一種低煙無鹵聚烯烴電纜料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低煙無鹵聚烯烴電纜料及制備方法，特別是一種改性乙烯-醋酸 乙烯酯（EVA)聚合物基低煙無鹵電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國使用的電纜料依舊以聚氯乙烯為主，然而，含鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生 的有毒氣體以嚴(yán)重威脅到火災(zāi)受害者的健康，同時(shí)也給救援工作帶來阻礙。因而，低煙無鹵 電纜料必將迎來發(fā)展機(jī)遇。
[0003]EVA的分子鏈屬線性飽和結(jié)構(gòu)，因此具有良好的耐熱老化、耐氣候、耐臭氧性能，交 聯(lián)EVA的最高長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)150°C，與以耐熱聞名的硅橡膠相當(dāng)；EVA分子主鏈不含 雙鍵，苯環(huán)、酰基、胺基等燃燒時(shí)易發(fā)煙的基團(tuán)，側(cè)鏈也不含燃燒時(shí)易發(fā)煙的甲基、苯基、氰 基等基團(tuán)。加上分子本身不含鹵元素，所以特別適合作低煙無鹵阻燃料的基料；醋酸乙烯基 的加入使EVA的熔融溫度大幅度下降，為數(shù)眾多的VA短側(cè)鏈又能使EVA的流動(dòng)性增加。所 以，其擠出性能遠(yuǎn)優(yōu)于分子結(jié)構(gòu)與其相近的聚乙烯，成為半導(dǎo)電屏蔽料和有鹵、無鹵阻燃料 的首選基料。LLDPE具有強(qiáng)度高、韌性好、剛性強(qiáng)、耐熱、耐寒等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng) 力開裂、耐撕裂強(qiáng)度等性能，并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。通過共混改性得到性能優(yōu)異的改性 乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)聚合物。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種低煙無鹵高性能聚烯烴電纜料及其制備方法，以滿足 日益增長(zhǎng)的無鹵電纜料的需求。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：改性乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)聚合物、改性復(fù) 合基礎(chǔ)阻燃劑、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑、復(fù)合潤(rùn)滑劑、復(fù)合增容劑、分散劑、偶聯(lián)劑、復(fù)合交聯(lián) 劑、抗氧劑混合后，在一定的工藝條件下，利用三螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出得到的產(chǎn)品，所 述熔融共混的各組分的質(zhì)量份數(shù)為：由改性乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)聚合物（乙烯-醋酸乙 烯酯：線性低密度聚乙烯：馬來酸酐=50:10:0. 1)40~55份(優(yōu)選45份)、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃 劑(氫氧化鎂：氫氧化鋁：三氧化二銻=4:2:1) 25~40份(優(yōu)選30份)、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑 (有機(jī)硅：硼酸鋅=1:1)5~15份(優(yōu)選10份)、復(fù)合潤(rùn)滑劑(聚乙烯蠟：石蠟=1:1)5~10份(優(yōu) 選8份)、復(fù)合增容劑(馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯（EVA-MA):馬來酸酐接枝線性低密 度聚乙烯（LLDPE-MA) =1:1) 2~5份(優(yōu)選3份)、偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑）3~8份(優(yōu)選5份)、分 散劑(三乙基已基磷酸)3~8份(優(yōu)選5份)、復(fù)合交聯(lián)劑(過氧化二異丙苯（DCP):聚三烯丙基 異三聚氰酸酯（TAIC) =1:1) 1~3份(優(yōu)選2份)、抗氧劑(雙硬脂?；虼p丙酸脂（DSTDP)) 1~3份(優(yōu)選2份)。
