一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用，所述高阻燃辐照交联材料包括：氯化聚乙烯10～30重量份，改性碳酸钙30～40重量份、三氧化二锑10～20重量份、硼酸锌2～5重量份、聚乙烯蜡1～5重量份和交联剂0.5～5重量份；通过在氯化聚乙烯基体中加入三氧化二锑和硼酸锌作为阻燃剂，并且通过调整二者的配比，最终得到了具有较好的物理性能，同时具有优异阻燃性的高阻燃辐照交联材料，完全符合电缆材料的标准，且所述电缆材料中改性碳酸钙的含量较高，改性碳酸钙的成本较低，有利于降低电缆材料的成本，易于普及。易于普及。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氯化聚乙烯(CPE)是由聚乙烯经氯化而制得的含氯聚合物，它具有优异的耐热氧老化、耐气候性、耐臭氧、耐油、阻燃性、抗电晕性和加工工艺性能，并具有良好的抗撕裂、耐磨、耐屈挠等物理机械性能。CPE在生产过程中可以使用辐照法进行交联，不仅简化了炼胶工序，不用担心焦烧问题；且在这个过程中不使用含有破坏臭氧层的氯氟烃挥发性物质，不用烧锅炉，有利于环保和减少能耗，并且对人体无毒无害，因此CPE材料在电缆行业中的应用也越来越广泛。
[0003]CN106280024A公开了一种防腐阻燃风能电缆护套和绝缘材料及其制备方法。其内层绝缘材料配方由以下重量组分配比制成：三元乙丙胶40～60份、聚氯乙烯10～25份、石蜡油5～10份、碳酸钙5～15份、高岭土30～60份、防老剂1～3份等。此专利技术提供的电缆能够长期在40～100℃环境中使用，并具有柔软、耐油、耐寒、耐磨、耐酸碱和阻燃等优良性能。CN107778674A公开了一种氯化聚乙烯电缆料，包括以下重量份的组分：34～38份的氯化聚乙烯、2～5份的三元乙丙橡胶橡胶、10～15份的活性碳酸钙、20～25份的超细滑石粉、10～15份的超细高岭土、3～5份的炭黑、1～1.5份的双叔丁基过氧异丙基苯、1～1.5份的三烯丙基异氰脲酸酯、3～6份的己二酸二辛酯或己二酸二(2-乙基己基)酯、3～6份的活性氧化镁、0.5～1份的硬脂酸钙、0.5～1份的抗氧剂和0.5～1份的PE蜡。利用上述配方生产出的电缆料具有良好的电气性能和机械物理性能，良好的耐候性和耐高温性能。然而，上述两种方法提供的电缆的制备原料使用较多的高岭土，而高岭土的成分不稳定，作为填充料时会导致电缆的性能不稳定，不利于使用，且对于较纯的高岭土其价格较高，用于制备电缆时会导致成本较高，无法普及。CN105860302A公开了一种高阻燃性电缆护套材料配方及其制备方法，该专利技术由如下按照重量份的原料组成：氯化聚乙烯橡胶90份，草木灰2～8份，煅烧陶土10～15份，硅烷偶联剂2～4份，阻燃剂15～25份，活化剂3～6份，硬脂酸锌1～3份，过氧化物交联剂1.6～2.8份，稳定剂8～10份；这种高阻燃性电缆护套材料配方及其制备方法具有材料选用合理、使用寿命长等优点，具有良好的抗拉强度和断裂韧性；但是该专利技术提供的电缆护套物理性能较差，且阻燃效果仍有待提高，不能满足电缆材料对阻燃性能和物理性能的高要求。
[0004]因此，开发一种不使用高岭土、性质稳定且物理性能优异的高阻燃辐照交联材料，以满足市场的需求，十分重要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用，通过在氯化聚乙烯基体中添加三氧化二锑和硼酸锌，并控制二者的用量比，使
得所述高阻燃辐照交联材料具有优异的阻燃性能。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种高阻燃辐照交联材料，所述高阻燃辐照交联材料的制备原料按照重量份包括如下组分：氯化聚乙烯10～30重量份，改性碳酸钙30～40重量份、三氧化二锑10～20重量份、硼酸锌2～5重量份、聚乙烯蜡1～5重量份和交联剂0.5～5重量份。
[0008]所述氯化聚乙烯可以为12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或28重量份等。
[0009]所述改性碳酸钙可以为31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份或39重量份等。
[0010]所述三氧化二锑可以为11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份等。
[0011]所述硼酸锌可以为2.2重量份、2.4重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份、3.6重量份、3.9重量份、4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份或4.8重量份等。
