一種汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電纜料及其制備領(lǐng)域，具體涉及汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車線所處環(huán)境一般有油，再者隨汽車運(yùn)行而與周圍物體產(chǎn)生摩擦。故汽車線在 需求阻燃性、耐熱性之外，還特別要求其具有耐磨性、耐油性等等。
[0003] 目前市場上，汽車線較多還是用的以聚氯乙烯為基材的電纜料、輻照交聯(lián)料。聚氯 乙烯為基材的電纜料雖然存在價(jià)格低、阻燃性好和加工性能好等優(yōu)勢；但其含有鹵素，不符 合歐盟的《關(guān)于在電子電器設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》(ROHS)指令要求，對人體健 康和自然環(huán)境是一種威脅。輻照交聯(lián)料雖然同樣耐油性好、耐熱性好等；但其要求的設(shè)備較 為昂貴，成本相對較尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有的汽車線所存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種耐油性能 優(yōu)異、高阻燃，同時(shí)滿足環(huán)保要求的成本較低的汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料。
[0005] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種耐油性能優(yōu)異、高阻燃，同時(shí)滿足環(huán)保要求的成 本較低的汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料的制備方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0007] 目的1 :一種汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料，所述材料包括如下重量份數(shù) 的各組分：
[0008] 聚烯烴基材 80?90份； 相容劑 10?20份； 抗氧劑 0.5?L5份； 阻燃劑 150?170份；
[0009] 潤滑劑 1?3份； 硅烷偶聯(lián)劑 1?3份； 無鹵色母粒 0?6份；
[0010] 所述的聚烯烴基材與相容劑的總重量份數(shù)為100份。
[0011] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，所述聚烯烴基材由乙烯-醋酸乙烯共聚物 (EVA)、茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE) -種或幾種組成，若為兩者組合，其重量比依次 為（35 ?50) : (40 ?55)。
[0012] 優(yōu)選的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)中醋酸乙烯的重量百分比含量為 25 %?35 %，熔融指數(shù)為2?8g/10min ;茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE)的熔融指數(shù)為 2 ?5g/10min〇
[0013] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，所述相容劑包括馬來酸酐官能團(tuán)接枝的乙 烯-醋酸乙烯共聚物、和馬來酸酐官能團(tuán)接枝的聚烯烴彈性體一種或幾種的混合。
[0014] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，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、硫代二丙酸雙月桂酯DLTP中的一種或幾種。
[0015] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，所述阻燃劑是氫氧化鎂，該氫氧化鎂為改性 過的用化學(xué)法制備的產(chǎn)品。
[0016] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、硅油中的 一種或幾種。
[0017] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷 Α-171、乙烯基三乙氧基硅烷Α-151、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷Α-172中的一種或 幾種。
[0018] 在上述高阻燃材料的一優(yōu)選方案中，所述無鹵色母粒為以聚乙烯（PE)為基料的 無齒色母粒。
[0019] 目的2 :-種汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料的制備方法，該制備方法包括 下列步驟：
