專利名稱：高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料。
背景技術(shù)：
高壓電力電纜由于高壓電場作用以及機(jī)械保護(hù)需要，在電纜外層需要擠包塑料護(hù)層材料，通常高壓電力電纜的護(hù)套材料采用黑色聚乙烯材料，外表涂覆導(dǎo)電石墨或?qū)щ娋垡蚁苑乐垢邏焊袘?yīng)電壓擊穿、降低表面感應(yīng)電壓。但隨著城市高壓電網(wǎng)線路的地下化敷設(shè)，要求電纜具有低煙無鹵阻燃功能，其護(hù)套材料必須采用低煙無鹵阻燃黑色聚乙烯材料，而目前市場上提供的低煙無鹵阻燃護(hù)套材料通常采用乙烯醋酸乙烯共聚物體系中添加大量無機(jī)氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃體系，由于無機(jī)阻燃劑的粉體含量通常達(dá)到50%-70%之間，這就要求基體材料與粉體有很好的包容性，乙烯醋酸乙烯共聚物是一種較為理想的材料，為廣泛使用。但由于乙烯醋酸乙烯共聚物材料的機(jī)械強(qiáng)度、硬度較低，造成材料的機(jī)械強(qiáng)度低，耐磨性差，導(dǎo)致電纜在安裝敷設(shè)過程中電纜表層護(hù)套破損，尤其是大截面電纜情況更為嚴(yán)重，一旦電纜護(hù)層破裂有可能造成電網(wǎng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，電纜本體會受到各種侵害，不能有效保護(hù)電纜的有效運(yùn)行；而且現(xiàn)有的低煙無鹵阻燃護(hù)套材料粘結(jié)性不好，導(dǎo)致表面的導(dǎo)電石墨層或?qū)щ娋垡蚁訒撀?，使電纜局放電流不能有效釋放，影響高壓電纜的有效使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨以及粘結(jié)性能好的高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料，該護(hù)套用材料中的組分及按重量百分比計(jì)的含量為
茂金屬聚乙烯10% 20%
熔融指數(shù)在2 8之間的乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5%
丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15%
氫氧化鎂無機(jī)阻燃劑20% 30%
氫氧化鋁無機(jī)阻燃劑30% 40%
有機(jī)硅硐20% 30%
二硫化鑰O. 5% 1%
用于對所述無機(jī)阻燃劑進(jìn)行偶聯(lián)處理的172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%
抗氧劑O. 5% 1%
潤滑劑1% 2% ；
所述茂金屬聚乙烯是采用茂金屬作為催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯；
所述有機(jī)硅酮為高分子量的有機(jī)硅氧烷，其分子量大于10萬；
所述抗氧劑采用四3- (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)、硫代二丙酸二月桂酯、(2,4- 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β’_硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種，或者，四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯與4，4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種的組合；
所述潤滑劑采用硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、N, N’ -亞乙基雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的組合。進(jìn)一步地，所述護(hù)套用材料中的組分還有炭黑，按重量百分比計(jì)的含量為O. 5% 1%。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)茂金屬聚乙烯的強(qiáng)度很高，采用高強(qiáng)度的茂金屬聚乙烯能夠提高電纜護(hù)套基體的強(qiáng)度；丙烯酸接枝高密度聚乙烯作為相容劑，能夠使茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機(jī)阻燃劑粉體充分混合并緊密結(jié)合，從而提高電纜護(hù)套材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度；有機(jī)硅酮、二硫化鑰作為硅 系、鑰系潤滑劑，能夠提高電纜護(hù)套材料表面的耐磨性，即達(dá)到材料表面較低的摩擦系數(shù)；172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)類物質(zhì)以及樹脂均具有親和性，故容易結(jié)合上無機(jī)物質(zhì)如無機(jī)阻燃齊U、導(dǎo)電石墨，以及樹脂如聚乙烯，通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)阻燃劑的偶聯(lián)處理，不僅使得材料擠出后的表面能與石墨或?qū)щ娋垡蚁恿己谜辰?，還能使得茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機(jī)阻燃劑粉體充分緊密結(jié)合；本發(fā)明的護(hù)套材料，有優(yōu)異的機(jī)械性能，因?yàn)樽o(hù)套材料采用無鹵阻燃材料的相容劑丙烯酸接枝高密度聚乙烯、特種改性聚乙烯茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物等材料的有效配合，提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度；由于電纜，尤其是大截面電纜，在安裝施工過程中拖拉，容易造成護(hù)套層材料的磨損，為使電纜護(hù)套材料表面具有耐磨性，采取材料配方體系中添加硅系、鑰系潤滑劑，達(dá)到材料表面較低的摩擦系數(shù)，本護(hù)套材料的良好機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能有效提高電纜護(hù)套抗磨損現(xiàn)象；通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)阻燃劑的偶聯(lián)處理，使得護(hù)套材料與表面的石墨或?qū)щ娋垡蚁硬牧险辰Y(jié)性好，防止導(dǎo)電材料的脫離，避免電纜局放電流不能有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。
