一种基于拉伸流变技术阻燃PE电缆料及其连续制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拉伸流变技术阻燃PE电缆料及其连续制备方法。所述电缆料包括以下质量份计算的原料：100份基础树脂、150～300份阻燃剂、5～20份相容剂、0.5～3份抗氧剂、4～20份阻燃协效剂、1～5份偶联剂、0.5～2份润滑剂、0.1～1份着色剂；所述基础树脂为LLDPE与EVA的混合物。连续制备上述电缆料的方法包括预处理、预混、挤出造粒的步骤。相较于低烟无卤电缆料传统密炼双阶的制备方法，本发明专利技术的优点及有益效果：工艺简单、易操作，成本低，适用于工业大规模生产；提高产品性能，对物料适应性广；设备占地面积小、生产效率高。

A Flame Retardant PE Cable Material Based on Tensile Rheological Technology and Its Continuous Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉伸流变技术阻燃PE电缆料及其连续制备方法
本专利技术涉及高分子化合物
，特别涉及一种基于拉伸流变技术制成的阻燃PE电缆料，以及该电缆料的连续制备方法。
技术介绍
世界上电缆产品的种类繁多，其中热塑性树脂的产品主要为PE、PVC、PP、PA等。近年来，电缆、电线产品的产量都处于持续增长状态，特别是PE电缆产品，由于具有环保可回收重复利用的特性，因此逐步替代PVC电缆，使得PE电缆产品消耗量逐年提高。PE电缆产品用途广泛，针对不同的需求可以采用HDPE(高密度聚乙烯)、MDPE(中密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、XLPE(交联聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)等原料进行生产。针对电缆产品的安全性，可以将电线的绝缘护套、外层保护等全部使用XLPE或低烟无卤阻燃聚乙烯。就整个市场来看，低烟无卤阻燃电缆料是今后的重点发展方向，其使用量仅次于PVC电缆。而低烟无卤阻燃聚乙烯产品的生产过程中需要加入大量阻燃剂进行改性生产，同时也要添加较大比例分量的助剂来实现低烟无卤阻燃的效果。现有低烟无卤电缆料的生产设备，为增强大量阻燃剂的混合分散，需要通过密炼双阶机组来实现，即通过密炼机与双螺杆共同进行物料分散和混炼才能达到塑化的理想效果。但是密炼双阶机组的操作复杂，能耗高，产量很低，使得低烟无卤阻燃聚乙烯产品的生产成本居高不下。
技术实现思路
为解决传统蜜炼双阶机组能耗高，产量低而导致低烟无卤阻燃聚乙烯产品的生产成本居高不下的问题，本技术提供一种利用拉伸流变技术进行阻燃PE电缆料连续生产的制备方法。中国专利授权公告号CN101219565B(基于拉伸流变的高分子材料塑化输运方法及设备)是由华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平教授研发的技术。该设备相较于传统的螺杆塑化设备，具有低能耗、弱剪切、输送能力强、混合分散均匀等特点，进而导致需要大量添加助剂的传统生产PE电缆料配方变得不合时宜。因此本技术同时还提供了对应的阻燃PE电缆料的原料配比。一种电缆料，按质量份计算，其原料包括以下组分：进一步，所述基础树脂为LLDPE(线性低密度聚乙烯)与EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)的混合物，所述线性低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量比为(5～8)：3；优选地，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.1～0.3g/min；优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为0.1～0.2g/min。进一步，所述阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种复合。进一步，所述相容剂选自PE-g-MAH(聚乙烯接枝马来酸酐)、POE-g-MAH(马来酸酐接乙烯辛烯共聚物)、马来酸酐接乙烯-醋酸乙烯中的至少一种,接枝率在1％以上。进一步，所述抗氧剂选自1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸异辛酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)中的至少一种。进一步，所述阻燃协效剂选自滑石粉、硼酸锌、三氧化钼中的至少一种。进一步，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种；优选地，所述偶联剂为单烷氧基钛酸酯。进一步，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡、聚乙烯蜡中的至少一种。连续制备上述电缆料的方法，包括步骤：①预处理：将偶联剂用无水乙醇溶解，均匀喷淋到阻燃剂中，在室温条件下，采用高速混合机以1000r/min的转速搅拌混合5～10min；②预混：将基础树脂、抗氧剂、阻燃协效剂、相容剂、润滑剂加入经预处理的混合物中，在60～70℃的条件下，以1500r/min的转速搅拌混合15～25min；③挤出造粒：将经过预混步骤的混合物送入拉伸流变挤出机挤出造粒，即可得到阻燃PE电缆料。