電纜，其性能符合JB/T10491-2004標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的耐熱105℃及125℃無鹵低煙阻燃交聯(lián)聚烯烴電線電纜的要求。


附圖1為本發(fā)明的電纜料生產(chǎn)工藝流程圖；附圖2為基料生產(chǎn)工藝流程圖；附圖3為催化劑母料生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明

硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的生產(chǎn)工藝，基料和催化劑母料按重量比選定的比例混合均勻，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出，在80～90℃溫水浴或蒸汽中放置6～8小時(shí)；即可制得硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃綮烯烴電纜料。

其中，實(shí)施例1中的聚烯烴樹脂為乙烯共聚樹脂，實(shí)施例2中的聚烯烴樹脂為TAFMER系列中的DF710樹脂，實(shí)施例3中的聚烯烴樹脂為TAFMER系列中的DF840樹脂，實(shí)施例4的聚烯烴樹脂為Engage系列中的7086樹脂，實(shí)施例5中聚烯烴樹脂為乙烯與丙稀共聚樹脂，實(shí)施例6中的聚烯烴樹脂為乙烯與丙稀、丁烯共聚樹脂，實(shí)施例7中的聚烯烴樹脂為乙烯與丁烯、辛烯共聚樹脂。
其中，實(shí)施例1至3中的第一阻燃劑為氫氧化鋁，實(shí)施例4至7中的第一阻燃劑為氫氧化鎂。
其中，實(shí)施例1中的第一潤(rùn)滑劑為硬脂酸，實(shí)施例2中的第一潤(rùn)滑劑為硬脂酸鎂，實(shí)施例3中的第一潤(rùn)滑劑為石蠟，實(shí)施例4至7中的潤(rùn)滑劑為PE蠟。
其中，實(shí)施例1和2中的第一抗氧劑為抗氧劑1010，實(shí)施例3和4中的第一抗氧劑為抗氧劑DLTP，實(shí)施例5至7中的第一抗氧劑為抗氧劑168。
其中，實(shí)施例1中的硅烷為γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷；實(shí)施例2中的硅烷是乙烯基三乙酰氧基硅烷；實(shí)施例3中的硅烷是乙烯基三甲氧基硅烷；實(shí)施例4中的硅烷是乙烯基三乙氧基硅烷；實(shí)施例5中的硅烷是β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷；實(shí)施例6中的硅烷是使用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；實(shí)施例7中的硅烷是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
其中，實(shí)施例1和2中的引發(fā)劑是過氧化二苯甲酰，實(shí)施例3和4中的引發(fā)劑是過氧化醋酸叔丁酯，實(shí)施例5和6中的引發(fā)劑是過氧化苯甲酸叔丁酯，實(shí)施例7中的引發(fā)劑是1，1-雙(過氧化叔丁基)環(huán)己烷。
基料的生產(chǎn)工藝為按照選定的比例將聚烯烴樹脂；第一阻燃劑；第一潤(rùn)滑劑；第一抗氧劑；強(qiáng)制喂料于雙螺桿擠出機(jī)，擠出造料，在65℃下干燥1～3小時(shí)，干燥后的產(chǎn)物在低速混合鍋中與選定的比例的硅烷和引發(fā)劑混合均勻，即得基料；低速混合中攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為50～100轉(zhuǎn)/分。
所述的雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為加料段120℃，混煉段130℃，擠出造料段135℃，法蘭部分140℃，機(jī)頭部分145℃。

其中，實(shí)施例1中的聚烯烴樹脂為乙烯共聚樹脂，實(shí)施例2中的聚烯烴樹脂為TAFMER系列中的DF710樹脂，實(shí)施例3中的聚烯烴樹脂為TAFMER系列中的DF840，實(shí)施例4的聚烯烴樹脂為Engage系列中的7086樹脂，實(shí)施例5中聚烯烴樹脂為乙烯與丙稀共聚樹脂，實(shí)施例6中的聚烯烴樹脂為乙烯與丙稀、丁烯共聚樹脂，實(shí)施例7中的聚烯烴樹脂為乙烯與己烯、辛烯共聚樹脂。
其中，實(shí)施例1至3中的第二阻燃劑為氫氧化鋁，實(shí)施例4至7中的第二阻燃劑為氫氧化鎂。
其中，實(shí)施例1中的第二潤(rùn)滑劑為硬脂酸，實(shí)施例2中的第二潤(rùn)滑劑為硬脂酸鎂，實(shí)施例3中的第二潤(rùn)滑劑為石蠟，實(shí)施例4至7中的潤(rùn)滑劑為PE蠟。
其中，實(shí)施例1和2中的第二抗氧劑為抗氧劑1010，實(shí)施例3和4中的第二抗氧劑為抗氧劑DLTP，實(shí)施例5至7中的第二抗氧劑為抗氧劑168。
其中，實(shí)施例1和2中的催化劑是正鈦酸四丁酯；實(shí)施例3和4中的催化劑是正鋯酸四丁酯；實(shí)施例5、6和7中的催化劑是二月桂酸二丁基錫。
催化劑母料的生產(chǎn)工藝為按照選定的比例將聚烯烴樹脂；第二阻燃劑；第二潤(rùn)滑劑；第二抗氧劑；催化劑混合后強(qiáng)制喂料于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，在65℃下干燥1～3小時(shí)即得催化劑母料。
所述的雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為加料段120℃，混煉段130℃，擠出造料段135℃，法蘭部分140℃，機(jī)頭部分145℃。
對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行檢測(cè)，所獲的各性能數(shù)值如下表所示，表格中的指標(biāo)值為國(guó)家規(guī)定應(yīng)當(dāng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)值，典型值為對(duì)本發(fā)明的檢測(cè)得出的數(shù)值。


