本发明专利技术提供了一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。其技术方案是：将45~65wt%的低密度聚乙烯、5~10wt%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、2~5wt%的通式为RSi(OR′)3的硅烷、0.1~0.5wt%的过氧化物引发剂、0.01~0.1wt%的交联催化剂、15~30wt%的改性纳米Mg(OH)2、5~15wt%的聚磷酸铵和0.5~1wt%的抗氧化剂1010，在150~160℃条件下进行混炼，造粒，制得电缆料。本发明专利技术原料易得、工艺简单，所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的氧指数为32.5~36，拉伸强度为12~15MP，断裂伸长率为415~450%。故具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗老化性能强、耐温性能好和废弃时不会对环境产生危害的特点。
Silane crosslinked halogen-free flame-retardant polyethylene cable material and preparation method thereof
The invention provides a silane crosslinked halogen-free flame-retardant polyethylene cable material and a preparation method thereof. The technical scheme is as follows: the general formula of low density polyethylene, 5~10wt% 45~65wt% ethylene vinyl acetate copolymer, 2~5wt% RSi (OR) 3, 0.1~0.5wt% silane peroxide initiator, crosslinking of 0.01~0.1wt% catalyst and 15~30wt% modified nano Mg (OH) 2, 5~ 15wt% and 0.5~1wt% ammonium polyphosphate antioxidant 1010, mixing, at 150~160 deg.c for granulation, prepared cable material. The raw material of the invention is easy to obtain and the process is simple, and the oxygen index of the silane crosslinked halogen-free flame-retardant polyethylene cable material is 32.5~36, the tensile strength is 12~15MP, and the elongation at break is 415~450%. Therefore, the utility model has the characteristics of high tensile strength, large elongation at break, strong anti-aging property, good temperature resistance and no harm to the environment when abandoned.
【技术实现步骤摘要】
一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法
本专利技术属于聚乙烯电缆料
具体涉及一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。
技术介绍
我们生活的地球环境日益遭到严重污染，并且已经危及人类的生活质量和健康。而传统使用的聚氯乙烯(PVC)绝缘电线电缆，就是一个十分严重的污染源。其主要危害在于引发电气火灾以及生产和废弃时产生二噁英、卤化物、重金属等有害物质，所以当今电线电缆行业已经推行无卤、低烟阻燃的电线电缆。而且随着我国经济的快速发展，各行各业对电线电缆的需求不断增加，同时对电线电缆的各种性能也提出了更高的要求。以低密度聚乙烯(LDPE)制备的电线电缆料的主要缺点是耐热性能差和易燃烧，而交联可以大大提升聚乙烯的耐热性能。目前聚乙烯交联方式主要分为：辐照交联、过氧化物交联和硅烷交联。《化学通报》(2006年第1期18页)报道，辐射交联即利用γ射线(Co-60源)或高能电子束(电子加速器)照射聚合物，生成高分子自由基，自由基相互结合形成交联键，使线性的高分子材料变为网状结构，其缺点是设备造价高、安全防护难度大且对材料性能损伤大；过氧化物交联是以有机过氧化物作为交联剂，但是由于对温度、压力条件的控制比较苛刻，所以在工业生产上存在困难；硅烷交联方式设备投资少，生产成本低，生产率较高，适用于厚、薄等各种形状的制品，同时也适用于填充型复合材料，因此受到普遍的重视。虽然聚乙烯经过硅烷交联后，其耐热性能有了很大的提升，但是阻燃性能还是很差。由于聚乙烯的氧指数为28，也就是说聚乙烯容易燃烧。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决上述的技术问题，提供一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法。为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本专利技术所采用的技术方案是：将45～65wt％的低密度聚乙烯、5～10wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～5wt％的通式为RSi(OR′)3的硅烷、0.1～0.5wt％的过氧化物引发剂、0.01～0.1wt％的交联催化剂、15～30wt％的改性纳米Mg(OH)2、5～15wt％的聚磷酸铵和0.5～1wt％的抗氧化剂1010，在150～160℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。在上述技术方案中：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为乙酸乙烯含量为28％、33％、40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种；硅烷为乙烯基三乙基硅烷、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种以上；过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯、二丁基过氧化物、BPO中的一种；交联催化剂为二丁基锡二月硅酸、烷基苯磺酸、盐酸中的一种；改性纳米Mg(OH)2为经纳米级微乳液表面改性的纳米Mg(OH)2，其粒径≤100nm；聚磷酸铵为相对分子量为2000、2500、3100的聚磷酸铵中的一种。本专利技术采用分解温度高于Al(OH)3的Mg(OH)2作为主阻燃剂，可避免由于Al(OH)3的分解使得树脂内部产生气泡而影响材料的力学性能和表观；另将纳米Mg(OH)2经纳米级微乳液表面改性处理，克服了纳米Mg(OH)2在材料制备过程中的团聚现象，改善了材料的热力学性能。