專利名稱：耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進低煙無鹵阻燃電纜材料耐環(huán)境開裂性能的環(huán)保材料的方法及其組合物，尤其是耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料背景技術(shù)：
在以鎂鋁體阻燃系為主的低煙無鹵阻燃電纜材料，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能差是一個普遍存在的問題。影響無鹵低煙阻燃電纜的應(yīng)力開裂的因素有很多，造成無鹵低煙阻燃材料環(huán)境應(yīng)力開裂的主要原因有(l)聚合物特性所引起的由于阻燃填料如氫氧化鋁，氫氧化鎂的高填充量導致聚合物體的強度降低，伸長率和柔順性也同時降低，抗撕性及抗開裂性先天不足。(2)材料的擠出工藝基于以金屬水合物作為阻燃劑的無鹵低煙材料的高填充特性，如擠出時的工藝溫度，螺桿的壓縮比選用不當，會造成水合氧化物分解和高剪切下聚合物斷鍵。由于壓縮比較大，擠出機的速度無法達到通常水平，致使物料在機筒和螺桿間滯留時間過長，在摩擦所產(chǎn)生的高溫作用下，水合氧化物提前分解而在材料內(nèi)部產(chǎn)生氣泡(微孔)。使擠出后成品的機械強度和抗曲繞能力大大下降。目前，鎂鋁體系通過阻燃劑粉體表面處理技術(shù)改善該體系的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能，但效果不太理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能改善低煙無鹵電纜材料的耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料，它解決了其它技術(shù)存在的問題，高分子材料的燃燒是一個包括熱、氧、可燃材料三個要素的復雜過程。從原理上講，只要減緩或阻止其中一個或幾個要素，就可達到阻燃的目的。無鹵添加阻燃劑不但可以起到稀釋可燃材料濃度的作用，更重要的是，可以通過自身吸熱脫水或促使材料脫水，吸收燃燒產(chǎn)生的熱量，降低燃燒材料表面溫度，達到阻止材料繼續(xù)燃燒的目的。有些阻燃劑在自身脫水后形成一種不燃的隔氧層或使可燃材料表面炭化，隔離與空氣的接觸，從而起到阻燃的目的。 氮磷膨脹型阻燃劑的阻燃機理是燃燒時，膨脹型阻燃劑和各組分之間發(fā)生一系
列化學反應(yīng)，并在聚合物表面形成泡沫碳層，此層不但能隔熱、隔氧及防熔滴，而且還可以
改善磷系阻燃劑發(fā)煙量大的缺點。膨脹型阻燃劑一般以磷、氮為主要成分，不含鹵素，也不
采用氧化銻為協(xié)效劑。含有這類阻燃劑的高聚物受熱時，表面能夠生成一層均勻的碳質(zhì)泡
沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并防止產(chǎn)生熔滴現(xiàn)象，具有良好的阻燃性能。 制備耐環(huán)境開裂低煙無鹵聚烯烴電纜料的生產(chǎn)技術(shù)如下所用聚烯烴可以是低密
度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯，例如齊魯石化TN002102，燕山石化
LD100等；也可以是雙峰聚乙烯、彈性體材料、EVA、 POE等。所用氮磷膨脹型阻燃劑可以為
混合膨脹型、單組分膨脹型。混合膨脹型阻燃劑是由于個別的酸源(如磷酸鹽或磷酸酯)、
碳源(如多元醇)及氣源(如含氮化合物)組成的混合物?；旌显O(shè)備可用雙螺桿混煉機、
密煉機、BUSS混煉機等設(shè)備。 聚烯烴混合物材料50 80份，氮磷膨脹型阻燃劑10 50份，阻燃協(xié)同劑0. 2 20份，抗氧劑、分散劑0. 2 10份，經(jīng)過偶聯(lián)劑表面處理和分散處理，在同向雙螺桿混煉機中混合，混合溫度在20°C 300°C ，造粒包裝。 加工區(qū)設(shè)備可以是一種通用的擠出機如單螺桿型擠出機，擠出機的螺桿可以分為三個部分(即供料部分，壓縮部分和計量部分)和多個加熱區(qū)( 一般機身5個區(qū)，機頭2 3區(qū))，螺桿長徑比為18 : 1至30 : l的范圍內(nèi)。螺桿的型號可以為普通的單螺紋螺桿，BM螺桿和低壓縮比螺桿。 例如，聚烯烴混合料60份，阻燃劑35份，其它助劑5份，制出的耐開裂型低煙無鹵阻燃電纜護套用材料的性能如下拉伸強度13MPa;斷裂伸長率500X ;熱老化IO(TC X168h ;拉伸強度變化率10%，斷裂伸長率變化率12% ;2(TC體積電阻率8X10120.m ;氧指數(shù)32% ;阻燃性能，布電線通過A類成束燃燒試驗；介電強度27MV/m ;鹵酸釋放量Omg/g。產(chǎn)品主要特點有一、絕對無鹵無毒，全部采用無鹵無毒材料，該產(chǎn)品完全不含有鹵素(PBDE、 PBB及其他含鹵物質(zhì))和Cr、 Cd、 Hg、 Pb等有毒物質(zhì)，各種毒性物質(zhì)含量均為零，絕對符合歐盟制定的ROHS指令求。二、煙密度小，燃燒時不易產(chǎn)生有害氣體和腐蝕性氣體。三、阻燃性能好，燃燒時炭化速度快，成膜性好，產(chǎn)生致密的炭化層，點燃離火能達到快速自熄，避免了一般阻燃材料常見的熔滴(Flaming drops)現(xiàn)象。 由該低煙無鹵電纜阻燃材料做成的各種電線電纜均可輕松通VW-1單根垂直燃燒試驗和A類成束燃燒試驗。單根垂直燃燒試驗能達到快速離火自熄；成束燃燒時碳化高度小， 一般在0. 7米以下，稍超出燃燒火焰的高度。 本發(fā)明的意義它是一種高效的、環(huán)保的低煙無鹵阻燃體系，填加量小，阻燃效果好；它是一種含有接技改性的聚烯烴材料，該材料能和低煙無鹵阻燃劑融合；它是一種低煙無鹵阻燃劑的表面處理工藝；它是一種耐環(huán)境開裂性優(yōu)良的聚烯烴材料混合物；上述混合物能在加工區(qū)得到充分的混合；能在電纜成型過程中達到良好的加工擠出。