[0007] 所述的改性乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)聚合物制備步驟如下： (1)按照乙烯-醋酸乙烯酯（EVA):線性低密度聚乙烯（LLDPE):馬來酸酐=50:10:0. 1 比例準(zhǔn)確稱量，在高速混合機(jī)內(nèi)1800~2400r/min(優(yōu)選1800r/min)共混10~20min(優(yōu)選lOmin)，混合均勻，其中乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)中VA含量為20~40%，線性低密度聚乙烯 (LLDPE)牌號(hào)為 7024 ; (2)將（1)得到均勻料通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混得到改性乙烯-醋酸乙烯酯（EVA) 聚合物，控制機(jī)頭溫度180~210°C，機(jī)頭壓力l~10MPa，螺桿轉(zhuǎn)速80~100r/min。
[0008] 所述的改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑為氫氧化鎂：氫氧化鋁：三氧化二鋪=4:2:1的比例復(fù) 合改性得到，其中氫氧化鎂粒徑為]~3um(優(yōu)選lum)，氫氧化錯(cuò)粒徑為]~3um(優(yōu)選lum)， 三氧化二鋪粒徑為l~3um(優(yōu)選lum)〇
[0009] 所述的改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑為有機(jī)硅：硼酸鋅=1:1復(fù)合改性得到，其中有機(jī)硅 為甲基苯基硅烷，表觀粘度為500~1500cs優(yōu)選（lOOOcs);硼酸鋅粒徑為0. 5~lum(優(yōu)選 0. 5um)〇
[0010] 上述改性復(fù)合阻燃劑的制備包括工藝步驟： (1) 稱量：基礎(chǔ)阻燃劑以氫氧化鎂：氫氧化鋁：三氧化二鋪=4:2:1的比例稱量25~40 份(優(yōu)選30份)。協(xié)效阻燃劑以有機(jī)硅：硼酸鋅=1:1的比例稱量5~15份(優(yōu)選10份)。分 別在高速混合機(jī)中1800~2400r/min(優(yōu)選1800r/min)共混10~20min(優(yōu)選lOmin)，將混 合均勻的基礎(chǔ)阻燃劑、協(xié)效阻燃劑分別放入到110~130°C(優(yōu)選120°C)的恒溫烘箱中干燥 24~48h(優(yōu)選 36h); (2) 復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑改性：將干燥的復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑25~40份(優(yōu)選30份)、硅烷偶聯(lián) 劑1~5份(優(yōu)選2份)、分散劑(三乙基已基磷酸）1~3份(優(yōu)選2份)、無水乙醇5~10份(優(yōu)選 6份）放入到特制的反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理3~5h(優(yōu)選4h)，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性復(fù)合基 礎(chǔ)阻燃劑放入到100~120°C(優(yōu)選110°C)的恒溫烘箱中干燥24~48h(優(yōu)選36h)，備用； (3) 復(fù)合協(xié)效阻燃劑改性：將干燥的復(fù)合協(xié)效阻燃劑5~15份(優(yōu)選10份)、硅烷偶聯(lián)劑 1~3份(優(yōu)選2份)、分散劑(三乙基已基磷酸）1~3份(優(yōu)選2份)、無水乙醇5~10份(優(yōu)選6 份)放入到特制的反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理3~5h(優(yōu)選4h)，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性復(fù)合基礎(chǔ) 阻燃劑放入到100~120°C(優(yōu)選110°C)的恒溫烘箱中干燥24~48h(優(yōu)選36h)，備用； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)。
[0011] 所述的無水乙醇為分析純。
[0012] 所述的復(fù)合潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟：石蠟=1:1比例復(fù)合得到。
[0013] 所述的復(fù)合交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯（DCP):聚三烯丙基異三聚氰酸酯（TAIC) =1:1比例復(fù)合得到。
[0014] 所述的復(fù)合增容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯（EVA-MA):馬來酸酐接枝線 性低密度聚乙烯（LLDPE-MA) =1:1復(fù)合得到。
[0015] 所述的抗氧劑為雙硬脂酰基硫代雙丙酸脂（DSTDP)。
