本发明专利技术涉及一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料、B料组成，以重量份计，A料包含130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂；B料包含130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂；其制备方法为分别制备表面功能化氢氧化镁与硅烷交联聚烯烃电缆专用A料、B料，再混合；与现有技术相比，本发明专利技术中的电缆材料及其制备方法，利用双官能团产品对氢氧化镁进行处理，不仅生产成本低、工艺简单，而且利用其生产的电缆，力学性能和加工性能都可以得到显著提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆材料领域，尤其涉及一种硅烷交联聚烯烃电缆材料及其制备方 法。
技术介绍
聚烯烃具有良好的介电性能、机械性能、耐低温性能、加工性能和化学稳定性，自 从商品化以来，就在电线电缆的生产中得到了广泛的应用。但是由于聚烯烃自身的氧指数 低，属于易燃材料，在有外部火源或内部故障时，交联聚烯烃电缆很容易发生燃烧产生火 灾；另外，聚烯烃晶相和无定形相共存，无定形区内分子间相互作用较弱，在受热和应力作 用时，分子链间比较容易相对运动，熔点低，抗热变形能力弱，工作温度较低，耐环境应力开 裂性差，这两个因素大大限制了它的使用用范围。 为了提高聚烯烃电线电缆的阻燃性能，近来用抑烟无毒的水合金属化合物的无机 阻燃剂如ATH、Mg(0H)2,等来提高聚烯烃的阻燃性能已成为主要方向，可是，仅只添加 ATH/ Mg(0H)2的阻燃聚烯烃电线电缆料燃烧时有熔滴现象，受热时有变形的问题，而且由于高填 充的金属氢氧化物会导致力学和加工性能变差。为了使之既阻燃且无熔滴，同时也提高阻 燃聚烯烃电线电缆耐热性，研究者尝试了许多方法，其中使聚烯烃产生交联结构效果比较 理想。例如硅烷交联PE的耐热温度可达90-120°C，最高瞬时温度为185°C，热强度达到225 °C，且燃烧时无滴落。此外，聚烯烃经交联后其耐冲击性能、耐热性能、耐化学品、耐蠕变、耐 磨性能、电绝缘性能、阻燃性能和热强度、耐环境应力开裂性能和粘接性能均可提高。 聚烯烃的交联通常有三种方法，第一种是有机过氧化物交联法，利用过氧化物分 解提供自由基，然后诱发聚烯烃分子间C-C键合。第二种为辐照交联法，是用高能射线引发 自由基形成，类似于过氧化物诱发的交联，只是后者C-C键形成是在结晶熔点以下。第三种 为硅烷交联法，先在大分子链上接枝硅烷交联剂，然后硅醇水解缩合交联形成C-Si-0-Si-C 的三维立体结构。与过氧化物交联和辐照交联相比，硅烷交联具有设备投资少，生产效率 高、工艺简单的优点，适用于厚、薄等不同规格的制品。 为了克服高填充的金属氢氧化物会导致的力学和加工性能变差的问题，对金属氢 氧化物进行表面处理是通常采用的方法。在传统处理技术中，对氢氧化镁主要采用硅烷、钛 酸酯或硬脂酸等传统表面处理剂进行处理，实际效果仅仅是在氢氧化镁粉体表面形成了一 层有机包覆层，提高了聚合物对表面的浸润，虽然性能得到了一定的改善，但仍然存在很多 问题，例如:成产成本较高、工艺比较复杂、改善效果并不是很理想、使用时间过长后性能会 逐渐下降等等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、工艺简单、力学性能和加工 性能显著提高的。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下： -种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，它由重量比为2:1的硅烷交联聚烯 烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成； 以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：130-170份表面功 能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、2-5 份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂； 以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：130-170份表面功 能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5 份催化剂； 其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧 化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯 烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 本专利技术材料中的表面功能化氢氧化镁是能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键 合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，采用本发 明材料以挤出方式生产电缆时，其中的表面功能化氢氧化镁可以在引发剂的作用下与聚烯 烃发生键合反应，最终形成聚合物分子-氢氧化镁-聚合物分子的凝聚态结构，不仅生产成 本低、工艺简单，而且电缆的力学性能和加工性能可以得到显著提高，使用本专利技术材料生产 得到的电缆，拉伸强度可以达到15MPa、断裂伸长率保持在200%-250 %以上，而一般电缆材 料采用的是未处理的氢氧化镁，利用其生产的电缆，拉伸强度只有9MPa、断裂伸长率不超过 200% 〇 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。 作为本专利技术的一种优选实施方式，所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个 官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键。 采用上述优选方案的有益效果是:双官能团单体或双官能团低聚物采用本方案中 的官能团，可以使其与氢氧化镁或者聚烯烃进行化学键合反应时更加快速、高效。 作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述的双官能单体为乙烯基硅氮烷单体，所 述的双官能低聚物为端乙烯基含氢硅油或乙烯基异氰酸酯。 采用上述优选方案的有益效果是:采用本方案中的双官能团单体或双官能团低聚 物，在与氢氧化镁或者聚烯烃进行化学键合反应时更加快速、高效。 作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡或石蜡的组 合物，其组成质量比为3:2。 采用上述优选方案的有益效果是:采用本方案中的润滑剂配方，在挤出造粒生产 电缆材料和利用电缆材料以挤出方式生产电缆时润滑效果更好。 作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述的抗氧剂为四-季戊四醇脂或β-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇脂和三(2,4_二 叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合物，其组成质量比为2:3。 采用上述优选方案的有益效果是:采用本方案中的抗氧剂配方，在挤出造粒生产 电缆材料和利用电缆材料以挤出方式生产电缆时抗氧化的效果更好。 作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述的引发剂为有机过氧化物，所述的催化 剂为有机钛或有机锆或有机锡。采用上述优选方案的有益效果是:采用本方案中的引发剂和催化剂配方，在利用 本专利技术中的电缆材料以挤出方式生产电缆时，引发、催化的效果更好，引发剂和催化剂的用 量更少。 一种如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，它包括以下 步骤： A、制备表面功能化氢氧化镁先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温，将能够同时与聚烯烃、氢氧 化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物滴加至混合器中，滴加完毕 后继续搅拌升温再出料，即得到表面功能化氢氧化镁； B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁，并与85-95份聚烯烃树脂、 5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺 杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，所得粒料经充分干燥后在低速混 合器中与2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A 料； C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密 炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，其特征在于，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：130‑170份表面功能化氢氧化镁、85‑95份聚烯烃树脂、5‑15份增容树脂、1‑5份润滑剂、0.1‑0.5份抗氧剂、2‑5份乙烯基硅烷、0.1‑1份引发剂；以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：130‑170份表面功能化氢氧化镁、85‑95份聚烯烃树脂、5‑15份增容树脂、1‑5份润滑剂、0.1‑0.5份抗氧剂、1‑5份催化剂；其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓梅，陈军，
申请(专利权)人：四川鑫成新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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