上述拉伸流变挤出机为偏心转子挤压系统拉伸流变挤出机，压缩比为2.5～3.0，长径比为20～25，其分散功能段为压放比为3的25个重复单元。所述拉伸流变挤出机内部送料腔的温度为30～200℃，转子转速为10～150转/分钟。与现有技术相比，上述制备方法的先进性在于通过拉伸流变起支配作用的塑化混炼作用，实现了阻燃PE电缆料组分的塑化输运及均匀混合分散。本专利技术彻底改变了螺杆挤出法这种传统生产工艺模式，实现了阻燃PE电缆料产品的连续制备工艺，具有物料完全正位移输运、停留时间分布窄、热机械历程短等特点，生产出的PE电缆料性能优异。本专利技术的优点及有益效果：工艺简单、易操作，成本低，适用于工业大规模生产；提高产品性能，对物料适应性广；设备占地面积小、生产效率高。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。实施例1基于拉伸流变技术制备阻燃PE电缆料。将3份单烷氧基钛酸酯用无水乙醇溶解，均匀喷淋到120份ALOH3和50份MgOH2中，在室温条件下，采用高速混合机以1000r/min的转速搅拌混合5～10min；再将72份LLDPE、28份EVA、10份PE-g-MAH、0.3份抗氧剂1010、0.2份DLTP、5份滑石粉、10份硼酸锌、1份三氧化钼、1份硬脂酸钡、0.5份聚乙烯蜡、0.5份色母加入高速混合机之中，以1200～1500r/min的转速搅拌混合30min，混合完成后，排出预混料备用。将预混料加入拉伸流变塑化挤出设备进行挤出造粒，挤出时拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段135℃、第二段165℃、第三段180℃、第四段185℃、第五段185℃，模头温度175℃，压缩比2.6，转子长径比为22，转子转速为90转/分钟，挤出样条经过水槽冷却和热风烘干切粒，生产成PE电缆料。取样测试性能，如表1《PE电缆材料各实施例物理性能》所示，各项指标都符合质量要求。实施例2基于拉伸流变技术制备阻燃PE电缆料。将4份单烷氧基钛酸酯用无水乙醇溶解，均匀喷淋到100份ALOH3和80份MgOH2中，在室温条件下，采用高速混合机以1000r/min的转速搅拌混合5～10min；再将65份LLDPE、35份EVA、15份PE-g-MAH、0.3份抗氧剂1010、0.2份DLTP、4份滑石粉、12份硼酸锌、2份三氧化钼、1份硬脂酸钡、0.5份聚乙烯蜡、0.5份色母加入高速混合机之中，以1200～1500r/min的转速搅拌混合30min，混合完成后，排出预混料备用。将预混料加入拉伸流变塑化挤出设备进行挤出造粒，挤出时拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段135℃、第二段165℃、第三段180℃、第四段185℃、第五段185℃，模头温度175℃，压缩比2.6，转子长径比为22，转子转速为90转/分钟，挤出样条经过水槽冷却和热风烘干切粒，生产成PE电缆料。取样测试性能，如表1《PE电缆材料各实施例物理性能》所示，各项指标都符合质量要求。实施例3基于拉伸流变技术制备阻燃PE电缆料。将4份单烷氧基钛酸酯用无水乙醇溶解，均匀喷淋到130份ALOH3和60份MgOH2中，在室温条件下，采用高速混合机以1000r/min的转速搅拌混合5～10min；再将70份LLDPE、30份EVA、7份PE-g-MAH、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆料，其特征在于，按质量份计算，包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种电缆料，其特征在于，按质量份计算，包括以下组分：2.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述基础树脂为线性低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物；优选地，线性低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量比为(5～8)：3；优选地，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.1～0.3g/min；优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为0.1～0.2g/min。3.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种复合。4.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述相容剂选自采用拉伸流变挤出机聚乙烯接枝马来酸酐、马来酸酐接乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接乙烯-醋酸乙烯中的至少一种,接枝率在1％以上。5.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸异辛酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述阻燃协效剂选自滑石粉、硼酸锌、三氧化钼中的至少一种。7.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邝清林，杨智韬，陈立彬，冯绮琳，刘承贵，李保银，
申请(专利权)人：佛山精展科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44