阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及一種阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途，特別涉及其用于電子線，特別是工作溫度為150℃的電子線的用途，屬于阻燃絕緣材料領(lǐng)域。由本申請(qǐng)的電纜料制成的電子線能通過(guò)180℃±2℃×168h熱空氣老化實(shí)驗(yàn)，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率變化率小于20％，極限氧指數(shù)大于28％，可以通過(guò)VW-1和FT2的燃燒試驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途，特別涉及其用于電子線，特別是工作溫度為150°C的電子線的用途，屬于阻燃絕緣材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，由輻照低煙無(wú)鹵型阻燃聚烯烴電纜料制成的電子線作為PVC電子線的替代材料，已廣泛應(yīng)用于電子、電器及設(shè)備儀器內(nèi)部的連接線，以及電機(jī)變壓器和燈具的引出線等。市面上的電子線普遍為PVC和TPE，它們的工作溫度一般最高為125°C，但是基本不能同時(shí)達(dá)到VW-1等級(jí)和FT2等級(jí)。低煙無(wú)鹵型電纜料通過(guò)輻照交聯(lián)后耐溫等級(jí)提高，而且阻燃效果明顯優(yōu)于其它兩者，是一種理想的、高性價(jià)比的高溫電子線用電纜料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0004]本申請(qǐng)的目的是開(kāi)發(fā)一種具有高耐溫等級(jí)、熱固性的特性，能夠使電子線在較高的工作溫度長(zhǎng)期安全使用的電纜料。
_5] 用于解決問(wèn)題的方案 [0006]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，包含以下組分:
[0007](a) 100質(zhì)量份的基體樹(shù)脂，
[0008]其中基體樹(shù)脂由25-65質(zhì)量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-50質(zhì)量份的聚乙烯、10-40質(zhì)量份的乙烯-辛烯共聚物和10-35質(zhì)量份的界面相容劑組成；
[0009](b) 60-150質(zhì)量份，優(yōu)選90-130質(zhì)量份的阻燃劑，
[0010](c) 0-2質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑，
[0011](d) 1-12質(zhì)量份的抗氧劑，
[0012](e)0.5-2.5質(zhì)量份的偶聯(lián)劑。
[0013]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為4_6g/10min，并且共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質(zhì)量％。
[0014]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述聚乙烯選用按照ASTM D1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為2-4g/10min的茂金屬線型低密度聚乙烯。
[0015]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的質(zhì)量份數(shù)為35-55質(zhì)量份。
[0016]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述聚乙烯的質(zhì)量份數(shù)為20-40質(zhì)量份。
[0017]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物的質(zhì)量份數(shù)為15-35質(zhì)量份。
[0018]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑的質(zhì)量份數(shù)為15-30質(zhì)量份。[0019]根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑是乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一種單體的共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物；優(yōu)選為聚乙烯-乙酸乙烯酯的馬來(lái)酸酐接枝物。
[0020]本申請(qǐng)還提供一種根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料的制備方法，其特征在于，將各組分放入混合機(jī)，混合均勻后再經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得電纜料。
[0021]本申請(qǐng)還提供根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料用于電子線，特別是工作溫度為150°C的電子線的用途。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]由本申請(qǐng)的電纜料制成的電子線通過(guò)180°C ±2°C X168h熱空氣老化實(shí)驗(yàn)后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的變化率小于20%，極限氧指數(shù)大于28%，可以通過(guò)VW-1和FT2的燃
燒試驗(yàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，包含以下組分:
[0025](a) 100質(zhì)量份的基體樹(shù)脂，
