一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法技术

一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法，按照质量份数计包括如下原料物质：聚丙烯树脂20～40份，聚烯烃热塑性弹性体30～60份，磷氮膨胀型阻燃剂30～60份，高分子相容剂2～8份，引发剂0.01～0.8份，交联剂0.01～8份，抗氧剂0.01～2.5份，加工助剂1～5份，成核剂0.01～3份。先将聚丙烯树脂、磷氮膨胀型阻燃剂、交联剂、抗氧剂、成核剂按比例得到预混合物；再将得到的预混合物、聚烯烃热塑性弹性体、高分子相容剂、引发剂、加工助剂按比例得到电缆料。本电缆料制得成品，拉伸强度大于8MPa，断裂伸长率、5％正割模量满足ASTM D638，150℃热变形率满足UL1581；并通过VW-1试验需要的阻燃性。

【技术实现步骤摘要】
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法
本专利技术属于电缆材料领域，具体涉及一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法，由其制成的电缆150℃热变形率小于50％(UL1581)。
技术介绍
个人电子产品的大量普及给电线电缆行业的发展带来了新的“活力”——大量柔性绝缘材料被使用于移动终端与PC的数据线或连接线上。尽管，目前市面上的此类材料具有良好的力学机械性能与柔韧性，但是，大多此类材料在高温热老化后，其断裂伸长率与电性能会大幅度下降，给使用者带来了诸多不便与不安全因素。通常，上述柔性绝缘材料由热塑性弹性体(TPES)作为基材加工而成。然而，单一的TPE/阻燃复合材料难以满足阻燃绝缘材料的所有要求。取而代之的是，TPU/阻燃复合材料常常被用于电子线的绝缘或护套层。因为，TPU/阻燃复合材料可以通过UL1581150℃热变形测试，这对于特殊的电线电缆具有重要的作用。然而，TPU/阻燃复合材料的绝缘性能差、烟密度大，且TPU价格昂贵，这些不足大大地制约了TPU在电缆行业的发展。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中TPU/阻燃复合材料的绝缘性能差、烟密度大，且TPU价格昂贵的问题，在于提供一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，由其制备的产品具有低烟无卤、高阻燃、柔韧、绝缘等特性。本专利技术的具体技术方案如下：一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，成分及质量份数如下：所述聚丙烯树脂为等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯、抗冲聚丙烯中一种或一种以上任意比例的混合物；其中，无规共聚物为含有90％丙烯单体的共聚物；抗冲聚丙烯的悬臂梁冲击强度不小于8kJ/m2。所述聚烯烃热塑性弹性体(TPES)为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)，聚烯烃嵌段共聚物(OBCs)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯弹性体(PBP)、丙烯基弹性体(PBE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)中的一种、或多种的混合物；聚烯烃热塑性弹性体具有优良的柔性、与聚烯烃的相容性较好、加工流动好，用于改善结晶聚烯烃的柔性与韧性。所述磷氮膨胀型阻燃剂含有哌嗪成分，哌嗪成分的质量占磷氮膨胀型阻燃剂总质量的55～65％；采用本方案，使得本专利技术的电缆料具有优良的燃烧性能，足以通过VW-1试验需要的阻燃性。所述高分子相容剂选自聚丙烯与马来酸酣的接枝物(PP-g-MAH)、乙烯-醋酸乙烯酯与马来酸酣的接枝物(EVA-g-MAH)、乙烯-丙烯酸乙酯与马来酸酣的接枝物(EEA-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物与马来酸酣的接枝物(SEBS-g-MAH)、聚丙烯基弹性体与马来酸酣的接枝物(PBP-g-MAH)中的一种；所述接技物的接枝率均大于0.8％。所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)，引发产生活性自由基。所述交联剂为选自二乙烯基苯(DVB)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)中的一种。所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、硫代二丙酸双月桂酯(抗氧剂DLTP)中的一种或多种的混合物。所述加工助剂为硅酮母粒、PE蜡或硬脂酸中的一种，以改善材料的加工流动性；所述成核剂为纳米蒙脱土。所述聚丙烯树脂的熔体流动速率为5～15g/10min。所述聚烯烃热塑性弹性体的熔体流动速度为0.1～25g/10min，Mw/Mn为1.8～3.0。所述磷氮膨胀型阻燃剂为环保阻燃剂FP2100J、Budit3167中的一种或多种的共混物。所述磷氮膨胀型阻燃剂中的哌嗪成分为哌嗪焦磷酸盐、哌嗪多磷酸盐或聚三嗪基化合物。