上述實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，由基料和催化劑母料按重量比100∶3～5組成；其中，基料各組分及各組分重量配比為聚烯烴樹脂100重量份；第一阻燃劑150重量份；第一潤(rùn)滑劑1～3重量份；第一抗氧劑0.1～0.2重量份；硅烷 2～4重量份；引發(fā)劑0.1～1.0重量份；催化劑母料的組分及各組分重量配比為聚烯烴樹脂100重量份；第二阻燃劑150重量份；第二潤(rùn)滑劑1～5重量份；第二抗氧劑5～15重量份；催化劑2～10重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的聚烯烴樹脂選自乙烯共聚樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的乙烯共聚樹脂為乙烯三元共聚樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的乙烯三元共聚樹脂為乙烯與丙稀、丁烯、己烯或辛烯中的兩種物質(zhì)共聚所得的樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的乙烯共聚樹脂選自TAFMER樹脂或Engage樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的第一阻燃劑和第二阻燃劑選自氫氧化鋁，氫氧化鎂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的第一潤(rùn)滑劑和第二潤(rùn)滑劑選自硬脂酸，硬脂酸鎂，石蠟，PE蠟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的第一抗氧劑和第二抗氧劑選自抗氧劑1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧劑DLTP，即硫代二丙酸二月桂酯；抗氧劑168，即三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的硅烷選自有機(jī)硅酯、乙烯基硅氧烷或氨基硅烷中的一種或兩種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的有機(jī)硅酯選自γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙酰氧基硅烷。所述的乙烯基硅氧烷選自乙烯基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙氧基硅烷；β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷；所述的氨基硅烷選自N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的引發(fā)劑為有機(jī)過氧化物引發(fā)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的有機(jī)過氧化物引發(fā)劑選自過氧化二苯甲酰，過氧化醋酸叔丁酯，過氧化苯甲酸叔丁酯或1，1-雙(過氧化叔丁基)環(huán)己烷。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的催化劑選自鈦化物、鋯化物或二月桂酸二丁基錫。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的鈦化物為正鈦酸四丁酯，所述的鋯化物為正鋯酸四丁酯。
15.硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，基料和催化劑母料按重量比100∶3～5混合均勻，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出，在80～90℃溫水浴或蒸汽中放置6～8小時(shí)；其中，基料的生產(chǎn)工藝為聚烯烴樹脂100重量份；第一阻燃劑150重量份；第一潤(rùn)滑劑1～3重量份；第一抗氧劑0.1～0.2重量份；強(qiáng)制喂料于雙螺桿擠出機(jī)，擠出造料，在65℃下干燥1～3小時(shí)，干燥后的產(chǎn)物在低速混合鍋中與硅烷2～4重量份；引發(fā)劑0.1～1.0重量份混合均勻，即得基料；催化劑母料的生產(chǎn)工藝為聚烯烴樹脂100重量份；第二阻燃劑150重量份；第二潤(rùn)滑劑1～5重量份；第二抗氧劑5～15重量份；催化劑2～10重量份混合后強(qiáng)制喂料于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，在65℃下干燥1～3小時(shí)即得催化劑母料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為加料段120℃，混煉段130℃，擠出造料段135℃，法蘭部分140℃，機(jī)頭部分145℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，由基料和催化劑母料按重量比100∶3～5組成；其中，基料各組分及各組分重量配比為聚烯烴樹脂100重量份；第一阻燃劑150重量份；第一潤(rùn)滑劑1～3重量份；第一抗氧劑0.1～0.2重量份；硅烷2～4重量份；引發(fā)劑0.1～1.0重量份；催化劑母料的組分及各組分重量配比為聚烯烴樹脂100重量份；第二阻燃劑150重量份；第二潤(rùn)滑劑1～5重量份；第二抗氧劑5～15重量份；催化劑2～10重量份，本發(fā)明還公開了一種硅烷交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的生產(chǎn)工藝，應(yīng)用本發(fā)明的配方和生產(chǎn)工藝制得的聚烯烴電纜料。
文檔編號(hào)C08K5/54GK1923879SQ200610116210
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者胡玲, 項(xiàng)健, 汪曉明 申請(qǐng)人:上海電纜研究所, 上海凱波特種電纜料廠