[0020] 首先，將上述高阻燃材料中的組分：聚烯烴基材、相容劑、抗氧劑、硅烷偶聯(lián)劑、阻 燃劑、潤滑劑、無鹵色母粒按照配比加入到帶有高精度的失重喂料系統(tǒng)的雙螺桿進(jìn)行混煉 擠出；
[0021] 接著，輸送到單螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行擠出造粒，在擠出造粒時(shí)進(jìn)行風(fēng)冷切粒和鼓風(fēng) 干燥；該混煉擠出造粒過程中的四個(gè)溫度段為：加料段115?125°C，輸送段125?135°C， 熔融段135?145°C，機(jī)頭140?150°C ;
[0022] 最后，進(jìn)稱重打包。
[0023] 根據(jù)上述方案，本發(fā)明提供的熱塑性低煙無鹵高阻燃材料，無需輻照就能達(dá)到很 好的耐油耐磨效果，從而無需輻照設(shè)備，降低了成本；同時(shí)阻燃等級能達(dá)到很高的水平以及 無害滿足環(huán)保要求；再者，本發(fā)明的熱塑性低煙無鹵高阻燃材料特別在耐礦物油、耐汽油和 耐導(dǎo)熱油方面性能優(yōu)異，故而由其制成的汽車線能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
[0024] 另外，本發(fā)明提供的熱塑性低煙無鹵高阻燃材料的制備方法工藝簡便，容易操作。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0026] 本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研宄，針對現(xiàn)有汽車線所存在的使用局限性，通過改 進(jìn)配方，獲得了一種耐磨、耐高溫、耐油、高阻燃性能優(yōu)異，成本較低且無害的汽車線用熱塑 性低煙無鹵阻燃材料。
[0027] 據(jù)此，本發(fā)明提供的汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料，該材料包括如下重量 份數(shù)的各組分：
[0028] 聚烯烴基材 80?90份； 相容劑 10?20份； 抗氧劑 0.5?1.5份； 阻燃劑 150?170份； 潤滑劑 1?3份; 硅烷偶聯(lián)劑 1?3份； 無鹵色母粒 0?6份；
[0029] 其中，為保證材料性能的優(yōu)越性，聚烯烴基材與相容劑的總重量份數(shù)為100份。
[0030] 為了進(jìn)一步提高熱塑性低煙無鹵高阻燃材料的性能，上述方案中的聚烯烴基材為 乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)或者茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE)中的一種或幾種的 混合。
[0031] 根據(jù)需要，聚烯烴基材也可由乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、茂金屬線型低密度聚 乙烯（MLLDPE)兩者混合而成，且兩者重量比依次為（35?50) : (40?55)。
[0032] 其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)，相對于聚乙烯（PE)而言，由于分子鏈上加入 了醋酸乙烯，從而降低了結(jié)晶性，提高了柔韌性、抗沖擊性、填料相容性、熱封密性能和阻燃 性能。
[0033] 而茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE)具有優(yōu)異的耐熱性能、耐油性能、耐磨性 能。
[0034] 且兩者通過（35?50) : (40?55)的重量比進(jìn)行混合，構(gòu)成的聚烯烴基材，將能夠 最大化的兼具兩者的優(yōu)越性能。
[0035] 進(jìn)一步的，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)中的醋酸乙烯的重量百分比含量為 25 %?35 %，熔融指數(shù)為2?8g/10min ;而茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE)的熔融指數(shù) 為 2 ?5g/10min〇
[0036] 由于乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)的性能與醋酸乙烯的含量、熔融指數(shù)有很大關(guān) 系；若固定熔融指數(shù)，醋酸乙烯的含量增大，其相容性、彈性、阻燃性等等將隨著提高；醋酸 乙烯的含量減少，其性能越接近聚乙烯，剛性、耐磨性、絕緣性提高；若固定醋酸乙烯的含 量，熔融指數(shù)增大，其軟化點(diǎn)下降，導(dǎo)致加工容易、表面光滑但強(qiáng)度下降；熔融指數(shù)減小，強(qiáng) 度上升，抗環(huán)境應(yīng)力開裂增強(qiáng)。