[0012]所述聚乙烯蜡可以为1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
[0013]所述交联剂可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
[0014]本专利技术提供的高阻燃辐照交联材料选择氯化聚乙烯(CPE)作为基体材料，氯化聚乙烯是由聚乙烯氯化改性制备得到的材料，CPE分子链中不含有双键，因而具有较好的耐热性和耐老化性；通过在氯化聚乙烯基体中添加特定份数的三氧化二锑和硼酸锌共同作为阻燃剂，三氧化二锑可以和氯化聚乙烯可以发生卤-锑协同作用，并且和硼酸锌进一步发生协同作用，在添加份数较少的情况下即可达到优异的阻燃效果，从而可以保证所述高阻燃辐照交联材料的物理机械性能不会因为阻燃填料添加过多而有所下降，满足高性能光伏线缆对材料的要求。
[0015]优选地，所述氯化聚乙烯中氯的质量百分含量为20～40％，例如22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％或38％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0016]作为本专利技术的优选技术方案，当CPE材料中的氯的质量百分含量为20～40％时，CPE呈现弹性体状态，分子链中的结晶完全消失，具有较高的耐热性。
[0017]优选地，所述改性碳酸钙的粒径≤100nm，例如90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm或10nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0018]优选地，所述改性碳酸钙为聚丙烯酸改性碳酸钙。
[0019]优选地，所述聚丙烯酸改性碳酸钙中的聚丙烯酸的粘均分子量为5
×
104～7
×
105g/mol，例如5.5
×
104g/mol、6
×
104g/mol、6.5
×
104g/mol、7
×
104g/mol、7.5
×
104g/mol、8
×
104g/mol、8.5
×
104g/mol、9
×
104g/mol、9.5
×
104g/mol、1
×
105g/mol、2
×
105g/mol、3
×
105g/mol、4
×
105g/mol、5
×
105g/mol或6
×
105g/mol，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0020]作为本专利技术的优选技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃辐照交联材料，其特征在于，所述高阻燃辐照交联材料的制备原料按照重量份包括如下组分：氯化聚乙烯10～30重量份，改性碳酸钙30～40重量份、三氧化二锑10～20重量份、硼酸锌2～5重量份、聚乙烯蜡1～5重量份和交联剂0.5～5重量份。2.根据权利要求1所述的高阻燃辐照交联材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯中氯的质量百分含量为20～40％。3.根据权利要求1或2所述的高阻燃辐照交联材料，其特征在于，所述改性碳酸钙的粒径≤100nm；优选地，所述改性碳酸钙为聚丙烯酸改性碳酸钙；优选地，所述聚丙烯酸改性碳酸钙中的聚丙烯酸的粘均分子量为5
×
104～7
×
105g/mol。4.根据权利要求1～3任一项所述的高阻燃辐照交联材料，其特征在于，所述交联剂包括2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷和/或过氧化二异丙苯。5.根据权利要求1～4任一项所述的高阻燃辐照交联材料，其特征在于，所述高阻燃辐照交联材料还包括硅酮母粒、抗氧剂或安定剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述高阻燃辐照交联材料中硅酮母粒的含量为1～2重量份；优选地，所述高阻燃辐照交联材料中抗氧剂的含量为1～3重量份；优选地，所述高阻燃辐照交联材料中安定剂的含量为1～3重量份；优选地，所述安定剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1～5任一项所述的高阻燃辐照交联材料，其特征在于，所述高阻燃辐照交联材料按照重量份包括如下组分：氯化聚乙烯20～30重量份，聚丙烯酸改性碳酸钙30～40重量份、三氧化二锑10～20重量份、硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘卫东，郑建，周方方，
申请(专利权)人：江苏达胜高聚物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：