[發明專利]一種硅烷交聯無鹵阻燃聚乙烯電纜料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010221591.7
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101880417A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 羅海濤;柯昌美;金群;胡永;張市甫;王光輝;馬麗嬋
• 申請（專利權）人: 武漢新天地特種電纜有限公司;武漢科技大學;武漢產品質量監督檢驗所
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08K13/06;C08K5/5425;C08K3/22;C08K3/32;C08J3/24;H01B7/295;H01B3/44
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于聚乙烯電纜料技術領域。具體涉及一種硅烷交聯無鹵阻燃聚乙烯電纜料及其制備方法。

背景技術

我們生活的地球環境日益遭到嚴重污染，并且已經危及人類的生活質量和健康。而傳統使用的聚氯乙烯(PVC)絕緣電線電纜，就是一個十分嚴重的污染源。其主要危害在于引發電氣火災以及生產和廢棄時產生二噁英、鹵化物、重金屬等有害物質，所以當今電線電纜行業已經推行無鹵、低煙阻燃的電線電纜。而且隨著我國經濟的快速發展，各行各業對電線電纜的需求不斷增加，同時對電線電纜的各種性能也提出了更高的要求。

以低密度聚乙烯(LDPE)制備的電線電纜料的主要缺點是耐熱性能差和易燃燒，而交聯可以大大提升聚乙烯的耐熱性能。目前聚乙烯交聯方式主要分為：輻照交聯、過氧化物交聯和硅烷交聯。《化學通報》(2006年第1期18頁)報道，輻射交聯即利用γ射線(Co-60源)或高能電子束(電子加速器)照射聚合物，生成高分子自由基，自由基相互結合形成交聯鍵，使線性的高分子材料變為網狀結構，其缺點是設備造價高、安全防護難度大且對材料性能損傷大；過氧化物交聯是以有機過氧化物作為交聯劑，但是由于對溫度、壓力條件的控制比較苛刻，所以在工業生產上存在困難；硅烷交聯方式設備投資少，生產成本低，生產率較高，適用于厚、薄等各種形狀的制品，同時也適用于填充型復合材料，因此受到普遍的重視。雖然聚乙烯經過硅烷交聯后，其耐熱性能有了很大的提升，但是阻燃性能還是很差。由于聚乙烯的氧指數為28，也就是說聚乙烯容易燃燒。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種原料易得、工藝簡單的硅烷交聯無鹵阻燃聚乙烯電纜料的制備方法；所制備的硅烷交聯無鹵阻燃聚乙烯電纜料阻燃性能良好、抗拉強度高、斷裂伸長率大、抗老化性能強、耐溫性能好和廢棄時不會對環境產生危害。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：將45～65wt％的低密度聚乙烯、5～10wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～5wt％的通式為RSi(OR′)₃的硅烷、0.1～0.5wt％的過氧化物引發劑、0.01～0.1wt％的交聯催化劑、15～30wt％的改性納米Mg(OH)₂、5～15wt％的聚磷酸銨和0.5～1wt％的抗氧化劑1010，在150～160℃條件下進行混煉，造粒，制得硅烷交聯無鹵阻燃聚乙烯電纜料。

在上述技術方案中：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為乙酸乙烯含量為28％、33％、40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種；硅烷為乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的一種以上；過氧化物引發劑為過氧化二異丙苯、二丁基過氧化物、BPO中的一種；交聯催化劑為二丁基錫二月硅酸、烷基苯磺酸、鹽酸中的一種；改性納米Mg(OH)₂為經納米級微乳液表面改性的納米Mg(OH)₂，其粒徑≤100nm；聚磷酸銨為相對分子量為2000、2500、3100的聚磷酸銨中的一種。

由于采用上述技術方案，所以本發明采用分解溫度高于Al(OH)₃的Mg(OH)₂作為主阻燃劑，可避免由于Al(OH)₃的分解使得樹脂內部產生氣泡而影響材料的力學性能和表觀；另將納米Mg(OH)₂經納米級微乳液表面改性處理，克服了納米Mg(OH)₂在材料制備過程中的團聚現象，改善了材料的熱力學性能。

單獨使用納米Mg(OH)₂作為阻燃劑，其阻燃效率比較低，故加入粒徑≤100nm的Mg(OH)₂粉末作為主阻燃劑使其阻燃性能提高的同時，加入相對分子量為2000、2500和3100的聚磷酸銨作為輔阻燃劑，兩者的相互協同作用，大大提升了材料的阻燃性能。

本發明原料易得，工藝簡單；所制備的硅烷交聯無鹵阻燃聚乙烯電纜料的氧指數為32.5～36，拉伸強度為12～15MP，斷裂伸長率為415～450％；故具有抗拉強度高、斷裂伸長率大、抗老化性能強和耐溫性能好的特點，該電纜料不僅不含鹵素，且鉛、銻等八種重金屬含量遠遠低于GB18585-2001的規定值，廢棄時不會對環境產生危害。

具體實施方式

下面結合具體實施方式將對本發明作進一步描述，并非對保護范圍的限制：