[0026]其中基體樹(shù)脂由25-65質(zhì)量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10_50質(zhì)量份的聚乙烯、10-40質(zhì)量份的乙烯-辛烯共聚物和10-35質(zhì)量份的界面相容劑組成；
[0027](b) 60-150質(zhì)量份，優(yōu)選90-130質(zhì)量份的阻燃劑，
[0028](c) 0-2質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑，
[0029](d) 1-12質(zhì)量份的抗氧劑，
[0030](e)0.5-2.5質(zhì)量份的偶聯(lián)劑。
[0031]在本申請(qǐng)所述電纜料中，優(yōu)選地，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為4_6g/10min，并且優(yōu)選地，共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質(zhì)量％。
[0032]所述聚乙烯包括LLDPE (線型低密度聚乙烯)、mLLDPE (茂金屬線型低密度聚乙烯)、ULDPE(超低密度聚乙烯)等，優(yōu)選地，選用按照ASTM D1238-2004在190°C和1.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為2-4g/10min的茂金屬線型低密度聚乙烯。
[0033]在本申請(qǐng)所述電纜料中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的質(zhì)量份數(shù)優(yōu)選為35-55質(zhì)量份，所述聚乙烯的質(zhì)量份數(shù)優(yōu)選為10-40質(zhì)量份，所述乙烯-辛烯共聚物的質(zhì)量份數(shù)優(yōu)選為15-35質(zhì)量份,所述界面相容劑的質(zhì)量份數(shù)優(yōu)選為15-30質(zhì)量份。
[0034]優(yōu)選地，所述乙烯-辛烯共聚物按照ASTM D1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.5-5g/10min。
[0035]優(yōu)選地，所述界面相容劑是乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一種單體的共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物；優(yōu)選為聚乙烯-乙酸乙烯酯的馬來(lái)酸酐接枝物。
[0036]在本申請(qǐng)所述電纜料中，所述阻燃劑為60-150質(zhì)量份，優(yōu)選為90-130質(zhì)量份，例如可以為100份、110份、120份等。優(yōu)選地，所述阻燃劑由20-60質(zhì)量份，優(yōu)選30-50質(zhì)量份的氫氧化鋁和40-90質(zhì)量份，優(yōu)選50-80質(zhì)量份的氫氧化鎂組成。所述氫氧化鋁優(yōu)選為經(jīng)表面改性劑改性的化學(xué)法氫氧化鋁(例如美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)的104LE0)，所述氫氧化鎂為粒徑小于200nm的化學(xué)法氫氧化鎂(例如美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)的H5IV)。
[0037]在本申請(qǐng)所述電纜料中，所述潤(rùn)滑劑為0-2質(zhì)量份，優(yōu)選為0.8-1.2質(zhì)量份，其優(yōu)選為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、聚乙烯蠟中的一種或多種。
[0038]在本申請(qǐng)所述電纜料中，所述抗氧劑為1-12質(zhì)量份，其可以為抗氧劑1010、DSTP、168、300等。優(yōu)選地，所述抗氧劑由0.5-5質(zhì)量份，優(yōu)選1_4質(zhì)量份的抗氧劑1010(化學(xué)名稱:四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，0.5-4質(zhì)量份，優(yōu)選1-3.5質(zhì)量份的抗氧劑DSTP (化學(xué)名稱:硫代二丙酸二硬脂酸酯)，和0.2-2質(zhì)量份，優(yōu)選0.3-1.6質(zhì)量份的抗氧劑168 (化學(xué)名稱:三[2，4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯)組成。
[0039]在本申請(qǐng)所述電纜料中，所述偶聯(lián)劑為0.5-2.5質(zhì)量份，優(yōu)選1-2質(zhì)量份，其可以為硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹(shù)脂偶聯(lián)劑等。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，例如Α-172 (化學(xué)名稱:乙烯基二( β _甲氧基乙氧基)硅烷)，ΚΗ-560 (化學(xué)名稱:Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷)，ΚΗ-570(化學(xué)名稱:Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)等。
[0040]在本申請(qǐng)中，使用的上述各組分均是市售產(chǎn)品，可以容易地商購(gòu)獲得。
[0041]本申請(qǐng)還提供一種根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料的制備方法，其特征在于，將各組分放入混合機(jī)，混合均勻后再經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得電纜料。
[0042]本申請(qǐng)還提供根據(jù)本申請(qǐng)所述的電纜料用于電子線，特別是工作溫度為150°C的電子線的用途。 [0043]本申請(qǐng)的特點(diǎn):
