一种高效无卤阻燃电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效无卤阻燃电缆料及其制备方法，该高效无卤阻燃电缆料包括以下质量分数计组分：乙烯‑醋酸乙烯共聚物：15％～30％、聚乙烯树脂：30％～50％、高效无卤阻燃剂30％～40％、有机硅化合物1％～3％、抗老化剂2％～5％。其中，高效无卤阻燃剂由二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝和氮系化合物组成。本发明专利技术使用的高效无卤阻燃剂替代了传统的氢氧化铝阻燃剂，具有填充量低，阻燃效果好的特性，且在燃烧时不会释放大量腐蚀性气体，同时满足电线电缆力学性能要求。用本发明专利技术的电缆料制备的电线具有耐150℃高温、‑40℃低温的性能，还具有无卤环保、耐刮白、机械性能高的特性，满足UL VW‑1高阻燃性能的标准要求，市场应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种高效无卤阻燃电缆料及其制备方法
本专利技术涉及辐照交联无卤阻燃XLPE材料
，具体涉及一种满足ULVW-1等级标准的高效无卤阻燃电缆料及其制备方法。
技术介绍
XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写，聚乙烯是一种线性的分子结构，在高温下极易变形。交联聚乙烯是通过交联剂使聚合物产生交联，由线性结构转变为网状结构。网状立体结构的XLPE具有优异的耐热、很强的抗变形、良好的绝缘以及很好的机械和较强的耐化学性能。添加阻燃剂之后的产品，在受到外界火源攻击时，能有效的阻止、延缓及终止火焰，达到阻燃的目的。现有的阻燃剂大体分为含卤阻燃剂及无卤阻燃剂，卤系阻燃剂一般添加比例小，阻燃效果好，热稳定好，对基材的机械性能影响小。但是卤系阻燃剂燃烧时由于热分解和燃烧，会产生大量烟雾和有毒的腐蚀性气体，一旦发生火灾，严重妨碍人员的疏散，特别是火灾中有80％以上死亡是材料产生的浓烟和有毒气体造成。因而除了阻燃效率外，低烟低毒也是阻燃剂不可缺少的指标，而随着重大火灾次数的增多以及塑料焚烧造成的二次污染等问题的出现，使得卤系阻燃剂的应用受到了限制。无毒、高效、抑烟的无卤系列阻燃剂，成为当今阻燃剂发展的大趋势，市场应用前景越来越广阔。目前市面上应用最广泛的无卤阻燃剂一般为氢氧化镁、氢氧化铝类无机阻燃剂，它们具有价格低、来源丰富、抑烟效果好、燃烧时不会产生腐蚀性气体及其他有害物质等优点，但是此类阻燃剂的添加量一般在50％-70％，否则阻燃效果差。而随着添加量的增大，导致产品的力学性能下降及加工性能相对较差，电缆料的拉伸强度达不到13.8mpa，伸长率也达不到300％的要求，而且只有较大线规的电线才能过VW-1测试标准，对于外径较小的小线规电线产品仍然过不了VW-1测试标准，不能同时满足产品结构、线规大小和阻燃方面的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种添加量低，能同时满足产品结构、线规大小和ULVW-1等级标准要求的高效无卤阻燃电缆料及其制备方法。为此，本专利技术提供了一种高效无卤阻燃电缆料，包括以下质量分数计组分：优选的，高效无卤阻燃剂包括二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝和氮系化合物，二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝的质量百分含量为30～70％，氮系化合物的质量百分含量为30～70％。优选的，二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝为二乙基次膦酸化氨基三亚甲基膦酸铝、二乙基次膦酸化乙二胺四亚甲基膦酸铝、二乙基次膦酸化二乙烯三胺五亚甲基膦酸铝中的至少一种。其中，二乙基次膦酸化氨基三亚甲基膦酸铝的结构式为：二乙基次膦酸化乙二胺四亚甲基膦酸铝的结构式为：二乙基次膦酸化二乙烯三胺五亚甲基膦酸铝的结构式为：优选的，氮系化合物为三聚氰胺正磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、多聚磷酸铵中的至少一种。优选的，乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯(VA)含量在5％～40％。优选的，聚乙烯树脂为超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的至少一种。优选的，有机硅化合物为聚二甲基硅氧烷、甲基硅树脂、乙基硅树脂、苯基硅树脂、丙烯酸接枝硅树脂、聚氨酯接枝硅树脂中的至少一种。优选的，有机硅化合物为聚二甲基硅氧烷。优选的，抗老化剂为2-巯基苯并咪唑锌盐。一种高效无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：(1)高效无卤阻燃剂的制备：将二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝和氮系化合物分别按照质量百分含量30～70％、30～70％的比例加入高速搅拌机中，搅拌均匀后备用；(2)原料的准备：按照质量百分比组成称量以下原料，乙烯-醋酸乙烯共聚物：15％～30％、聚乙烯树脂：30％～50％、高效无卤阻燃剂30％～40％、有机硅化合物1％～3％、抗老化剂2％～5％；(3)原料的混合：将步骤(2)准备好的乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯树脂、高效无卤阻燃剂、有机硅化合物和抗老化剂混合并倒入混料锅内搅拌均匀，得到混合材料；(4)混合材料挤出：将步骤(3)中的混合材料加入双螺杆挤出机中进行熔融输送并挤出，挤出温度为130～150℃；(5)冷却制粒：对步骤(4)中挤出的熔融输出物进行冷却，制成粒料，即为高效无卤阻燃电缆料。