一种电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂及其制备方法，所述树脂由以下质量份数计的原料组成：聚乙烯树脂55‑62份、氯化聚乙烯38‑43份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.4‑1.7份、过氧化新戊酸叔丁酯0.45‑0.55份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.45‑0.55份、1,1,3‑三(2‑甲基‑4‑羟基‑5‑叔丁苯基)丁烷0.48‑0.54份、1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)苯0.64‑0.72份、活性氢氧化镁5‑7份、硫化剂T1681 0.8‑1.0份、N,N’‑间苯撑双马来酰亚胺1.1‑1.3份。本发明专利技术树脂具有优异的耐寒、阻燃性，适用于电缆护套料。

High cold resistant flame-retardant polyethylene resin for cable and preparation method thereof

The invention discloses a preparation method of cable with high cold flame retardant polyethylene resin and its preparation, wherein the resin mass fraction meter consists of the following raw materials: 55 polyethylene resin 62 copies, 43 copies, 38 chlorinated polyethylene polyoxyalkylene modified polymethylsiloxanes 1.4 1.7, peroxypivalate TERT 0.55, 0.45 butyl peroxide neodecanoate isopropyl ester 0.45 0.55, 1,1,3 three (2 methyl 4 hydroxy 5 uncle Ding Benji) 0.54, 1,3,5 0.48 butane three methyl 2,4,6 three (3,5 di-t-butyl 4 hydroxy benzyl benzene) 0.64 0.72, 7, 5 active magnesium hydroxide curing agent T1681 0.8 1, N, N 'metabenzyl bimaleimide 1.1 1.3. The resin of the invention has excellent cold resistance and flame retardance, and is suitable for cable sheathing material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电缆用材料
，具体是一种电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂及其制备方法。
技术介绍
现有的电缆护套料的耐寒性能较差，当环境温度低于-10℃时，硬度增加，弹性变差，强度降低，甚至发脆，影响使用，在我国东北、西北高寒地区，严冬时的温度低至-40℃以下，现有技术的电缆护套料不能满足这些要求。聚乙烯（polyethylene，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100--70℃），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。由于聚乙烯树脂属于高分子材料，高分子材料在空气中受热时，会分解生产挥发性可燃物，当可燃物浓度和体系温度足够高时，即可燃烧，因此，聚乙烯树脂的阻燃性就成为大家所关注的一个问题。目前，用于聚乙烯树脂的阻燃剂主要分为两大类：一类是含卤、锑的阻燃剂，一旦引燃会产生大量的有毒有害的气体，影响人们的身体健康，污染环境和腐蚀机械设备，且该类阻燃剂的使用占据大多数；另一类是无机阻燃剂，由于无机阻燃剂的添加量大，使得材料的力学性能大幅度下降，不能用于制造阻燃输送带、电缆、汽车配件、轨道交通减震件等重要的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于电缆护套料的高耐寒阻燃型聚乙烯树脂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂，按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂55-62份、氯化聚乙烯38-43份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.4-1.7份、过氧化新戊酸叔丁酯0.45-0.55份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.45-0.55份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.48-0.54份、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.64-0.72份、活性氢氧化镁5-7份、硫化剂T16810.8-1.0份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.1-1.3份；其中，过氧化新戊酸叔丁酯与过氧化新癸酸异丙苯酯的质量份数之和为1份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷：1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯的质量比为3：4。作为本专利技术进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂57-60份、氯化聚乙烯40-42份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.5-1.6份、过氧化新戊酸叔丁酯0.48-0.52份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.48-0.52份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.48-0.51份、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.64-0.68份、活性氢氧化镁5.8-6.4份、硫化剂T16810.88-0.96份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.19-1.23份。作为本专利技术进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂58份、氯化聚乙烯41份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.55份、过氧化新戊酸叔丁酯0.51份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.49份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.51份、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.68份、活性氢氧化镁6.2份、硫化剂T16810.93份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.22份。作为本专利技术进一步的方案：所述的活性氢氧化镁的制备步骤为：按照氢氧化镁：水的质量比为1：2-3的比例，将氢氧化镁与水混合，以140-160r/min的速度搅拌20-25min，得到混悬液；按照氢氧化镁：醋酸铵溶液的质量比为1：8.3-9.4的比例，将氢氧化镁倒入质量浓度为28-32%的醋酸铵溶液中，以120-140r/min的速度搅拌30-40min，得到混合溶液；按照混悬液：混合溶液的体积比为1：6-8，将混悬液与混合溶液混合，以功率为220-240W、频率为26-28kHz的超声波处理14-18min，超声波处理过程中控制溶液的温度不高于50℃，经4500-4800r/min的速度离心2-3min，得到活性氢氧化镁粗品；用清水冲洗活性氢氧化镁粗品两三遍，接着置于65-70℃温度下烘干，得到活性氢氧化镁。作为本专利技术进一步的方案：所述的混悬液中氢氧化镁与水的质量比为1：2.8，所述的混合溶液中氢氧化镁与醋酸铵溶液的质量比为1：8.8，所述的醋酸铵溶液的质量浓度为30%；所述的混悬液与混合溶液的体积比为1：7。作为本专利技术进一步的方案：所述的超声波处理的功率为230W、频率为28kHz，处理时间为15min。作为本专利技术进一步的方案：所述的聚乙烯树脂是粉状的中密度聚乙烯，密度为0.938-0.945g/cm3，熔融指数为3.5-5.0g/10min。所述的电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：（1）依次将聚乙烯树脂、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、活性氢氧化镁投入高速混合机中，在温度为130-135℃、速度为1800-2000r/min的条件下混合12-15min，得到预混料；（2）待预混料冷却至室温后，将其转移至冷混合器中，依次往其中投加氯化聚乙烯、硫化剂T1681、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺，在常温下以450-500r/min的速度混合6-8min，得到混合料；（3）将混合料通过双螺杆造粒机，在温度为150-158℃、螺杆转速为300-320r/min的条件下造粒，得到所述的电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯基体树脂。作为本专利技术进一步的方案：所述的步骤（1）中，混合温度为133℃，速度为2000r/min，时间为14min；所述的步骤（2）中，混合速度为480r/min，时间为7min；所述的步骤（3）中，造粒温度为155℃，螺杆转速为320r/min。所述的电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂在制备电缆护套料方面的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术以聚乙烯树脂和氯化聚乙烯为主体，以聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷为硅烷偶联剂，以硫化剂T1681、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺的混合物为硫化体系，在活性氢氧化镁阻燃剂、过氧化新戊酸叔丁酯与过氧化新癸酸异丙苯酯混合而成的引发剂、质量比为3：4的1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷和1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯复配而成的混合抗氧剂的作用下，制得的聚乙烯树脂的拉伸强度为17.4-17.9MPa，拉断伸长率为545-557%，磨耗量为105-122mm2，酒精喷灯燃烧时间为0.52-0.76s，耐环境应力开裂时间为109-125h；-60℃拉伸耐寒系数为0.45-0.48，70℃热空气老化168h的拉伸强度保持率为104-107%、拉断伸长率保持率为92-96%，返炼后拉伸强度保持率为94-97%、拉断伸长率保持率为92-96%。本专利技术聚乙烯树脂具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂55‑62份、氯化聚乙烯38‑43份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.4‑1.7份、过氧化新戊酸叔丁酯0.45‑0.55份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.45‑0.55份、1,1,3‑三(2‑甲基‑4‑羟基‑5‑叔丁苯基)丁烷0.48‑0.54份、1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)苯0.64‑0.72份、活性氢氧化镁5‑7份、硫化剂T1681 0.8‑1.0份、N,N’‑间苯撑双马来酰亚胺1.1‑1.3份；其中，过氧化新戊酸叔丁酯与过氧化新癸酸异丙苯酯的质量份数之和为1份，1,1,3‑三(2‑甲基‑4‑羟基‑5‑叔丁苯基)丁烷：1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)苯的质量比为3：4。