[0044](I)本申請(qǐng)使用乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質(zhì)量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作為樹(shù)脂基材之一，這可以增加電纜料的柔軟度，并且可以賦予電纜料較高的極限氧指數(shù)。
[0045](2)本申請(qǐng)采用經(jīng)過(guò)表面處理的化學(xué)法氫氧化鋁以及化學(xué)法氫氧化鎂，它們能與基體樹(shù)脂更好的結(jié)合，保證了材料的機(jī)械性能與電性能；同時(shí)化學(xué)法合成的氫氧化鋁與氫氧化鎂的雜質(zhì)含量低，保證了材料可以很好地通過(guò)180°C ±2°C X168h的高溫老化實(shí)驗(yàn)。
[0046](3)本申請(qǐng)采用輻照交聯(lián)的方式制造線纜，避免了化學(xué)交聯(lián)中容易出現(xiàn)焦燒以及硅烷交聯(lián)中容易出現(xiàn)凝膠的情況，并且可以通過(guò)控制輻照劑量而方便地控制交聯(lián)度。
[0047](4)輻照交聯(lián)后的材料的耐高溫等級(jí)提高，可以用于工作溫度為150°C的電子線，大大提聞了材料的使用壽命。
[0048](5)由于使用氫氧化鋁和氫氧化鎂作為阻燃劑，因此材料在燃燒時(shí)的發(fā)煙量、煙氣的PH值及毒性指數(shù)均大大降低。
[0049]實(shí)施例
[0050]在實(shí)施例中，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是韓國(guó)韓華集團(tuán)生產(chǎn)的牌號(hào)1828，茂金屬線型低密度聚乙烯是美國(guó)?？松梨诠旧a(chǎn)的牌號(hào)3518CB，乙烯-辛烯共聚物是美國(guó)陶氏公司生產(chǎn)的牌號(hào)8150，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物是美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的牌號(hào)250D，氫氧化鋁是美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)的牌號(hào)104LE0，氫氧化鎂是美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)的牌號(hào)H5IV，硬脂酸鎂為市售，抗氧劑1010購(gòu)自德國(guó)巴斯夫公司，抗氧劑DSTP購(gòu)自寧波金海雅寶公司，抗氧劑168購(gòu)自德國(guó)巴斯夫公司，硅烷偶聯(lián)劑A-172為市售。
[0051]實(shí)施例1
[0052]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取40份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔體流動(dòng)指數(shù)為4g/10min、共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為28質(zhì)量％ )，20份的茂金屬線型低密度聚乙烯(熔體流動(dòng)指數(shù)為3.5g/10min), 20份的乙烯-辛烯共聚物,20份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物，30份的氫氧化鋁，70份的氫氧化鎂，1份的硬脂酸鎂，2.5份的抗氧劑1010，1.5份的抗氧劑DSTP，0.8份的抗氧劑168，1.5份的硅烷偶聯(lián)劑A-172。
[0053]先將上述各組分在高速混合機(jī)中混合均勻，再投入密煉機(jī)，密煉溫度為145°C，混合塑化均勻后，在雙螺桿、單螺桿雙階機(jī)中擠出造粒，雙螺桿擠出溫度在105-115°C，單螺桿擠出溫度在120-140°C。
[0054]將所述電纜料控制線速在250m/min下擠出成電線，得到導(dǎo)體橫截面積為2.5mm2的電子線，所述電子線的表面光滑細(xì)膩。
[0055]經(jīng)檢測(cè)，所述電子線的性能如下:(按照J(rèn)B/T10436-2004標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè))
[0056]拉伸強(qiáng)度17.25MPa，斷裂伸長(zhǎng)率390%，極限氧指數(shù)30%，比重1.295g/cm3,體積電阻率9.84Χ1012(Ω.cm)。經(jīng)180±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的變化率為13%，可以通過(guò)VW-1和FT2的燃燒實(shí)驗(yàn)。
[0057]實(shí)施例2
[0058]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取40份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔體流動(dòng)指數(shù)為4g/10min、共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為28質(zhì)量％ )，20份的茂金屬線型低密度聚乙烯(熔體流動(dòng)指數(shù)為3.5g/10min), 20份的乙烯-辛烯共聚物,20份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物，30份的氫氧化鋁，80份的氫氧化鎂，1份的硬脂酸鎂，2份的抗氧劑1010，1.5份的抗氧劑DSTP，0.8份的抗氧劑168，2份的硅烷偶聯(lián)劑A-172。
[0059]先將上述各組分在高速混合機(jī)中混合均勻，再投入密煉機(jī)，密煉溫度為145°C，混合塑化均勻后，在雙螺桿、單螺桿雙階機(jī)中擠出造粒，雙螺桿擠出溫度在105-115°C，單螺桿擠出溫度在120-145 °C。
[0060]將所述電纜料控制線速在250m/min下擠出成電線，得到導(dǎo)體橫截面積為2.5mm2的電子線，所述電子線的表面光滑細(xì)膩。