具體實施例方式制備耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料的生產(chǎn)技術(shù)如下所用聚烯烴可以是低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯，例如齊魯石化TN002102，燕山石化LD100等；也可以是雙峰聚乙烯、彈性體材料、EVA、 POE等。所用氮磷膨脹型阻燃劑可以為混合膨脹型、單組分膨脹型?；旌吓蛎浶妥枞紕┦怯捎趥€別的酸源(如磷酸鹽或磷酸酯)、碳源(如多元醇)及氣源(如含氮化合物)組成的混合物?；旌显O(shè)備可用雙螺桿混煉機、密煉機、BUSS混煉機等設(shè)備。 聚烯烴混合物材料50 80份，氮磷膨脹型阻燃劑10 50份，阻燃協(xié)同劑0. 2 20份，抗氧劑、分散劑0. 2 10份，經(jīng)過偶聯(lián)劑表面處理和分散處理，在同向雙螺桿混煉機中混合，混合溫度在20°C 300°C ，造粒包裝。 加工區(qū)設(shè)備可以是一種通用的擠出機如單螺桿型擠出機，擠出機的螺桿可以分為三個部分(即供料部分，壓縮部分和計量部分)和多個加熱區(qū)( 一般機身5個區(qū)，機頭2 3區(qū))，螺桿長徑比為18 : 1至30 : l的范圍內(nèi)。螺桿的型號可以為普通的單螺紋螺桿，BM螺桿和低壓縮比螺桿。 例如，聚烯烴混合料60份，阻燃劑35份，其它助劑5份，制出的耐開裂型低煙無鹵阻燃電纜護套用材料的性能如下拉伸強度13MPa;斷裂伸長率500X ;熱老化IO(TC X168h ;拉伸強度變化率10%，斷裂伸長率變化率12% ;2(TC體積電阻率8X10120.m ;氧指數(shù)32% ;阻燃性能，布電線通過A類成束燃燒試驗；介電強度27MV/m ;鹵酸釋放量Omg/g。產(chǎn)品主要特點有一、絕對無鹵無毒，全部采用無鹵無毒材料，該產(chǎn)品完全不含有鹵素(PBDE、 PBB及其他含鹵物質(zhì))和Cr、 Cd、 Hg、 Pb等有毒物質(zhì)，各種毒性物質(zhì)含量均為零，絕對符合歐盟制定的ROHS指令要求。二、煙密度小，燃燒時不易產(chǎn)生有害氣體和腐蝕性氣體。三、阻燃性能好，燃燒時炭化速度快，成膜性好，產(chǎn)生致密的炭化層，點燃離火能達到快速自熄，避免了一般阻燃材料常見的熔滴(Flaming drops) 5現(xiàn)象；由該低煙無鹵電纜阻燃材料做成的各種電線電纜均可輕松通VW-l單根垂直燃燒試驗和A類成束燃燒試驗。單根垂直燃燒試驗能達到快速離火自熄；成束燃燒時碳化高度小，一般在0.7米以下，稍超出燃燒火焰的高度。
權(quán)利要求
耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料，其特征是它是由以下原料及工藝制成的，聚烯烴混合物材料50～80份，氮磷膨脹型阻燃劑10～50份，阻燃協(xié)同劑0.2～20份，抗氧劑、分散劑0.2～10份，經(jīng)過偶聯(lián)劑處理，分散處理，在同向雙螺桿混煉機中混合，混合溫度在20℃～300℃，造粒包裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料，其特征是聚烯烴混 合料60份，阻燃劑35份，其它助劑5份。
全文摘要
耐環(huán)境開裂的低煙無鹵聚烯烴電纜料是低煙無鹵阻燃電纜材料耐環(huán)境開裂性能的環(huán)保材料，制備耐環(huán)境開裂低煙無鹵聚烯烴電纜料的生產(chǎn)技術(shù)如下所用聚烯烴可以是低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯，例如齊魯石化TN002102，燕山石化LD100等；也可以是雙峰聚乙烯、彈性體材料、EVA、POE等。所用氮磷膨脹型阻燃劑可以為混合膨脹型、單組分膨脹型?；旌吓蛎浶妥枞紕┦怯捎趥€別的酸源(如磷酸鹽或磷酸酯)、碳源(如多元醇)及氣源(如含氮化合物)組成的混合物。混合設(shè)備可用雙螺桿混煉機、密煉機、BUSS混煉機等設(shè)備。
文檔編號C08L23/12GK101698715SQ200910172428
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者婁素峰, 張軍艦, 曹保軍, 李國強, 肖玉朝, 靳紅濤 申請人:濮陽市義達塑料化工有限公司