一種eva低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明電纜護(hù)套制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在國(guó)內(nèi)所使用的礦用電纜均要求其具有阻燃性能，當(dāng)在礦井內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，具有阻燃功能的電纜能保證電纜不延燃，保護(hù)礦井中人員的安全。為了達(dá)到阻燃功能，其護(hù)套材料通常采用聚氯乙烯材料，即通過(guò)向這些高分子材料中添加鹵系阻燃劑或采用含鹵素的高分子材料來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。然而在礦井中使用的電纜應(yīng)有良好的彎曲性能，通常在護(hù)套材料增加了的增塑劑，提高了該材料的柔軟性能。
[0003]但當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，混有增塑劑的聚氯乙烯材料在高溫中雖然不燃燒，但是會(huì)分解出氯化氫氣體，氯化氫氣體會(huì)與護(hù)套材料中的活性羥基反應(yīng)將釋放出大量的煙霧和鹵化氫氣體，隨著阻燃劑使用的增加，其產(chǎn)生的煙氣量也隨之增加，產(chǎn)生的氯化氫氣體容易使人或動(dòng)物窒息而死，造成二次災(zāi)難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料，用于在礦用電纜中的低煙無(wú)鹵阻燃礦用電纜中。
[0005]本發(fā)明還公開(kāi)了一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料，包括以下重量份的組份:
EVA樹(shù)脂:100份
無(wú)機(jī)阻燃劑: 70份阻燃協(xié)同劑: 5份阻燃化粘土: 50份增容劑:20份
膨脹阻燃聚丙烯:30份固體酸催化劑:3份流動(dòng)助劑:10份
硫化劑:10份。
[0007]所述的無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0008]所述的阻燃協(xié)同劑為聚磷酸銨。
[0009]—種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)生產(chǎn)前校對(duì)密煉機(jī)水壓:0.25Mpa±0.05Mpa，氣壓0.7 Mpa±0.05 Mpa；
2)將EVA樹(shù)脂100份，流動(dòng)助劑10份一并倒入，空攪30秒，繼續(xù)投入氫氧化鋁和氫氧化鎂70份、聚磷酸銨5份阻燃化粘土 50份、增容劑20份、膨脹阻燃聚丙烯30份、固體酸催化劑3份、流動(dòng)助劑10份，待電流增大后清掃2次，將膠料翻身后繼續(xù)捏煉，排膠溫度110-130°C，總時(shí)間5分鐘。
[0010]3)濾橡是采用120+1X40+1X60三層濾網(wǎng)，機(jī)頭溫度是100-120°c;
4)壓砣時(shí)間1分鐘，排膠為溫80-90°C，經(jīng)流水線出片停放8小時(shí)后使用。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1、以EVA作為電纜料的主要樹(shù)脂，由于該材料沒(méi)有鹵素，保證了電纜的無(wú)鹵性能，選用氫氧化鋁、氫氧化鎂作為無(wú)機(jī)阻燃劑，選用聚磷酸銨作為協(xié)同阻燃劑，降低無(wú)機(jī)阻燃劑的用量，同時(shí)采用阻燃化粘土來(lái)增加其效率，另外選用催化劑來(lái)增加燃燒中凝聚相的成炭反應(yīng)，選用其他樹(shù)脂和增容劑調(diào)控阻燃劑之間及阻燃劑與樹(shù)脂的相容性和分散行為，并且引入流動(dòng)助劑等改善加工性能，優(yōu)化工藝條件。
[0012]2、將阻燃劑插入到粘土層間，將阻燃化粘土用于阻燃增效；引入特殊的固體酸催化劑，進(jìn)一步提升阻燃效率，降低阻燃劑添加量和成本。
[0013]3、本發(fā)明創(chuàng)造選用固體酸催化劑來(lái)提高阻燃效率，固體酸催化劑可以大幅提升以聚磷酸銨類膨脹阻燃劑的效率，在EVA中同樣達(dá)到了良好的協(xié)同作用。