该高效无卤阻燃剂可以与膦系阻燃剂、硅系阻燃剂复配使用，来提高电缆料的阻燃效率。本专利技术提供一种高效无卤阻燃电缆料及其制备方法，具有如下有益效果：本专利技术使用的高效无卤阻燃剂，其中的二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基膦酸铝在原有的二乙基次膦酸铝的基础上引入(多)胺基多亚烷基膦酸根结构，在保持磷含量不降低太多的情况下增加了二乙基次膦酸铝的柔顺性，不仅可以在燃烧的时候提供猝灭自由基和快速膨胀并形成碳层的作用，还能使得基材的耐温性能不受太大影响；其中的氮系化合物则可以快速分解产生不燃性气体，不仅可以起到稀释火焰区氧气的作用，还可以将二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基膦酸铝分解产生的碳层迅速膨胀，对内部未分解的基材起到隔热、隔氧的作用，从而达到防止电缆料表面火焰进一步扩散并使其快速成碳熄灭的目的。相比传统的无卤氢氧化铝、氢氧化镁无机阻燃体系，本专利技术使用的新型改性无卤阻燃剂具有添加比例小，阻燃效率高，对产品力学性能影响小(满足拉伸强度≥13.79mpa，断裂伸长率≥300％，密度＜1.1g/cm3的要求)，加工性能优良，阻燃效率高的特性(大小线规都能满足VW-1标准)。本专利技术的高效无卤阻燃电缆料不仅密度低，力学性能优越，阻燃性能也能够达到ULVW-1指标，填补了UL150℃无卤高阻燃电缆料市场空缺，被广泛应用于电子电器用线、通信用线、建筑用线，仪表设备用线等领域。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。本专利技术中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料如：二乙基次膦酸化氨基三亚甲基膦酸铝、二乙基次膦酸化乙二胺四亚甲基膦酸铝、二乙基次膦酸化二乙烯三胺五亚甲基膦酸铝均为威海海润新材料科技有限公司生产产品，且其均为专利技术专利202010273225.X产品，硅系阻燃剂为聚硅氧烷聚合物。其他原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。实施例1将二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝、氮系化合物按照表1中实施例1的比例加入高速搅拌机中，搅拌均匀后放料得到高效无卤阻燃剂。实施例2将二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝、氮系化合物按照表1中实施例2的比例加入高速搅拌机中，搅拌均匀后放料得到高效无卤阻燃剂。实施例3将二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝、氮系化合物按照表1中实施例3的比例加入高速搅拌机中，搅拌均匀后放料得到高效无卤阻燃剂。实施例4将二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝、氮系化合物按照表1中实施例4的比例加入高速搅拌机中，搅拌均匀后放料得到高效无卤阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括以下质量分数计组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括以下质量分数计组分：





2.根据权利要求1所述的一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述高效无卤阻燃剂包括二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝和氮系化合物，所述二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝的质量百分含量为30～70％，所述氮系化合物的质量百分含量为30～70％。


3.根据权利要求2所述的一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述二乙基次膦酸化(多)胺基多亚烷基磷酸铝为二乙基次膦酸化氨基三亚甲基膦酸铝、二乙基次膦酸化乙二胺四亚甲基膦酸铝、二乙基次膦酸化二乙烯三胺五亚甲基膦酸铝中的至少一种。


4.根据权利要求2所述的一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述氮系化合物为三聚氰胺正磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、多聚磷酸铵中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯(VA)含量在5％～40％。


6.根据权利要求1所述的一种高效无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述聚乙烯树脂为超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的至少一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，田仁春，董敬中，
申请(专利权)人：潍坊中旭高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37