一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料及其制备方法，所述电缆护套料包括20～50份的高密度聚乙烯、10～30份低密度聚乙烯、10～25份乙烯‑甲基丙烯酸共聚物、5～25份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和60～100份复配阻燃剂等材料；本发明专利技术将上述组分的材料均匀共混，能够获得一种阻燃性能优异、垂直燃烧等级达到V0级且摩擦系数可达0.08的线缆护套材料，将其制成成束线缆时能够达到成束线缆A类燃烧的合格标准，其优良的阻燃性能和较小的摩擦系数能够满足线缆护套材料在实际使用时对于阻燃性能和防静电性能等多重性能的需求。

A Low Friction Flame Retardant PE Cable Sheath Material and Its Preparation Method

The invention provides a low friction flame retardant PE cable sheath material and a preparation method. The cable sheath material comprises 20-50 phr of high density polyethylene, 10-30 phr of low density polyethylene, 10-25 phr of ethylene-methacrylic acid copolymer, 5-25 phr of ethylene-vinyl acetate copolymer and 60-100 phr of compound flame retardant, etc. The material of the above components is uniformly blended. A cable sheath material with excellent flame retardancy, vertical combustion grade up to V0 and friction coefficient up to 0.08 can be obtained. When it is made into bundled cables, it can meet the eligible standard of class A combustion of bundled cables. Its excellent flame retardancy and smaller friction coefficient can meet the requirements of multiple properties such as flame retardancy and static resistance of cable sheath material in practical use. Ask.

