專利名稱：熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料及其制備方法。
背景技術(shù)：
低煙無(wú)鹵阻燃聚烯電纜護(hù)套料為一種環(huán)保型產(chǎn)品，開發(fā)這類高性能阻燃材料是 阻燃技術(shù)的一個(gè)重要課題，也是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)樵撟枞俭w系一般采用水合無(wú)機(jī)填料作為 阻燃劑，這類阻燃劑雖然無(wú)毒、低煙，但其阻燃效率低，要滿足阻燃要求，其填充量需 50%以上，給復(fù)合材料的物理機(jī)械性能和加工性能帶來極大的影響。因?yàn)殡S著填充量的 增大，間隔了聚合物分子鏈間的連續(xù)性，減少了大分子鏈間的纏結(jié)，降低了材料的強(qiáng)度 和韌性；又因聚合物基體材料與水合無(wú)機(jī)填料的膨脹系數(shù)相差較大，在熱脹冷縮的過程 中，由于不均勻收縮而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，所以作為高填充的低煙無(wú)鹵阻燃聚 烯烴材料易于開裂，這是電纜產(chǎn)品的致命缺陷。早在上世紀(jì)80年代中期，廣東大亞灣 核電站進(jìn)口電纜中大批電纜護(hù)套開裂，發(fā)現(xiàn)開裂護(hù)套均為熱塑性低煙無(wú)鹵阻燃材料。至 今，用一些廠家的低煙無(wú)鹵阻燃護(hù)套料制造的電纜在使用或存放中開裂情況時(shí)有發(fā)生。 也就是說，熱塑性低煙無(wú)鹵阻燃護(hù)套材料開裂的局面延續(xù)了近20年尚未很好解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了解決上述熱塑性低煙無(wú)鹵阻燃護(hù)套料易于開 裂而提供一種抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料及其制備方法。本發(fā)明一種熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料，其特征在于它的 重量份數(shù)組成為
聚烯烴共混物基體樹脂100
經(jīng)表面改性處理的無(wú)機(jī)阻燃劑 90~150 高分子相容劑10~20
多功能改性劑3 20
抗氧劑0.9~1.5加工助劑1~2 其中所述聚烯烴共混物基體樹脂為乙烯_醋酸乙烯酯的共聚物(EVA)與線性低 密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)中的一種按任 意比例的混合物，優(yōu)選按9 1或8 2比例混合，作為抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃電纜料的 基體樹脂，要求高填充后的復(fù)合材料仍有較高的斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度，才能具有抗開裂能力，單一的EVA很難滿足這一要求，因此采用EVA與其他聚烯樹脂進(jìn)行共混改性， 優(yōu)選為EVA與VLDPE的共混體系作為基體樹脂。所述無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁(ΑΤΗ)、氫氧化鎂(MDH)、水滑石(LDHS)中的一
種，優(yōu)選為氫氧化鎂(MDH)。將無(wú)機(jī)阻燃劑用表面處理劑在高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行 表面改性處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硬脂酸，表面處理劑為 無(wú)機(jī)阻燃劑質(zhì)量的1_2%。所述的高分子相容劑選自乙烯_醋酸乙烯酯共聚物接枝馬來酸酐、聚乙烯接枝 馬來酸酐中的一種。所述多功能改性劑為硅橡膠，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，金屬氧化物，脂肪酸 鹽和二氧化硅組成的復(fù)合物，其中金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎳中的 一種，脂肪酸鹽為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇中的一種，復(fù)合物中各成分重量配比 為硅橡膠20 25%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20 25%，二氧化硅20 25%，金 屬氧化物7.5 10%，硬脂酸鹽17.5 20%。該復(fù)合物兼有阻滴、抑煙、潤(rùn)滑、增韌等 多種功能。將其加入到低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料中，通過類似互穿網(wǎng)的形式與聚合物 中基體樹脂的官能團(tuán)形成化學(xué)鍵的結(jié)合，有效阻止復(fù)合材料在受到熱或機(jī)械應(yīng)力作用時(shí) 填料的脫粘團(tuán)聚(見圖1)。有利于消除復(fù)合材料界面處的內(nèi)應(yīng)力，避免裂紋和裂縫的產(chǎn) 生，提高抗開裂能力。所述抗氧劑為四[β-(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、 4.4硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(300)，硫代二丙酸雙(十八酯)(DSTP)、復(fù)合抗氧 劑Β215中的一種或兩種并用，優(yōu)選為復(fù)配抗氧劑Β215，滿足加工過程和制品的抗老化。所述加工助劑為硬脂酸鋅，高分子蠟，乙撐雙硬脂酰胺的一種。制備本發(fā)明所述的熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料的方法，包 括以下步驟1)將乙烯——醋酸乙烯酯共聚物與線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高密 度聚乙烯中的一種按任意比例經(jīng)單螺桿擠出機(jī)共混、造粒，作為基體樹脂；2)將無(wú)機(jī)阻燃劑用1 2%的表面處理劑表面處理劑，如硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶 聯(lián)劑或硬脂酸，在高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行表面改性處理；3)各原料按照重量比例進(jìn)行配料，放入高速混合機(jī)中，在室溫下低速攪拌2 3分鐘，待物料混勻后，放入脈動(dòng)式單螺桿往復(fù)機(jī)或密煉機(jī)中進(jìn)行混合，再經(jīng)單螺桿擠出 造粒，螺桿各段溫度為加料段115 125°C，輸送段125 130°C，熔融段130 145°C， 機(jī)頭135 140°C。造粒采用風(fēng)冷切粒，稱量，包裝得到產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有抗開裂、高阻燃、加工性好、環(huán)保、易于循環(huán)再 生利用等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明電纜護(hù)套料經(jīng)過100°C X 168h熱老化后斷面形貌的SEM照片；圖2為普通型無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料經(jīng)過100°C X168h熱老化后的斷面形貌的 SEM照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例，其原材料配方見表1表1抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料配方
