一种无卤阻燃辐照交联电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃辐照交联电缆料，按照重量份数计由以下原料物质组成：三元乙丙橡胶100份，无机阻燃填料35～100份，阻燃协效剂2～20份，分散剂2～8份，抗氧剂0.5～2份，交联剂0.5～2份。本发明专利技术通过在聚烯烃电缆料中加入阻燃协效剂和无机阻燃填料协效阻燃并配以交联剂增强力学性能；阻燃协效剂在电缆料燃烧过程中能够起到膨胀阻燃的作用，同时与无机阻燃填料脱水形成阻隔层，发挥屏蔽助燃气体的作用，达到降低无机阻燃填料使用量的目的。经过电子束辐照使三元乙丙橡胶分子链交联，提高电缆料的综合性能和阻燃效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电线电缆料，具体涉及一种含无机阻燃填料和阻燃协效剂的辐照交联聚烯烃电缆料及其制备方法。
技术介绍
随着高分子材料的迅速发展，这类材料的阻燃技术研究日益广泛和深入，常用的阻燃剂主要可分为无机金属氢氧化物、含卤阻燃剂。无机金属氢氧化物在燃烧过程中分解会吸收大量的热量同时生成的氧化物能够包覆在聚合物的表面从而隔绝空气和热量以起到阻燃效果，但是由于阻燃效率较低，需要添加量很大才能达到较好的阻燃效果，并且这类物质极性较大导致其和橡胶的相容性差，在基材中的分散不均匀因此会大大降低材料的力学性能；含卤阻燃剂在它们在受热和燃烧过程中产生卤化氢，稀释周围的空气，并捕获氢氧自由基，抑制火焰。卤系阻燃剂有高效阻燃特性，对基材性能影响比较小，不过这类阻燃剂在燃烧过程中会释放对人体有害的气体，同时会污染环境，逐渐被无卤阻燃剂所替代，因此需要一种能有阻燃效果同时又能弥补材料力学性能的损失。国内一些公开的无卤阻燃电缆中虽然阻燃性能已经达到一定的要求，但是无机填料添加量大导致加工性能差的问题仍然没有解决，例如江苏上上电缆的专利“一种含纳米粘土的辐照交联聚烯烃电缆料及其制备方法”，扬州曙光电缆的专利“AP1000核电站用电缆绝缘材料的制备方法”，以及Lanxessdeutschlandgmbh公司的“Highlyflexiblehalogenfreeandfireresistantthermoplasticcablemixtures”。其中一种含纳米粘土的辐照交联聚烯烃电缆料及其制备方法公开了一种以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主的无卤阻燃辐照聚烯烃电缆材料，能达到较好的阻燃性能指标，但是其中的无机填料的添加量质量份数达到160，严重的降低了材料的加工性能。本专利技术的目的是通过阻燃协效剂与无机阻燃填料复合，以降低聚烯烃电线电缆料中无机阻燃填料的使用量，避免材料力学性能的损失。本专利技术采用的阻燃协效剂具有P-N结构，本身能起到阻燃作用，同时利用燃烧过程中阻燃协效剂上带有的乙氧基硅烷基团与无机阻燃填料脱水形成阻隔层，发挥屏蔽助燃气体的作用，达到降低无机阻燃填料使用量的目的。通过加入交联剂并在电子束辐照条件下使高分子链上形成交联网络结构起到进一步提升电缆料综合性能和阻燃效果的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术添加无机阻燃剂量较多从而导致材料力学性能下降的不足，采用一种高效的阻燃协效剂，能够在减少无机填料添加量的前提下提供较好的阻燃性能，并通过加入交联剂在辐照条件下产生交联网络结构提升力学性能和阻燃效果。本专利技术所要解决的第1个技术问题是提供一种无卤阻燃辐照交联电缆料。本专利技术所要解决的第2个技术问题是上述电缆料的制备方法。本专利技术解决的技术问题是：一种无卤阻燃辐照交联电缆料，按照重量份数计由以下原料物质组成：所述的三元乙丙橡胶为5-亚乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯与乙烯和1-丙烯的共聚物。所述的无机阻燃填料选自氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。所述的无机阻燃填料选自氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。所述的阻燃协效剂为六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应产物或六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷和苯酚反应产物中的一种；其中，六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应产物的制备方法如下：先将六氯环三磷腈溶于四氢呋喃，再加入三乙胺，放入洁净干燥的反应管中并通入氮气保护，再逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在0℃下磁力搅拌反应4小时后停止反应；反应后的混合物先过滤出不溶的三乙胺盐酸盐，将该盐用四氢呋喃洗涤后的洗涤液并入滤液中，旋蒸除去四氢呋喃溶剂得到油状物，再用乙醚洗涤2-3次，并将溶液旋蒸得到油状物，最后用石油醚洗涤2-3次，真空干燥24h得到油状产物；其中，六氯环三磷腈、3-氨丙基三乙氧基硅烷与三乙胺的摩尔比为1∶6∶6.6，六氯环三磷腈与四氢呋喃的质量比为1∶3.5；六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷和苯酚反应产物的制备方法如下：先将六氯环三磷腈溶于四氢呋喃,再加入三乙胺，放入洁净干燥的反应管中并通入氮气保护，再逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在0℃下磁力搅拌反应4小时后，加入苯酚，提高反应温度到65℃，继续反应24小时后停止反应，待自然冷却至室温后，反应后的混合物过滤出不溶的三乙胺盐酸盐，将该盐用四氢呋喃洗涤后的洗涤液并入滤液中，旋蒸除去四氢呋喃溶剂得到油状物，再用乙醚洗涤2-3次，并将溶液旋蒸得到油状物，最后用石油醚洗涤2-3次，真空干燥24h得到油状产物；其中，六氯环三磷腈、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯酚与三乙胺的摩尔比为1∶1-5∶1-6∶6.6，六氯环三磷腈与四氢呋喃的质量比为1∶3.5。