【技术实现步骤摘要】
一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料领域，尤其涉及一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯材料，尤其是高密度聚乙烯材料具有优异的耐热性、良好的机械性能以及较好的抗静电性能、耐低温性能和抗开裂性能，其在燃烧过程中不会像聚氯乙烯或聚氨酯等材料一样产生大量的有毒气体和黑烟。但是，聚乙烯作为一种易燃材料，其阻燃性能低下，将其作为线缆护套材料，尤其是作为通信用线缆的护套材料使用时，需要使其具有较高的阻燃性和抗静电性能。为了获得具有较高阻燃性能的聚乙烯材料，通常需要向其中添加大量的阻燃剂，常用的适用于聚乙烯的无卤阻燃剂包括镁铝体系阻燃剂和磷氮体系阻燃剂等，镁铝体系阻燃剂用于聚乙烯材料的阻燃时，阻燃效率低下，需要大量的添加，磷氮体系阻燃剂具有相对较高的阻燃效率，但其与聚乙烯树脂的相容性很差，使得得到的复合材料在加工时流动性能大幅降低，表面容易产生气孔等粗糙面。除此之外，上述阻燃体系在用于聚乙烯的阻燃时，较高的添加量会使得聚乙烯材料表面粗糙，摩擦系数增大，进而使得聚乙烯材料在作为线缆护套材料使用时，表面积蓄大量的静电荷。例如，CN105778201A中公开了一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，该专利以接枝有短链、支链的聚乙烯树脂和中密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯-戊烯共聚物等材料作为树脂基体，以磷氮阻燃剂和阻燃协效剂作为阻燃添加剂，得到的电缆料能够通过VW-1燃烧试验，但是，其添加的氮磷阻燃剂价格昂贵且会使树脂基体的摩擦系数升高，力学性能、电性能、绝缘性能和抗冲击强度下降，因此，该专利得到的材料仅适用于小线径电缆的制造，用于线径比较大且电性能要求比较高的中高压电缆时，可能会存在使用时因摩擦积累电荷而增大静电耦合等问题。CN106336562A中公开了一种阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，该专利采用低密度和改性低密度聚乙烯材料作为树脂基体，以氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、红磷等材料作为复配阻燃剂，并使用相容剂、硅酮母粒、炭黑等材料使得树脂基体与复配阻燃剂良好相容，其得到的聚乙烯电缆料具有垂直燃烧V0等级的阻燃性能和较好的电性能，然而，使用其制成的电缆仍需要添加炭黑等材料来减少因摩擦引起的静电积累，而且，其含有的红磷等材料可能会在燃烧过程中分解产生剧毒的磷化物和黑烟以及刺鼻的气体，无法满足线缆安全性的要求。为了解决上述问题，CN102432939A中公开了一种抗静电阻燃超高分子量聚乙烯聚合物，包括45～65wt％的超高分子量聚乙烯、5～12wt％的流动改性剂、9～21wt％的阻燃剂和阻燃协效剂、5～13wt％的抗静电组分和3～15wt％的聚苯醚等材料，其得到的材料较好的解决了聚乙烯与阻燃剂相容性的问题，得到的材料具有优良的电性能和0.34～0.4左右的摩擦系数，然而，其选用的阻燃剂为溴系阻燃剂，受热分解产生溴化氢等气体，具有较高毒性，其得到的材料的摩擦系数仍有待进一步提高。因此，在现有技术的基础上，本领域的技术人员需要通过选用合适的以聚乙烯为主体的树脂材料和无毒无害的复配阻燃剂，使得二者具有优良的相容性，得到的复合材料具有优异的阻燃性能、润滑性能和加工性能，使用该复合材料制得的线缆护套材料的阻燃性至少能达到垂直燃烧V0等级，摩擦系数小于0.2，以满足日益增长的用户需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种以聚乙烯(PE)为主体的线缆护套材料，需要其具有优良的阻燃性能和较小的摩擦系数，以满足线缆护套材料对于阻燃性能和防静电性能等的需求。为达此目的，本专利技术的目的之一在于提供一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料，按重量份数计算，所述电缆护套料包括如下组分：其中，高密度聚乙烯的重量份数可以为21份、23份、25份、27份、29份、31份、33份、35份、37份、40份、43份、46份或49份等，低密度聚乙烯的重量份数可以为11份、13份、15份、17份、19份、21份、23份、25份、27份或29份等，乙烯-甲基丙烯酸共聚物的重量份数可以为11份、13份、15份、17份、19份、21份、23份或24份等，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量份数可以为7份、9份、11份、13份、15份、17份、19份、21份或24份等，复配阻燃剂的重量份数可以为62份、65份、68份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或98份等。聚乙烯属于常见的非极性材料，其单独使用时表面非常平整，而摩擦是由于表面原子之间相互接触产生的附着力引起的，纯聚乙烯材料的表面与其他洁净平整的表面紧密接触时，两个互相接触的表面会粘附的非常牢固，在发生明显滑动之前出现“接点增长”效应，使得两个表面之间的接触面积不断增大，直到整个几何接触面积都成为巨大的接触点，这时，两个表面之间的摩擦力很大，摩擦系数甚至会≥1。本专利技术通过将高密度和低密度聚乙烯等组分共混，能够在保证表面光滑易加工的前提下降低聚乙烯材料表面的平整度，减弱“接点增长”效应带来的摩擦系数的增长，同时，乙烯-甲基丙烯酸共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物具有一定的极性，对阻燃剂的吸附能力较强，上述组分的引入能够增加聚乙烯材料与复配阻燃剂之间的相容性，使得阻燃剂组分在聚乙烯基体中不会发生析出、团聚等相分离现象，降低因阻燃剂的引入导致的复合材料表面粗糙、摩擦系数增加等缺陷的产生。优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.955～0.978g/cm3，例如为0.956g/cm3、0.958g/cm3、0.960g/cm3、0.962g/cm3、0.964g/cm3、0.966g/cm3、0.968g/cm3、0.970g/cm3、0.972g/cm3、0.974g/cm3或0.976g/cm3等。优选地，所述高密度聚乙烯的结晶度为85～90％，例如为85.5％、86％、86.5％、87％、87.5％、88％、88.5％、89％或89.5％等。优选地，所述低密度聚乙烯的密度为0.92～0.94g/cm3，例如为0.922g/cm3、0.924g/cm3、0.926g/cm3、0.928g/cm3、0.930g/cm3、0.932g/cm3、0.934g/cm3、0.936g/cm3或0.938g/cm3等。上述聚乙烯组分的引入能够减弱得到的线缆护套材料表面聚合物分子链间的摩擦，形成光滑的保护膜层，进而进一步降低得到的复合材料的摩擦系数。优选地，所述低密度聚乙烯的结晶度为55～65％，例如为55.5％、56％、56.5％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％或64％等。优选地，所述乙烯-甲基丙烯酸共聚物中，甲基丙烯酸结构单元的重量百分数为18～28wt％，例如为20wt％、26wt％或28wt％等。优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯结构单元的重量百分数为18～40wt％，例如为18wt％、26wt％、28wt％、40wt％等，醋酸乙烯酯结构单元的含量越多，对于复配阻燃剂的吸附效果越好，有利于使得复配阻燃剂在树脂基体中分散更均匀，降低得到的复合材料的表面粗糙度，但过高的醋酸乙烯酯含量会提高乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组分的极性，反而不利于提高得到的复合材料的表面光滑度。优选地，所述复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料，其特征在于，按重量份数计算，所述电缆护套料包括如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种低摩擦阻燃PE线缆护套材料，其特征在于，按重量份数计算，所述电缆护套料包括如下组分：2.根据权利要求1所述的线缆护套材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的密度为0.955～0.978g/cm3；优选地，所述高密度聚乙烯的结晶度为85～90％。3.根据权利要求1或2所述的线缆护套料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的密度为0.92～0.94g/cm3；优选地，所述低密度聚乙烯的结晶度为55～65％。4.根据权利要求1～3之一所述的线缆护套材料，其特征在于，所述乙烯-甲基丙烯酸共聚物中，甲基丙烯酸结构单元的重量百分数为18～28wt％。5.根据权利要求1～4之一所述的线缆护套材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯结构单元的重量百分数为18～40wt％。6.根据权利要求1～5之一所述的线缆护套材料，其特征在于，所述复配阻燃剂为碳酸镁钙、氢氧化镁、蒙脱土、硼酸锌、二乙基次膦酸铝或SFR-100型阻燃剂中的至少两种的混合物。7.根据权利要求1～6之一所述的线缆护套材料，其特征在于，按重量份数计算，所述线缆护套材料中还包括3～15份的添加助剂；优选地，所述添加助剂为抗氧剂、增韧剂、增光剂或分散剂中的任意一种助剂或至少两种助剂的混合物；优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；优选地，所述抗氧剂为抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：石凯凯，郭清明，程晓松，何熙宇，孙玉萍，计瑶佳，沈晓香，
申请(专利权)人：苏州亨利通信材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32