權(quán)利要求
1.一種熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料，其特征在于它的重量份數(shù) 組成為聚烯烴共混物基體樹脂100經(jīng)表面改性處理的無(wú)機(jī)阻燃劑90 150高分子相容劑10-20多功能改性劑3 20抗氧劑0.9 1.5加工助劑1~2其中所述聚烯烴共混物基體樹脂為乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物與線性低密度聚乙 烯、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種按任意比例的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述聚烯烴共混物基體樹脂為乙 烯-醋酸乙烯酯的共聚物與線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一 種按9 1或8 2比例的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述聚烯烴共混物基體樹脂為 乙烯_醋酸乙烯酯的共聚物與超低密度聚乙烯的共混體系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧 化鎂、水滑石中的一種，將無(wú)機(jī)阻燃劑用表面處理劑在高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行表面 改性處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硬脂酸，表面處理劑為無(wú)機(jī) 阻燃劑質(zhì)量的1_2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述高分子相容劑選自聚乙烯接枝 馬來酸酐、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝馬來酸酐中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述多功能改性劑是由硅橡膠，乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物，金屬氧化物，脂肪酸鹽和二氧化硅組成的復(fù)合物，其中金屬氧 化物為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎳中的一種，脂肪酸鹽為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、 硬脂酸鋇中的一種，復(fù)合物中各成分重量配比為硅橡膠20 25%，乙烯-醋酸乙烯酯 共聚物20 25%，二氧化硅20 25%，金屬氧化物7.5 10%，硬脂酸鹽17.5 20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述抗氧劑為四[β- (3.5- 二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4.4硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸 雙(十八酯)、復(fù)合抗氧劑Β215中的一種或兩種并用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜護(hù)套料，其特征在于所述加工助劑選自硬脂酸鋅、高分 子蠟、乙撐雙硬脂酰胺的一種。
9.一種制備權(quán)利要求1所述熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料的方法， 其特征在于包括以下步驟1)將乙烯——醋酸乙烯酯共聚物與線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高密度聚 乙烯中的一種按任意比例經(jīng)單螺桿擠出機(jī)共混、造粒，作為基體樹脂；2)將無(wú)機(jī)阻燃劑用表面處理劑在高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行表面改性處理，所述 表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硬脂酸，表面處理劑為無(wú)機(jī)阻燃劑質(zhì)量的1-2%。3)各原料按照重量比例進(jìn)行配料，放入高速混合機(jī)中，在室溫下低速攪拌2 3分 鐘，待物料混勻后，放入脈動(dòng)式單螺桿往復(fù)機(jī)或密煉機(jī)中進(jìn)行混合，再經(jīng)單螺桿擠出造 粒，螺桿各段溫度為加料段115 125°C，輸送段125 130°C，熔融段130 145°C，機(jī) 頭 135 140°C。
全文摘要
本發(fā)明為一種熱塑性抗開裂型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜護(hù)套料及其制備方法，該電纜護(hù)套料的組成及含量(重量份)為聚烯烴共混物基體樹脂100，經(jīng)表面改性處理的無(wú)機(jī)阻燃劑90～150，高分子相容劑10～20，多功能改性劑3～20，抗氧劑1～1.5，加工助劑1～2；該電纜料的制備方法包括聚烯樹脂的共混擠出、無(wú)機(jī)阻燃劑的表面處理、配料、混合、擠出造粒等工藝步驟；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有抗開裂、高阻燃、加工性好、環(huán)保、易于循環(huán)再生利用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/36GK102020804SQ20091001841
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者咸日常, 徐曼, 曲鐵騎, 曹曉瓏, 李作強(qiáng), 李秀峰, 謝大榮 申請(qǐng)人:山東安瀾高分子材料有限公司, 西安交通大學(xué)