单独使用纳米Mg(OH)2作为阻燃剂，其阻燃效率比较低，故加入粒径≤100nm的Mg(OH)2粉末作为主阻燃剂使其阻燃性能提高的同时，加入相对分子量为2000、2500和3100的聚磷酸铵作为辅阻燃剂，两者的相互协同作用，大大提升了材料的阻燃性能。本专利技术原料易得，工艺简单；所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的氧指数为32.5～36，拉伸强度为12～15MP，断裂伸长率为415～450％；故具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗老化性能强和耐温性能好的特点，该电缆料不仅不含卤素，且铅、锑等八种重金属含量远远低于GB18585-2001的规定值，废弃时不会对环境产生危害。具体实施方式下面结合具体实施方式将对本专利技术作进一步描述；本具体实施方式中所涉及的改性纳米Mg(OH)2为经纳米级微乳液表面改性的纳米Mg(OH)2，其粒径≤100nm；低密度聚乙烯为密度为0.90g/cm3，MFR为1.8g/10min的低密度聚乙烯。在以下实施例中不再赘述。实施例1：一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法：将45～55wt％的低密度聚乙烯、7～10wt％乙酸乙烯含量为40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、3～5wt％的通式为RSi(OR′)3的乙烯基三乙基硅烷、0.3～0.5wt％的过氧化二异丙苯、0.07～0.1wt％的二丁基锡二月硅酸、25～30wt％的改性纳米Mg(OH)2、5～10wt％的相对分子量为2500的聚磷酸铵和0.75～1wt％的抗氧化剂1010，在150～160℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。该电缆料的氧指数为33～36、拉伸强度为12～14MP和断裂伸长率为420～450％。实施例2：一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法：将50～60wt％的低密度聚乙烯、6～8wt％乙酸乙烯含量为33％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～4wt％的通式为RSi(OR′)3的乙烯基三甲基硅烷、0.2～0.4wt％的二丁基过氧化物、0.04～0.07wt％的烷基苯磺酸、20～25wt％的改性纳米Mg(OH)2、7～13wt％相对分子量为3100的聚磷酸铵和0.7～0.8wt％的抗氧化剂1010，在150～160℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。该电缆料的氧指数为33.1～35、拉伸强度为13～14.4MP和断裂伸长率为419～443％。实施例3：一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法：将55～65wt％的低密度聚乙烯、5～7wt％乙酸乙烯含量为28％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～3wt％的通式为RSi(OR′)3的甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、0.1～0.3wt％的BPO、0.01～0.04wt％的盐酸、15～20wt％的改性纳米Mg(OH)2、10～15wt％聚磷酸铵为相对分子量为2000的聚磷酸铵和0.5～0.75wt％的抗氧化剂1010，在150～160℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。该电缆料的氧指数为32.5～34、拉伸强度为12.5～15MP和断裂伸长率为415～440％。本具体实施方式采用分解温度高于Al(OH)3的Mg(OH)2作为主阻燃剂，可避免由于Al(OH)3的分解使得树脂内部产生气泡而影响材料的力学性能和表观；另将纳米Mg(OH)2经纳米级微乳液表面改性处理，克服了纳米Mg(OH)2在材料制备过程中的团聚现象，改善了材料的热力学性能。单独使用纳米Mg(OH)2作为阻燃剂，其阻燃效率比较低，故加入粒径≤100nm的Mg(OH)2粉末作为主阻燃剂使其阻燃性能提高的同时，加入相对分子量为2000、2500和3100的聚磷酸铵作为辅阻燃剂，两者的相互协同作用，大大提升了材料的阻燃性能。本具体实施方式原料易得，工艺简单；所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的氧指数在32.5～36，拉伸强度12～15MP，断裂伸长率415～450％，故具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗老化性能强，耐温性能好的特点，该电缆料不仅不含卤素，且铅、锑等八种重金属含量远远低于GB18585-2001的规定值，废弃本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：将45～65wt％的低密度聚乙烯、5～10wt％的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、2～5wt％的通式为RSi(OR′)3的硅烷、0.1～0.5wt％的过氧化物引发剂、0.01～0.1wt％的交联催化剂、15～30wt％的改性纳米Mg(OH)2、5～15wt％的聚磷酸铵和0.5～1wt％的抗氧化剂1010，在150～160℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。
【技术特征摘要】
1.一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：将45～65wt％的低密度聚乙烯、5～10wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～5wt％的通式为RSi(OR′)3的硅烷、0.1～0.5wt％的过氧化物引发剂、0.01～0.1wt％的交联催化剂、15～30wt％的改性纳米Mg(OH)2、5～15wt％的聚磷酸铵和0.5～1wt％的抗氧化剂1010，在150～160℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。2.根据权利要求1所示的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为乙酸乙烯含量为28％、33％、40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种。3.根据权利要求1所示的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于所述的硅烷为乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基丙烯酰氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：高团结，李万敏，
申请(专利权)人：高团结，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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