具體實(shí)施例方式下面進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明的護(hù)套材料主要針對現(xiàn)有的低煙無鹵阻燃材料機(jī)械強(qiáng)度低、易磨損、粘結(jié)性不好的缺點(diǎn)，在配方體系中通過多種聚乙烯材料的共混改進(jìn)，提高基體材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度；并通過在材料體系中添加硅系和鑰系潤滑劑，提高材料的表面耐磨性；同時(shí)，通過硅烷偶聯(lián)劑對配方體系中的粉體材料進(jìn)行表面處理，提高護(hù)套材料與電纜表層導(dǎo)電材料的良好粘接；最終有效實(shí)現(xiàn)電纜在敷設(shè)安裝過程中不易磨損破裂，電纜表面的導(dǎo)電層不易脫落。具體來說，本發(fā)明的高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料，該護(hù)套用材料中的組分及按重量百分比計(jì)的含量為茂金屬聚乙烯10% 20%、熔融指數(shù)在21之間的乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5%、丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15%、氫氧化鎂無機(jī)阻燃劑20% 30%、氫氧化鋁無機(jī)阻燃劑30% 40%、有機(jī)硅硐20% 30%、二硫化鑰O. 5% 1%、172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%、抗氧劑O. 5% 1%、潤滑劑1% 2% ；
茂金屬聚乙烯是采用茂金屬M(fèi)AO作為催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯，茂金屬聚乙烯的強(qiáng)度很高，采用高強(qiáng)度的茂金屬聚乙烯能夠提高電纜護(hù)套基體的強(qiáng)度；丙烯酸接枝高密度聚乙烯作為相容劑，能夠使茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機(jī)阻燃劑粉體充分混合并緊密結(jié)合，從而提高電纜護(hù)套材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度；有機(jī)硅酮為高分子量的有機(jī)硅氧烷，其分子量大于10萬，屬于硅系潤滑劑；二硫化鑰屬于鑰系潤滑劑，通過硅系、鑰系潤滑劑，能夠提高電纜護(hù)套材料表面的耐磨性，即達(dá)到材料表面較低的摩擦系數(shù)；172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)類物質(zhì)以及樹脂均具有親和性，故容易結(jié)合上無機(jī)物質(zhì)如無機(jī)阻燃劑、導(dǎo)電石墨，以及樹脂如聚乙烯，通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)阻燃劑的偶聯(lián)處理，不僅使得材料擠出后的表面能與石墨或?qū)щ娋垡蚁恿己谜辰?，還能使得茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機(jī)阻燃劑粉體充分緊密結(jié)合；抗氧劑采用四3- (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)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種，或者，四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯與4，4’ -硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種的組合，抗氧劑的抗氧化作用能夠降低護(hù)套材料的老化速度；潤滑劑采用硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、N，N’-亞乙基雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的組合，用于對各材料組分的潤滑。 護(hù)套材料有多種顏色，當(dāng)需要著色時(shí)，需要添加相應(yīng)的著色劑，譬如說，護(hù)套材料是黑色的，則護(hù)套用材料中的組分還有炭黑，按重量百分比計(jì)的含量為O. 5% 1%。本發(fā)明的護(hù)套材料，有優(yōu)異的機(jī)械性能，由于護(hù)套材料采用無鹵阻燃材料的相容劑丙烯酸接枝高密度聚乙烯、特種改性聚乙烯茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物等材料的有效配合，提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度；由于大截面電纜在安裝施工過程中拖拉，容易造成護(hù)套層材料的磨損，為使電纜護(hù)套材料表面具有耐磨性，采取材料配方體系中添加硅系、鑰系潤滑劑，達(dá)到材料表面較低的摩擦系數(shù)，本護(hù)套材料的良好機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能有效提高電纜護(hù)套抗磨損現(xiàn)象；通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)阻燃劑的偶聯(lián)處理，使得護(hù)套材料與表面的石墨或?qū)щ娋垡蚁硬牧险辰Y(jié)性好，防止導(dǎo)電材料的脫離，避免電纜局放電流不能有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。