[0037] 同時(shí)，茂金屬線型低密度聚乙烯（MLLDPE)的熔融指數(shù)一定程度上反映了其分子 量的大小。熔融指數(shù)越高，分子量越?。环粗嗳?。分子量的大小直接影響其諸多性能；
[0038] 據(jù)此，本方案中采用醋酸乙烯的重量百分比含量為25%?35%，且熔融指數(shù)為 2?8g/10min的乙稀-醋酸乙稀共聚物（EVA)，以及恪融指數(shù)為2?5g/10min的茂金屬線 型低密度聚乙烯（MLLDPE)，從而有效保證本材料的優(yōu)越性能。
[0039] 在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了具有協(xié)同作用的具體配方：
[0040] 上述組分中的相容劑具體為馬來酸酐官能團(tuán)接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物、和馬 來酸酐官能團(tuán)接枝的聚烯烴彈性體一種或幾種的混合。
[0041]由此構(gòu)成的相容劑，可使得本高阻燃材料適合高強(qiáng)高韌的低煙無鹵電纜料填充 ATH的要求，適合低煙無鹵阻燃的材料配方，具備高斷裂伸長率、高拉伸強(qiáng)度和耐油特性。 [0042] 上述組分中的抗氧劑為四[β-(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯 1010、硫代二丙酸雙月桂酯DLTP中的一種或幾種。
[0043] 采用抗氧劑1010對聚乙烯有卓越的抗氧化性能，可有效地延長制品的使用期限。 抗氧劑1010能有效地防止聚合物材料在長期老化過程中的熱氧化降解，同時(shí)也是一種高 效的加工穩(wěn)定劑，能改善聚合物材料在高溫加工條件下的耐變色性。
[0044] 若采用四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯1010與硫代二丙 酸雙月桂酯DLTP的組合來構(gòu)成抗氧劑，其中四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸] 季戊四醇酯1010與硫代二丙酸雙月桂酯DLTP有協(xié)同作用，進(jìn)一步的提高抗氧劑的功效。
[0045] 上述組分中的阻燃劑具體為氫氧化鎂，該氫氧化鎂具體為改性過的用化學(xué)法制備 的產(chǎn)品。
[0046] 采用氫氧化鎂作為阻燃劑，將其加入到聚乙烯樹脂中，有良好的阻燃和消煙作用， 其通過受熱分解時(shí)釋放出結(jié)合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中 的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行冷卻的作用。分解生成的氧 化鎂又是良好的耐火材料，也能幫助提高合成材料的抗火性能，同時(shí)它放出的水蒸氣也可 作為一種抑煙劑。
[0047] 再者，改性過的用化學(xué)法制備的氫氧化鎂在相容性、加工性、阻燃性和耐油方面得 到了提升強(qiáng)化。
[0048] 上述組分中的潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、硅油中的一種或幾種。
[0049] 通過潤滑劑，能夠改善樹脂的潤滑性，而且通常由于加工流動(dòng)性的提高還能改善 色澤、增加光澤、防靜電、促進(jìn)熔融、避免降解、增加制品韌性、降低加工能耗、提高加工速率 等。
[0050] 采用上述材料來構(gòu)成的潤滑劑，將具有溫粘系數(shù)小、耐高低溫、抗氧化、閃點(diǎn)高、揮 發(fā)性小、絕緣性好、表面張力小、對金屬無腐蝕、無毒等優(yōu)點(diǎn)。
[0051] 上述組分中的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷Α-171、乙烯基三乙氧基硅烷 Α-151、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷Α-172中的一種或幾種。
[0052] 由此構(gòu)成的硅烷偶聯(lián)劑，即可和無機(jī)填料反應(yīng)，也可和有機(jī)高分子反應(yīng)?？稍跓o機(jī) 物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的界面之間架起"分子橋"，把兩種性質(zhì)懸殊的材料連接在一起提高復(fù)合材 料的性能和增加粘接強(qiáng)度的作用。
[0053] 上述組分中的無鹵色母粒為以聚乙烯（PE)為基料的無鹵色母粒。
[0054] 該無鹵色母粒炭黑含量高，分散性好，相容性佳、黑度高，能有效提高產(chǎn)品光澤度。 同時(shí)其環(huán)保、無毒、無味、無煙，產(chǎn)品表面光滑亮澤和實(shí)色顏色穩(wěn)定，不會出現(xiàn)色點(diǎn)和色紋 等現(xiàn)象。
[0055] 針對由上述組分按照相應(yīng)配比構(gòu)成的汽車線用熱塑性低煙無鹵高阻燃材料，本發(fā) 明還提供對應(yīng)的制備方法。
[0056] 利用該制備方法來制備熱塑性低煙