[0014]4、設(shè)計(jì)合成新型結(jié)構(gòu)阻燃劑/成炭劑:將超支化結(jié)構(gòu)與阻燃劑結(jié)合，具體是含磷和三嗪的超支化結(jié)構(gòu)阻燃劑的合成，進(jìn)行合理復(fù)配之后在尼龍及聚乳酸中獲得了良好的阻燃效果;在膨脹阻燃劑體系引入固體催化劑，在燃燒過(guò)程中形成的碳球?qū)μ繉佑性辉鰪?qiáng)作用，因而提高了阻燃效率;基于原位形成碳球增強(qiáng)炭層的原理，在阻燃材料體系中引入碳球前驅(qū)體，一方面在加工和使用過(guò)程中作為填料，改善材料的力學(xué)性能，另一方面在燃燒過(guò)程中形成碳球增強(qiáng)炭層，起到提高阻燃效率的作用;將有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化材料引入膨脹阻燃聚丙烯中，一方面發(fā)揮其高效的催化成炭作用，另一方面利用其有機(jī)/無(wú)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作為一種特殊增容劑，同時(shí)改善材料的阻燃效率和阻燃劑添加引起材料力學(xué)性能的惡化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)引入該催化劑之后，僅添加0.5wt%即可使阻燃劑的添加量由原來(lái)的25wt%降低到15wt%，為目前同體系通過(guò)UL-94 V-0級(jí)別的最優(yōu)結(jié)果，而且其沖擊強(qiáng)度基本與純聚丙烯相同；與市場(chǎng)上同類產(chǎn)品相比，具有高效和低成本的優(yōu)勢(shì)，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力；在無(wú)機(jī)阻燃EVA材料中引入粘土和固體酸，明顯提高了材料的阻燃效率。
【具體實(shí)施方式】
[0015]—種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料，包括以下重量份的組份:
EVA樹(shù)脂:100份
氫氧化鋁和氫氧化鎂:70份聚磷酸銨:5份
阻燃化粘土:50份
增容劑:20份
膨脹阻燃聚丙烯: 30份固體酸催化劑:3份
流動(dòng)助劑:10份
硫化劑:10份。
[0016]一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料的制備方法，包括以下步驟:
1)生產(chǎn)前校對(duì)密煉機(jī)水壓:0.25 Mpa±0.05Mpa，氣壓0.7 Mpa±0.05 Mpa； 2)將EVA樹(shù)脂100份，流動(dòng)助劑10份一并倒入，空攪30秒，繼續(xù)投入氫氧化鋁和氫氧化鎂70份、聚磷酸銨5份阻燃化粘土 50份、增容劑20份、膨脹阻燃聚丙烯30份、固體酸催化劑3份、流動(dòng)助劑10份，待電流增大后清掃2次，將膠料翻身后繼續(xù)捏煉，排膠溫度110-130°C，總時(shí)間5分鐘。
[0017]3)濾橡是采用120+1X40+1X60三層濾網(wǎng)，機(jī)頭溫度是100_120°C;
4)壓砣時(shí)間1分鐘，排膠為溫80-90°C，經(jīng)流水線出片停放8小時(shí)后使用。
[0018]本發(fā)明創(chuàng)造選用固體酸催化劑來(lái)提高阻燃效率，固體酸催化劑可以大幅提升以聚磷酸銨類膨脹阻燃劑的效率，在EVA中同樣達(dá)到了良好的協(xié)同作用，因此是可行的。但是由于電纜專用料中引入了抑煙劑等助劑，需要根據(jù)具體的配方調(diào)節(jié)其添加量。為了實(shí)現(xiàn)其阻燃功能，采用了如下方法:
