[發(fā)明專(zhuān)利]紫外光交聯(lián)膨脹型阻燃聚烯烴電纜絕緣護(hù)套料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810023192.2
• 申請(qǐng)日: 2008-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101481475A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瞿保鈞;鮑文波;葉磊;馬樹(shù)軍;吳強(qiáng)華;賈振山;施文芳;李巍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 黑龍江沃爾德電纜有限公司;中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/06
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/06;C08L23/08;C08L51/06;C08K13/02;C08J3/28;H01B3/44;H01B7/295;C08K3/32;C08K5/053;C08K5/3492;C08K5/521;C08K3/38;C08K3/34
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪祥虬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚烯烴電纜材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類(lèi) 阻燃聚烯烴電纜的絕緣層與護(hù)套層材料及其制備方法。

背景技術(shù)

交聯(lián)聚烯烴材料具有電性能優(yōu)異、長(zhǎng)期使用溫度高、耐腐蝕、耐壓耐熱性能好、機(jī) 械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，正越來(lái)越多地被應(yīng)用于制造交聯(lián)電線(xiàn)電纜。但交聯(lián)聚烯烴材料的主要 缺點(diǎn)是容易著火燃燒引起火災(zāi)。而目前最常使用的含鹵素阻燃聚烯烴材料在燃燒時(shí)會(huì)釋 放出大量煙霧和有毒、腐蝕性鹵化氫等氣體，妨礙人們從火災(zāi)中撤離和滅火工作，因此 開(kāi)發(fā)無(wú)鹵阻燃材料新技術(shù)及其在交聯(lián)電線(xiàn)電纜中的應(yīng)用已成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。

中國(guó)專(zhuān)利98126595.2描述了以聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、 金屬氫氧化物、紅磷、碳黑、交聯(lián)劑為組成的材料體系在高能電子束輻照交聯(lián)條件下或 在過(guò)氧化物熱引發(fā)的化學(xué)交聯(lián)條件下制備交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜，制品的極限氧指數(shù) 為41％，拉伸強(qiáng)度為11MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為450％。日本專(zhuān)利JP20000265013描述了以 EVA、表面改性的金屬氫氧化物、氨基硅烷偶聯(lián)劑為復(fù)合材料體系通過(guò)化學(xué)交聯(lián)法制備 交聯(lián)無(wú)鹵阻燃EVA材料，制品具有優(yōu)良的力學(xué)和阻燃性能。美國(guó)專(zhuān)利US2002143114描 述了以PE、EVA、氫氧化鋁、硅烷交聯(lián)劑和一種可以裝載硅烷交聯(lián)劑的多孔聚合物、有 機(jī)過(guò)氧化物的體系在熱引發(fā)條件下制備化學(xué)交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜，制品具有較好的 力學(xué)性能、阻燃性能和電絕緣性能。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0112600.8描述了用PE、EVA、氫 氧化鎂、乙烯基硅氧烷、硅烷水解交聯(lián)催化劑等硅烷交聯(lián)法制備無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜， 制品的極限氧指數(shù)達(dá)32.5％，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到12.8MPa和426％。中國(guó)專(zhuān) 利申請(qǐng)?zhí)?00510102257.9描述了以EVA、乙烯-辛烯共聚物(POE)、氫氧化鎂、交聯(lián) 劑為主的共混物體系用高能輻照交聯(lián)法制備無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜材料，制品的氧指數(shù)大 于32％，力學(xué)性能優(yōu)良。從目前所知的專(zhuān)利和檢索相關(guān)文獻(xiàn)資料中可以看出：(1)無(wú)鹵 阻燃聚烯烴材料的交聯(lián)方法主要包括高能輻射交聯(lián)、過(guò)氧化物化學(xué)交聯(lián)和硅烷交聯(lián)法， 前者設(shè)備投資較高以及設(shè)備操作維護(hù)較為復(fù)雜，后者過(guò)氧化物化學(xué)交聯(lián)需高溫高壓條件， 工藝較為復(fù)雜，而硅烷交聯(lián)涉及水解反應(yīng)，制品的穩(wěn)定性差，耐壓耐溫等級(jí)低；(2)所 制備的無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料大多以金屬氫氧化物為主阻燃劑，然而金屬氫氧化物的阻燃 效率較低，至少需要在100％～150％的高添加量下才能達(dá)到較好的阻燃效果，這樣就嚴(yán) 重劣化了聚合物基體的相關(guān)性能。膨脹型磷氮類(lèi)阻燃劑是一類(lèi)高效的無(wú)鹵阻燃劑，這類(lèi) 阻燃劑受熱時(shí)，由于磷和氮的協(xié)同作用，表面形成一層致密的膨脹炭層，起到隔熱、隔 氧、抑煙的作用。相對(duì)于金屬氫氧化物阻燃劑如氫氧化鎂、氫氧化鋁等，具有添加量少， 一般僅需30％～50％的添加量，對(duì)聚合物基體的力學(xué)性能、加工性能影響較小和阻燃效 率高等優(yōu)點(diǎn)。然而至今未見(jiàn)關(guān)于交聯(lián)膨脹型磷氮類(lèi)阻燃聚烯烴材料的報(bào)道，這是因?yàn)樯? 面所述的幾種主要交聯(lián)方法對(duì)制備交聯(lián)膨脹型磷氮類(lèi)阻燃聚烯烴材料存在某些缺點(diǎn)或問(wèn) 題的緣故。高能輻射交聯(lián)設(shè)備投資高、操作維護(hù)復(fù)雜、防護(hù)要求苛刻，即使可應(yīng)用于交 聯(lián)膨脹型磷氮類(lèi)阻燃聚烯烴材料，但產(chǎn)品的成本高，同時(shí)由于電子束射線(xiàn)的輻照面很小， 很難適用于粗電纜的交聯(lián)，電子束較高的能量也會(huì)一定程度上破壞材料的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致相 關(guān)性能的下降；過(guò)氧化物化學(xué)交聯(lián)則需要高溫高壓條件，而高溫會(huì)使磷氮類(lèi)阻燃劑提前 分解，高壓則難于使磷氮類(lèi)阻燃劑發(fā)生膨脹；硅烷交聯(lián)需要通過(guò)水解反應(yīng)完成交聯(lián)，而 磷氮類(lèi)阻燃劑非常容易吸水而發(fā)生降解，從而降低了材料的阻燃性能和電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類(lèi)阻燃聚烯烴電纜的絕緣層與護(hù)套 層材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有交聯(lián)技術(shù)的上述缺點(diǎn)，獲得一種兼有膨脹阻燃和耐高溫 特性的光交聯(lián)聚烯烴電纜。

本發(fā)明的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類(lèi)阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料，其特征在于以聚 乙烯或接枝改性聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯或接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物為基料， 按其總重量100份，加入膨脹型磷氮類(lèi)無(wú)鹵阻燃劑20-50份、光引發(fā)劑0.1-5.0份、多官 能團(tuán)交聯(lián)劑0.1-5.0份和復(fù)合抗氧劑0.01-1.0份，配以阻燃增效劑0.5-5.0份、消煙劑0.5-10.0 份和加工助劑0.5-5.0份組合而成。