[發明專利]一種無鹵阻燃硅烷自交聯聚烯烴電纜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310654906.0
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103724759A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 朱怡冬;程金星;懷寶祥
• 申請（專利權）人: 上海至正道化高分子材料有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L51/00;C08L23/12;C08K13/02;C08K3/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/5425;C08K5/14;C08K5/13;C08K5/17;C08K3/38;C
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及一種無鹵阻燃硅烷自交聯聚烯烴電纜材料及其制備方法，主要應用于傳輸線等軟電纜類產品，屬于電纜料的生產工藝領域。

背景技術

聚烯烴電纜材料其本身具有優良的機械性能和加工性能，但聚烯烴材料本身易燃材料，當電能在線纜運輸過程中受到內部故障或外部火源時，線纜很容易引發火災，為了降低火災損失，需要在材料中添加阻燃劑來實現電線電纜的阻燃效果。

電線電纜材料經交聯后可提高材料的耐高溫性、耐開裂性能、力學性能及阻燃性能。目前聚乙烯交聯主要方法有三種：輻照交聯法、過氧化物交聯法和硅烷接枝交聯法。輻照交聯生產的交聯聚乙烯純度高，生產工藝簡單，但設備昂貴、有輻射污染，生產工藝較難控制；過氧化物交聯法對加工溫度控制要求準確、精確，制造工藝稍有偏差產品的性能改變較大，造成的損失巨大。硅烷交聯聚乙烯通過接枝或共聚在聚乙烯鏈上引入可交聯的基團，然后再同構水解使其交聯，不需要專用設備，普通擠出機就可以加工生產，工藝簡單。

傳統的兩步法硅烷交聯聚乙烯是：第一步首先采用雙螺桿擠出機將硅烷接枝到聚乙烯分子鏈上，形成A料，其次將催化劑和聚乙烯在雙螺桿擠出機混煉形成B料。第二步將A料和B料按一定比例混合后擠出，成型的產品在熱水浴或水蒸氣下進行水解交聯。

已有硅烷交聯低煙無鹵產品大都為水煮或蒸汽交聯反應，此過程費時耗能，水煮還會影響材料的電氣性能和阻燃性能。中國專利CN102093625B公開了低煙無鹵一步法硅烷自然交聯聚烯烴電纜料及其制備方法，該方法缺點在于硅烷的接枝反應時在電纜廠家擠制電纜的單螺桿擠出機中發生，對于客戶的擠出設備和擠出工藝要求很高，若接枝反應控制不好，特別容易出現不交聯或預交聯的情況。中國專利CN101245169B公開了免水煮低煙無鹵阻燃硅烷交聯聚烯烴組合物及其制備方法，該方法采用兩步法制備硅烷自然交聯低煙無鹵聚烯烴阻燃料，但是其基料A在密煉機混煉過程中就加入了引發劑和硅烷，此過程阻燃復合材料的制備與樹脂的硅烷接枝反應同時進行，在基料A制備的最后一步還加入引發劑與硅烷的復配溶液進行后吸收，在電纜擠制過程中仍會有副反應產生，產品質量不易控制。

發明內容

本發明的目的主要是解決現有技術中存在的上述問題，提供一種低煙無鹵硅烷自然交聯阻燃聚烯烴電纜材料及其制備方法。

本生產方法生產的電纜絕緣材料環保，具有良好的阻燃性、耐熱性、老化性能和加工性能好，制備工藝簡單，能耗低，具有較好的經濟效益，主要用于10KV及以下電力電纜絕緣層的生產，加工電纜時擠出速度快，制成的電纜表面光滑，柔軟，綜合性能較好。

本發明所述的硅烷自然交聯低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜材料，由硅烷接枝料阻燃共混物A料、催化劑阻燃母料B料和高效阻燃母料C料按重量比80～85:3～5:10～17組成。

本發明的技術方案是：一種無鹵阻燃硅烷自交聯聚烯烴電纜材料，由A料、B料和C料組成；

所述A料的組成以及重量份數為：

所述B料的組分以及重量份數為：

所述C料的組分以及重量份數為：

所述的A料、B料和C料中的聚烯烴樹脂選用低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、茂金屬線型低密度聚乙烯中的一種或兩種以上的混合。

所述A料、C料中的無鹵阻燃劑選用紅磷、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、磷氮系列阻燃劑中的一種或兩種以上的混合。

所述的A料中交聯劑選用乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷的一種。

所述的A料中的引發劑選用過氧化二異丙苯、過氧化二特丁基、過氧化苯甲酰中的一種；

所述的A料、B料和C料中的抗氧劑選用1010、1135、300、168、1076中的一種或兩種以上的混合。

所述的B料中的高效催化劑選用正鋯酸四丁酯、二辛基二丁基錫、二醋酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫中的一種或兩種以上的混合。

所述的A料中的增塑劑選用乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯、馬來酸酐接枝乙酸醋酸乙烯共聚物中的一種或兩種以上的混合。

所述的B料中的加工助劑選用聚乙烯用潤滑劑油酸酰胺、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟中的一種或兩種以上的混合。

所述的B料中的金屬離子抑制劑選用草酰二胺、水楊酰胺、聯氨二酰中的一種或兩種以上的混合。

所述的B料中的金屬氧化物為氧化鋅、氧化鋁、氧化錫中的一種或兩種以上的混合。