一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，涉及电缆料技术领域。其技术要点是：该紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料包括如下重量份数的组分：聚烯烃：100‑150份；阳离子引发剂：3‑5份自由基引发剂：3‑5份；助交联剂：1‑5份无机阻燃剂：50‑100份；硅烷偶联剂：3‑8份；蒙脱土：25‑50份；抗氧剂：0.5‑1份；马来酸酐接枝聚乙烯：5‑10份；硅油：3‑8份。本发明专利技术制备的紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有阻燃性能优异性好、力学性能高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
本专利技术涉及电缆料
，更具体地说，它涉及一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。
技术介绍
随着我国现代工业的迅速发展，安全防患措施也应越来越完善，在许多大型公共场所，为避免电缆着火产生大量的烟雾和酸性气体造成的二次灾难，对专供传输电能和通讯信号使用的电线电缆，不仅要求具有在电缆及周围环境着火时，具有可阻止火焰蔓延等阻燃性能，并能维持电缆继续传输电能和通讯信号，而且在燃烧时还应具有低发烟量，产生气体腐蚀性低，利于工作人员安全撤离现场的性能，即应使电缆具有无卤、低烟、阻燃等性能。低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料通常由聚烯烃共混树脂加阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁和一些为了提高耐热寿命而添加的适量抗氧剂组合而成。有时为了降低其燃烧时的发烟量，还加入了一些发烟抑制剂，如钒、镍、钼、铁、硅、氮系化合物。其阻燃机理为：燃烧时，阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁会释放出结晶水，吸收大量热量；与此同时，脱水反应会产生大量水蒸气，它可以稀释可燃性气体，从而阻止燃烧，另外会在材料表面形成一层不熔不燃的氧化物硬壳，阻断了高聚物与外界热氧反应的通道，最终材料阻燃、自熄。在公开号为CN110527161A的中国专利技术申请专利中公开了一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其由重量比为1.5:1的硅烷交联聚烯烃电缆料1和硅烷交联聚烯烃电缆料2组成；以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆料1包含以下组分：120-160份表面功能化氢氧化镁、90-100份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、2-5份润滑剂、0.2-0.6份抗氧剂、1-3份乙烯基硅烷、0.1-1份引气剂、1-5分别氮化硅、1-3份硅橡胶、1-3份相容剂；所述硅烷交联聚烯烃电缆料2包括以下组分：120-160份表面功能化氢氧化镁、90-100份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、2-5份润滑剂、0.2-0.6份抗氧剂、2-5份催化剂、1-5份氮化硅、1-3份相容剂。上述电缆料为了达到较好的阻燃效果，氢氧化镁的添加量达到了50％以上，但是无机阻燃剂的添加量太高时，其在机体中份分散存在不稳定性，对电缆料的力学性能影响较大，影响其使用寿命。因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一在于提供一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其具有阻燃性能优异、力学性能高的优点。本专利技术的目的二在于提供一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其具有操作简单，适合大规模化生产的优点。为实现上述目的一，本专利技术提供了如下技术方案：一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括如下重量份数的组分：聚烯烃：100-150份；阳离子引发剂：3-5份自由基引发剂：3-5份；助交联剂：1-5份无机阻燃剂：50-100份；硅烷偶联剂：3-8份；蒙脱土：25-50份；抗氧剂：0.5-1份；马来酸酐接枝聚乙烯：5-10份；硅油：3-8份。通过采用上述技术方案，蒙脱土是一种纳米层状硅酸盐，添加到聚合物中，能降低燃烧时的热释放速率，增加炭层连贯性，通过加入蒙脱土，以降低金属水合物的添加量，而蒙脱土和金属水合物具协效性，从而在保证电缆料具有良好的阻燃效果基础上，而不影响电缆料的力学性能。马来酸酐接枝聚乙烯为相容剂，相容剂的加入可改善树脂之间的相容性，间接的增加材料的力学等宏观性能。硅油为润滑剂，润滑剂的加入可降低材料加工时螺杆的内部压力，使材料更快的挤出。进一步优选为，所述聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物中的一种或两种以上的混合。进一步优选为，所述阳离子引发剂选自二甲基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐和烷基硫鎓盐中的一种或两种以上的组合物；所述自由基引发剂选自二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮和1-羟基-环己烷-苯基甲酮中的一种或两种以上的混合物；所述助交联剂选自三烯丙基羟脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和1,2-聚丁二烯中的一种或两种以上的混合物。