[0061]經(jīng)檢測(cè)，所述電子線的性能如下:(按照J(rèn)B/T10436-2004標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè))
[0062]拉伸強(qiáng)度16.37MPa，斷裂伸長(zhǎng)率340%，極限氧指數(shù)32%，比重1.368g/cm3，體積電阻率3.65Χ1012(Ω.cm)。經(jīng)180±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的變化率為11%，可以通過(guò)VW-1和FT2的燃燒實(shí)驗(yàn)。
[0063]實(shí)施例3
[0064]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取50份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔體流動(dòng)指數(shù)為4g/10min、共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為28質(zhì)量％ )，10份的茂金屬線型低密度聚乙烯(熔體流動(dòng)指數(shù)為3.5g/10min), 20份的乙烯-辛烯共聚物,20份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物，35份的氫氧化鋁，65份的氫氧化鎂，1份的硬脂酸鎂，2.5份的抗氧劑1010，1.5份的抗氧劑DSTP，0.8份的抗氧劑168，1.5份的硅烷偶聯(lián)劑A-172。
[0065]先將上述各組分在高速混合機(jī)中混合均勻，再投入密煉機(jī)，密煉溫度為145°C，混合塑化均勻后，在雙螺桿、單螺桿雙階機(jī)中擠出造粒，雙螺桿擠出溫度在105-115°C，單螺桿擠出溫度在120-140°C。
[0066]將所述電纜料控制線速在250m/min下擠出成電線，得到導(dǎo)體橫截面積為2.5mm2的電子線，所述電子線的表面光滑細(xì)膩。[0067]經(jīng)檢測(cè)，所述電子線的性能如下:(按照J(rèn)B/T10436-2004標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè))
[0068]拉伸強(qiáng)度16.42MPa，斷裂伸長(zhǎng)率420%，極限氧指數(shù)30%，比重1.305g/cm3，體積電阻率1.04Χ1013(Ω.cm)。經(jīng)180±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的變化率為14%， 可以通過(guò)VW-1和FT2的燃燒實(shí)驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，包含以下組分: (a)100質(zhì)量份的基體樹(shù)脂， 其中基體樹(shù)脂由25-65質(zhì)量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-50質(zhì)量份的聚乙烯、10-40質(zhì)量份的乙烯-辛烯共聚物和10-35質(zhì)量份的界面相容劑組成； (b)60-150質(zhì)量份，優(yōu)選90-130質(zhì)量份的阻燃劑， (c)0-2質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑， (d)1-12質(zhì)量份的抗氧劑， (e)0.5-2.5質(zhì)量份的偶聯(lián)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為4_6g/10min，并且共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質(zhì)量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜料，其特征在于，所述聚乙烯選用按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量的熔體流動(dòng)指數(shù)為2_4g/10min的茂金屬線型低密度聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的質(zhì)量份數(shù)為35-55質(zhì)量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電纜料，其特征在于，所述聚乙烯的質(zhì)量份數(shù)為20-40質(zhì)量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物的質(zhì)量份數(shù)為15-35質(zhì)量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑的質(zhì)量份數(shù)為15-30質(zhì)量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑是乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一種單體的共聚物的馬來(lái)酸酐接枝物；優(yōu)選為聚乙烯-乙酸乙烯酯的馬來(lái)酸酐接枝物。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的電纜料的制備方法，其特征在于，將各組分放入混合機(jī)，混合均勻后再經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得電纜料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的電纜料用于電子線，特別是工作溫度為150°C的電子線的用途。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK104004264SQ201410264339
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李鵬舉, 齊興國(guó), 金曙霖, 程林鶴 申請(qǐng)人:浙江萬(wàn)馬高分子材料有限公司