在制備本發(fā)明的護(hù)套材料時(shí)，首先在高速混合機(jī)內(nèi)高速混合無機(jī)阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁，轉(zhuǎn)速900rpm-1100 rpm，高速混合至溫度80°C 90°C時(shí)，進(jìn)行脫水然后用172硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行噴覆處理，實(shí)現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑對阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁的偶聯(lián)處理；接著將通過172硅烷偶聯(lián)劑處理好的無機(jī)阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁和茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯酸接枝高密度聚乙烯、有機(jī)硅硐、二硫化鑰、抗氧劑以及潤滑劑一同加入捏煉機(jī)中進(jìn)行捏合，護(hù)套材料組分按重量百分比計(jì)的含量為茂金屬聚乙烯10% 20%、熔融指數(shù)在2 8之間的乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5%、丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15%、氫氧化鎂無機(jī)阻燃劑20% 30%、氫氧化鋁無機(jī)阻燃劑30% 40%、有機(jī)硅硐20% 30%、二硫化鑰O. 5% 1%、172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%、抗氧劑O. 5% 1%、潤滑劑1% 2% ;待捏合物料溫度升至125°C 135°C時(shí)，將捏合好的呈團(tuán)狀的物料放至提升機(jī)中輸送至熔體錐形喂料機(jī)，喂料機(jī)將物料送至雙螺桿進(jìn)行擠塑混煉，然后進(jìn)入單螺桿擠塑機(jī)造粒，采用模面熱切造粒工藝，造好的粒子通過風(fēng)機(jī)輸送管道進(jìn)入第一級旋風(fēng)冷卻分離器、第二級旋風(fēng)冷卻分離器、風(fēng)冷振動篩、第三級旋風(fēng)冷卻分離器，即得到成品材料。這樣制得的護(hù)套材料的機(jī)械性能高、耐磨性和粘結(jié)性好，使得電纜在安裝敷設(shè)過程中，電纜護(hù)套層不易磨損破裂，不易造成由于電纜表面導(dǎo)電層的破損而損害電纜局放電流的有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。
權(quán)利要求
1.高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料，其特征在于該護(hù)套用材料中的組分及按重量百分比計(jì)的含量為 茂金屬聚乙烯10% 20% 熔融指數(shù)在2 8之間的乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5% 丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15% 氫氧化鎂無機(jī)阻燃劑20% 30% 氫氧化鋁無機(jī)阻燃劑30% 40%有機(jī)硅硐20% 30% 二硫化鑰O. 5% 1% 用于對所述無機(jī)阻燃劑進(jìn)行偶聯(lián)處理的172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%抗氧劑O. 5% 1%潤滑劑1% 2% ； 所述茂金屬聚乙烯是采用茂金屬作為催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯； 所述有機(jī)硅酮為高分子量的有機(jī)硅氧烷，其分子量大于10萬； 所述抗氧劑采用四3- (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)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種，或者，四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯與4，4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種的組合； 所述潤滑劑采用硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、N，N’ -亞乙基雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料，其特征在于所述護(hù)套用材料中的組分還有炭黑，按重量百分比計(jì)的含量為O. 5% 1%。
全文摘要
本發(fā)明公開了高壓電纜護(hù)套用低煙無鹵阻燃材料，其材料組分及按重量百分比計(jì)的含量為茂金屬聚乙烯10%～20%、熔融指數(shù)在2~8之間的乙烯醋酸乙烯共聚物2%～5%、丙烯酸接枝高密度聚乙烯10%～15%、氫氧化鎂無機(jī)阻燃劑20%～30%、氫氧化鋁無機(jī)阻燃劑30%～40%、有機(jī)硅硐20%～30%、二硫化鉬0.5%～1%、172硅烷偶聯(lián)劑0.2%～1%、抗氧劑0.5%～1%、潤滑劑1%～2%；通過采用無鹵阻燃材料的相容劑丙烯酸接枝高密度聚乙烯、特種改性聚乙烯茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物等材料的有效配合，提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度；通過在材料配方體系中添加硅系、鉬系潤滑劑，達(dá)到材料表面較低的摩擦系數(shù)，本護(hù)套材料的良好機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能有效提高電纜護(hù)套抗磨損現(xiàn)象；通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)阻燃劑的偶聯(lián)處理，使得護(hù)套材料與表面的石墨或?qū)щ娋垡蚁硬牧险辰Y(jié)性好，防止導(dǎo)電材料的脫離，避免電纜局放電流不能有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。
文檔編號C08K5/134GK102952313SQ20111025130
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者張賢靈, 程曉松, 任政, 于德寶 申請人:蘇州亨利通信材料有限公司