1)設(shè)計(jì)合成新型結(jié)構(gòu)阻燃劑/成炭劑:將超支化結(jié)構(gòu)與阻燃劑結(jié)合，具體是含磷和三嗪的超支化結(jié)構(gòu)阻燃劑的合成，進(jìn)行合理復(fù)配之后在尼龍及聚乳酸中獲得了良好的阻燃效果；2)在膨脹阻燃劑體系引入固體催化劑，在燃燒過(guò)程中形成的碳球?qū)μ繉佑性辉鰪?qiáng)作用，因而提高了阻燃效率;基于原位形成碳球增強(qiáng)炭層的原理，在阻燃材料體系中引入碳球前驅(qū)體，一方面在加工和使用過(guò)程中作為填料，改善材料的力學(xué)性能，另一方面在燃燒過(guò)程中形成碳球增強(qiáng)炭層，起到提高阻燃效率的作用;3)將有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化材料引入膨脹阻燃聚丙烯中，一方面發(fā)揮其高效的催化成炭作用，另一方面利用其有機(jī)/無(wú)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作為一種特殊增容劑，同時(shí)改善材料的阻燃效率和阻燃劑添加引起材料力學(xué)性能的惡化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)引入該催化劑之后，僅添加0.5的％即可使阻燃劑的添加量由原來(lái)的25wt%降低到15wt%，為目前同體系通過(guò)UL-94 V-0級(jí)別的最優(yōu)結(jié)果，而且其沖擊強(qiáng)度基本與純聚丙烯相同；與市場(chǎng)上同類產(chǎn)品相比，具有高效和低成本的優(yōu)勢(shì)，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力;4)在無(wú)機(jī)阻燃EVA材料中引入粘土和固體酸，明顯提高了材料的阻燃效率。
本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料，其特征在于，包括以下重量份的組份: EVA樹(shù)脂:100份 無(wú)機(jī)阻燃劑: 70份 阻燃協(xié)同劑: 5份 阻燃化粘土: 50份 增容劑:20份 膨脹阻燃聚丙烯:30份 固體酸催化劑:3份 流動(dòng)助劑:10份 硫化劑:10份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料，其特征在于，所述的阻燃協(xié)同劑為聚磷酸銨。4.一種如權(quán)利要求1-3所述的EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)生產(chǎn)前校對(duì)密煉機(jī)水壓:0.25Mpa±0.05Mpa，氣壓0.7 Mpa±0.05 Mpa； 2)將EVA樹(shù)脂100份，流動(dòng)助劑10份一并倒入，空攪30秒，繼續(xù)投入氫氧化鋁和氫氧化鎂70份、聚磷酸銨5份阻燃化粘土 50份、增容劑20份、膨脹阻燃聚丙烯30份、固體酸催化劑3份、流動(dòng)助劑10份，待電流增大后清掃2次，將膠料翻身后繼續(xù)捏煉，排膠溫度110-130°C，總時(shí)間5分鐘； 3)濾橡是采用120+1X40+1 X60三層濾網(wǎng)，機(jī)頭溫度是100-120°C; 4)壓砣時(shí)間1分鐘，排膠為溫80-90°C，經(jīng)流水線出片停放8小時(shí)后使用。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種EVA低煙無(wú)鹵阻燃外護(hù)套材料及其制備方法，包括以下重量份的組份：EVA樹(shù)脂：100份，氫氧化鋁和氫氧化鎂：70份，聚磷酸銨：5份，阻燃化粘土：50份，增容劑：20份，膨脹阻燃聚丙烯：30份，固體酸催化劑：3份，流動(dòng)助劑：10份，硫化劑：10份。本發(fā)明無(wú)鹵阻燃性好，用于在礦用電纜中的低煙無(wú)鹵阻燃礦用電纜中。
【IPC分類】C08L23/08, H01B3/44, C08K3/32, B29B7/28, H01B7/17, C08K3/22, C08L23/12, C08K3/34, C08K13/02, H01B7/295
【公開(kāi)號(hào)】CN105482238
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511014605
【發(fā)明人】劉景光, 李小琴, 陳超
【申請(qǐng)人】江蘇中煤電纜有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日