[0016] 上述低煙無鹵聚烯烴電纜料的制備方法，包括以下幾個(gè)工藝步驟： (1)備料：改性乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)聚合物（乙烯-醋酸乙烯酯：線性低密度聚乙 烯：馬來酸酐=50:10:0. 1) 40~55份(優(yōu)選45份)、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑(氫氧化鎂：氫氧化 鋁：三氧化二銻=4:2:1 )25~40份(優(yōu)選30份)、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑(有機(jī)硅：硼酸鋅=1:1) 5~15份(優(yōu)選10份)、復(fù)合潤(rùn)滑劑（聚乙烯蠟：石蠟=1:1) 5~10份(優(yōu)選8份)、復(fù)合增容劑 (馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯（EVA-MA):馬來酸酐接枝線性低密度聚乙烯（LLDPE-MA) =1:1) 2~5份(優(yōu)選3份)、復(fù)合交聯(lián)劑(過氧化二異丙苯（DCP):聚三烯丙基異三聚氰酸酯 (TAIC)=1:1) 1~3份(優(yōu)選2份)、抗氧劑(雙硬脂酰基硫代雙丙酸脂（DSTDP)) 1~3份(優(yōu)選2 份)，放入到高速混合機(jī)中1800~2400r/min(優(yōu)選1800r/min)共混10~20min(優(yōu)選15min)， 使混合均勻； (2)將（1)中得到均勻料加入到三螺桿擠出機(jī)內(nèi)，控制機(jī)頭溫度180~210°C，機(jī)頭壓力l~10MPa，螺桿轉(zhuǎn)速80~100r/min，熔融共混得力學(xué)性能突出、阻燃等級(jí)高、電學(xué)性能優(yōu)異的 低煙無鹵聚烯烴電纜料。
[0017] 本發(fā)明利用EVA是無鹵的極性聚合物，能與多種材料相容，有良好的機(jī)械物理性 能、電氣性能和極佳的混煉與擠出工藝性能的的優(yōu)點(diǎn)，通過特殊的阻燃劑改性工藝，采用先 進(jìn)的三螺桿擠出熔融共混工藝，得到力學(xué)性能突出、阻燃等級(jí)高、電學(xué)性能優(yōu)異的低煙無鹵 聚烯烴電纜料，可以有效的代替先市場(chǎng)占主流的聚氯乙烯電纜料，同時(shí)具備安全環(huán)保、性能 穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020] 實(shí)施例1 : (1) 稱量：基礎(chǔ)阻燃劑以氫氧化鎂：氫氧化鋁：三氧化二鋪=4:2:1的比例稱量28份， 協(xié)效阻燃劑以有機(jī)硅：硼酸鋅=1:1的比例稱量8份，分別在高速混合機(jī)中1800r/min共混 lOmin，混合均勻后，分別放入120°C的恒溫烘箱中干燥36h，備用； (2) 復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑改性：將干燥的復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑再將干燥的復(fù)合阻燃劑28份、硅 烷偶聯(lián)劑2份、三乙基已基磷酸2份、無水乙醇6份放入到特制的反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理4h，待 乙醇揮發(fā)完全，取出改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑放入到ll〇°C的恒溫烘箱中干燥36h，備用； (3) 復(fù)合協(xié)效阻燃劑改性：將干燥的復(fù)合協(xié)效阻燃劑8份、硅烷偶聯(lián)劑1份、三乙基已 基磷酸1份、無水乙醇6份放入到特制的反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理4h，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性 復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑放入到ll〇°C的恒溫烘箱中干燥36h，備用； (4) 備料：將改性乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)聚合物（乙烯-醋酸乙烯酯：線性低密度聚 乙烯：馬來酸酐=50:10:0. 1)49份、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑(氫氧化鎂：氫氧化鋁：三氧化二銻 =4:2:1) 32份、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑(有機(jī)硅：硼酸鋅=1:1) 10份、復(fù)合潤(rùn)滑劑（聚乙烯蠟： 石蠟=1:1) 4份、復(fù)合增容劑(馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯（EVA-MA):馬來酸酐接枝線 性低密度聚乙烯（LLDPE-MA) =1:1) 3份、復(fù)合交聯(lián)劑(過氧化二異丙苯（DCP):聚三烯丙基異 三聚氰酸酯（TA