【技术特征摘要】
1.一种电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂55-62份、氯化聚乙烯38-43份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.4-1.7份、过氧化新戊酸叔丁酯0.45-0.55份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.45-0.55份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.48-0.54份、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.64-0.72份、活性氢氧化镁5-7份、硫化剂T16810.8-1.0份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.1-1.3份；其中，过氧化新戊酸叔丁酯与过氧化新癸酸异丙苯酯的质量份数之和为1份，1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷：1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯的质量比为3：4。2.根据权利要求1所述的电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂57-60份、氯化聚乙烯40-42份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.5-1.6份、过氧化新戊酸叔丁酯0.48-0.52份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.48-0.52份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.48-0.51份、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.64-0.68份、活性氢氧化镁5.8-6.4份、硫化剂T16810.88-0.96份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.19-1.23份。3.根据权利要求2所述的电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：聚乙烯树脂58份、氯化聚乙烯41份、聚亚氧烷基改性聚甲基硅氧烷1.55份、过氧化新戊酸叔丁酯0.51份、过氧化新癸酸异丙苯酯0.49份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.51份、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.68份、活性氢氧化镁6.2份、硫化剂T16810.93份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺1.22份。4.根据权利要求1所述的电缆用高耐寒阻燃型聚乙烯树脂，其特征在于，所述的活性氢氧化镁的制备步骤为：按照氢氧化镁：水的质量比为1：2-3的比例，将氢氧化镁与水混合，以140-160r/min的速度搅拌20-25min，得到混悬液；按照氢氧化镁：醋酸铵溶液的质量比为1：8.3-9.4的比例，将氢氧化镁倒入质量浓度为28-32%的醋酸铵溶液中，以120-140r/min的速度搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玲燕，毛华撑，鲁运力，陈美红，周妙根，钟名丁，谌勇，
申请(专利权)人：江西太平洋电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36