所述的分散剂选自硬脂酸、油酸、亚油酸中的一种或多种。所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配物；其中，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配比例为质量比3:1。所述的交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。所述辐照交联聚烯烃电缆料的制备方法是，按照上述配比，称取各原料物质，先将生胶包辊，然后将各原料加入到开炼机中进行混炼：开炼机的前后辊温为100℃-130℃，混炼时间为10min-15min；混炼完后将混合物倒入模具中，在平板硫化机上成型，压力为3-15MPa，模温为110-130℃，成型时间10-15min，再经过电子加速器产生的高能电子束辐照交联处理得到样品，辐照剂量为20-50Mrad。本专利技术采用的阻燃协效剂具有P-N结构，本身能起到阻燃作用，同时利用燃烧过程中阻燃协效剂上带有的乙氧基硅烷基团与无机阻燃填料脱水形成阻隔层，发挥屏蔽助燃气体的作用，达到降低无机阻燃填料使用量的目的。通过加入交联剂并在电子束辐照条件下使高分子链上形成交联网络结构起到进一步提升电缆料的综合性能和阻燃效果的作用。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：本专利技术能够弥补常用无机阻燃剂的缺陷，无机阻燃剂要发挥较好的阻燃性能需要加入的量较大，由于无机填料与聚烯烃的相容性较差，添加量较大会破坏材料的力学性能，而本专利技术中的高效阻燃协效剂在较少的添加量的条件下可以与无机阻燃填料起到协效阻燃的效果以此减少无机阻燃填料的添加量，减少力学性能的损耗。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。实施例中，三元乙丙橡胶购自美国陶氏集团；氢氧化镁和氢氧化铝购自无锡市泽辉化工有限公司；硬脂酸、油酸和亚油酸购自无锡市展望化工试剂有限公司；四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯购自巴斯夫股份公司；三烯丙基异氰脲酸酯购自阿拉丁试剂有限公司；六氯环三磷腈、3-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和苯酚购自阿拉丁试剂有限公司。本专利技术的实施例原料配方见表1表1无卤阻燃辐照交联电缆料实施例原料配方(重量份数)其中：实施例1采用的阻燃协效剂为六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应的产物，其制备方法为：先将六氯环三磷腈溶于四氢呋喃，再加入三乙胺，放入洁净干燥的反应管中并通入氮气保护，再逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在0℃下磁力搅拌反应4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃辐照交联电缆料，其特征在于，按照重量份数计由以下原料物质组成：

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃辐照交联电缆料，其特征在于，按照重量份数计由以下原料物质组成：2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃辐照交联电缆料，其特征在于：所述的无机阻燃填料选自氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃辐照交联电缆料，其特征在于：所述的阻燃协效剂为六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应产物或六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷和苯酚反应产物中的一种；其中，六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应产物的制备方法如下：先将六氯环三磷腈溶于四氢呋喃，再加入三乙胺，放入洁净干燥的反应管中并通入氮气保护，再逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在0℃下磁力搅拌反应4小时后停止反应；反应后的混合物先过滤出不溶的三乙胺盐酸盐，将该盐用四氢呋喃洗涤后的洗涤液并入滤液中，旋蒸除去四氢呋喃溶剂得到油状物，再用乙醚洗涤2-3次，并将溶液旋蒸得到油状物，最后用石油醚洗涤2-3次，真空干燥24h得到油状产物；其中，六氯环三磷腈、3-氨丙基三乙氧基硅烷与三乙胺的摩尔比为1∶6∶6.6，六氯环三磷腈与四氢呋喃的质量比为1∶3.5；六氯环三磷腈与3-氨丙基三乙氧基硅烷和苯酚反应产物的制备方法如下：先将六氯环三磷腈溶于四氢呋喃,再加入三乙胺，放入洁净干燥的反应管中并通入氮气保护，再逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在0℃下磁力搅拌反应4小时后，加入苯酚，提高反应温度到65℃，继续反应24小时后停止反应，待自然冷却至室温后，反应后的混合物过滤出不溶的三乙胺盐酸盐，将该盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁明宝，方华高，丁运生，韩惠福，俞江焘，朱崤，邱正来，李真，李兵，赵树磊，
申请(专利权)人：安徽新亚特电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34