通过采用上述技术方案，本专利技术紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料使用了阳离子引发剂和自由基引发剂，利用不同的光引发机理相结合，进一步提升了交联效率，为电线电缆制品提供了更短的生产周期、更加稳定的耐热和机械性能。进一步优选为，所述无机阻燃剂采用氢氧化镁或氢氧化铝。通过采用上述技术方案，电缆料燃烧时，氢氧化镁、氢氧化铝会释放出结晶水，吸收大量热量，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制电缆料分解和对所产生的的可燃气体进行冷却的作用。进一步优选为，所述氢氧化镁的粒径为1.5-2μm，氢氧化铝的粒径为1-1.5μm。通过采用上述技术方案，无机阻燃剂的粒径越小，比表面积越大，活性位置点越多，吸水脱水反应较好，从而添加了无机阻燃剂的电缆料的氧指数提升，力学性能亦得到改善，断裂伸长率明显提高；但无机阻燃剂的粒径也不能太小，否则容易发生团聚现象，导致其分散稳定性较差，电缆料的力学性能反而下降。进一步优选为，所述无机阻燃剂经过改性处理，其具体步骤为：将无机阻燃剂加入到硅烷偶联剂中，在经过过滤、干燥后粉碎，即得硅烷偶联剂改性的无机阻燃剂粉体。通过采用上述技术方案，采用硅烷偶联剂对无机阻燃剂表面进行修饰处理，使其与聚烯烃之间有良好的亲和性，保证阻燃性能的情况下，解决了无机颗粒在基体中的分散，而且增强了两者之间的界面作用，提高了电缆料的力学性能。进一步优选为，所述氢氧化镁的粒径为50-80nm，所述氢氧化铝的粒径为80-100nm。通过采用上述技术方案，氢氧化镁、氢氧化铝的粒径越小，阻燃性能越好，但是分散性也越差，导致聚合物电缆料力学性能较差，本专利技术采用纳米级的无机阻燃剂，并对其进行改性处理，从而改善无机阻燃剂在聚烯烃中的分散性，使其与聚烯烃有良好的亲和性。进一步优选为，所述蒙脱土为有机蒙脱土，由双氢化牛脂基二甲基氯化铵及硅氧烷改性得到。通过采用上述技术方案，直接将无机蒙脱土添加到聚烯烃复合材料中，其相同性较差，得到的电缆料的力学性能难以达到要求，通过将无机蒙脱土进行改性处理，得到有机蒙脱土，既能保持原蒙脱土的刚性、热稳定性、尺寸稳定性，亦能改善材料的阻燃性能、力学性能及热稳定性能。为实现上述目的二，本专利技术提供了如下技术方案：一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：S1，将聚烯烃、阳离子引发剂、自由基引发剂、助交联剂、无机阻燃剂、抗氧剂、蒙脱土和马来酸酐接枝聚乙烯在300-500rpm转速下均匀混合5-10min，得到混合料A；S2，在步骤S1得到的混合料A中加入硅烷偶联剂和硅油，在300-500rpm转速下继续混合5-10min，得到混合料B；S3，将混合料B于双螺杆挤出机中进行熔融、混炼、切粒和包装，双螺杆设定温度为130-160℃。综上所述，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：/n聚烯烃：100-150份；/n阳离子引发剂：3-5份/n自由基引发剂：3-5份；/n助交联剂：1-5份/n无机阻燃剂：50-100份；/n硅烷偶联剂：3-8份；/n蒙脱土：25-50份；/n抗氧剂：0.5-1份；/n马来酸酐接枝聚乙烯：5-10份；/n硅油：3-8份。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
聚烯烃：100-150份；
阳离子引发剂：3-5份
自由基引发剂：3-5份；
助交联剂：1-5份
无机阻燃剂：50-100份；
硅烷偶联剂：3-8份；
蒙脱土：25-50份；
抗氧剂：0.5-1份；
马来酸酐接枝聚乙烯：5-10份；
硅油：3-8份。


2.根据权利要求1所述的紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，所述聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物中的一种或两种以上的混合。


3.根据权利要求1所述的紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，所述阳离子引发剂选自二甲基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐和烷基硫鎓盐中的一种或两种以上的组合物；
所述自由基引发剂选自二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮和1-羟基-环己烷-苯基甲酮中的一种或两种以上的混合物；
所述助交联剂选自三烯丙基羟脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和1,2-聚丁二烯中的一种或两种以上的混合物。


4.根据权利要求1所述的紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，所述无机阻燃剂采用氢氧化镁或氢氧化铝。


5.根据权利要求4所述的紫外光交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：董建东，何亚丽，黄勇，
申请(专利权)人：上海方之德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31