本专利技术所述的低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料可以采用现有的方法进行制备，优选的，采用如下方法：1)先将聚丙烯树脂、磷氮膨胀型阻燃剂、交联剂、抗氧剂、成核剂按比例加入到混合器中，以30±3rpm的速度混合3min，出料后在熔融温度为120～190℃的挤出机中挤出造粒，得到预混合物；2)将得到的预混合物、聚烯烃热塑性弹性体、高分子相容剂、引发剂、加工助剂按比例加入到捏炼机中，在150～180℃之间混炼10～15min；然后，将得到的混炼胶经双锥剪切输入至挤出机挤出造粒，挤出机的机身温度为160～200℃。本专利技术采用的聚丙烯树脂与聚烯烃热塑性弹性体具有良好的相容性，利用微交联既保证了材料所需的拉伸强度、断裂伸长率与柔韧性，也减少了材料的150℃热变形率。采用本专利技术所述的聚丙烯电缆料制成的制品，满足以下要求：拉伸强度大于8MPa，断裂伸长率大于200％(ASTMD638)，5％正割模量小于35000Psi(ASTMD638)，150℃热变形率小于50％(UL1581)，低烟(ASTME662)；并且具有优良的阻燃性能，成品线可通过VW-1试验需要的阻燃性。具体实施方式本专利技术以聚丙烯树脂、聚烯烃热塑性弹性体、高分子相容剂为基体树脂，采用含有哌嗪成分的磷氮膨胀型阻燃剂作为阻燃剂，利用聚丙烯微交联的方法得到一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料。用该聚丙烯电缆料生产的电线护套可满足以下要求：拉伸强度大于8MPa，断裂伸长率大于200％；5％割线模量小于35000Psi；150℃热变形率小于50％(UL1581)，阻燃性能达VW-1，且绝缘性能优异。下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，按照重量份数计由如下原料物质组成：无规共聚聚丙烯(熔体流动速率为5g/10min)27份，丙烯-乙烯共聚物弹性体(熔体流动速率为8g/10min，密度为0.876g/cm3，Mw/Mn为1.9)33份，磷酸哌嗪膨胀阻燃剂FP2100J40份，PP-g-MAH5份，DCP0.15份，TMPTMA1.0份，硅酮母粒3份，抗氧剂10101份，纳米蒙脱土3份。实施例2一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，按照重量份数计由如下原料物质组成：无规共聚聚丙烯(熔体流动速率为12g/10min)20份，乙烯-辛烯共聚物(熔体流动速率为18g/10min，密度为0.9g/cm3，Mw/Mn为2.5)10份，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(熔体流动速率为2g/10min，密度为0.89g/cm3，Mw/Mn为1.8)30份，磷酸哌嗪膨胀阻燃剂FP2100J40份，SEBS-g-MAH5份，DCP0.2份，TAIC1.5份，硅酮母粒2份，抗氧剂10101份，抗氧剂DLTP0.5份，纳米蒙脱土3份。实施例3一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，按照重量份数计由如下原料物质组成：等规聚丙烯(熔体流动速率为12g/10min)10份，抗冲聚丙烯(熔体流动速率为6g/10min)10份，丙烯-乙烯共聚物弹性体(熔体流动速率为8g/10min，密度为0.88g/cm3，Mw/Mn为1.9)45.8份，磷酸哌嗪膨胀阻燃剂Budit316740份，磷酸阻燃剂BAPP4份，PBP-g-MAH3.5份，DCP0.15份，DVB2份，硅酮母粒3份，抗氧剂10101份，抗氧剂DLTP1.5份，纳米蒙脱土1份。实施例4一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，按照重量份数计由如下原料物质组成：无规共聚聚丙烯(熔体流动速率为7g/10min)30份，聚丙烯基弹性体(熔体流动速率为8g/10min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于成分及质量份数如下：

【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于：所述电缆料的成分及质量份数如下：无规共聚聚丙烯为含有90％丙烯单体的共聚物，其熔体流动速率为5～12g/10min；所述聚烯烃热塑性弹性体为：丙烯-乙烯共聚物弹性体，其熔体流动速率为8g/10min，密度为0.876g/cm3，Mw/Mn为1.9；或者是乙烯-辛烯共聚物和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物；乙烯-辛烯共聚物的熔体流动速率为18g/10min，密度为0.9g/cm3，Mw/Mn为2.5；苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔体流动速率为2g/10min，密度为0.89g/cm3，Mw/Mn为1.8；乙烯-辛烯共聚物和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的质量份数比为1：3；或者是聚丙烯基弹性体，其熔体流动速率为8g/10min，密度为0.88g/cm3，Mw/Mn为2.3；所述磷氮膨胀型阻燃剂是磷酸哌嗪膨胀阻燃剂FP2100J或Bud...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小军，刘雄军，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32