一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于电缆材料领域，具体涉及一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料及其制备工艺。电缆料包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料及其制备工艺


[0001]本专利技术属于电缆材料领域，具体涉及一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]目前高铁机车电线电缆的制造标准主要参考中国铁标TB/T 1484
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2010(主参欧标)，该标准对阻燃性、耐候性求较高，同时目前在电缆材料领域，主要难题是耐寒性较差，尤其是低温负荷延伸率等方面。
[0003]全球范围看，聚乙烯的产量目前稳居首座，聚乙烯塑料胶粒具有良好的物理及机械性能，被广泛应用于各领域。但由于其耐低温环境应力开裂性尤其是低温拉伸强度较差，如普通聚乙烯电缆料的使用温度下限一般为
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15℃，从而大大限制了聚乙烯的应用。在目前的技术中，无卤低烟聚乙烯阻燃电缆料是指为了满足无卤无毒、低烟气释放量、阻燃等特性而开发的一种环保型阻燃电缆材料。一般是以聚乙烯作为基材，通过添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机类含结晶水材料作阻燃剂，经共混、塑化、造粒而成的电缆料。
[0004]现有的低烟无卤阻燃聚乙烯电缆料普遍存在如下缺陷：1)常规无卤低烟聚乙烯阻燃电缆料使用乙烯
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乙酸乙烯共聚物、聚乙烯、氢氧化铝、氢氧化镁，制得的电缆料表面硬度偏高(肖氏A硬度不低于90)，常温下柔韧性就比较差显然在低温环境下更差，从而导致电线电缆易开裂甚至脆化，无法满足使用要求；2)常规无卤低烟聚乙烯阻燃电缆料阻燃等级不达标；3)常规无卤低烟聚乙烯阻燃电缆料由于材料粘性大，在挤出成型时容易造成电线电缆表面光洁度较差。
[0005]因此，亟需研究一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，以解决目前所面临的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的不足，本专利技术目标1在于提供一种高阻燃低烟无卤电缆料，该低烟无卤电缆料的阻燃等级达到或超出B1级阻燃标准且具有优良的机械性能和成型加工性能。
[0007]本专利技术目标2在于提供一种耐寒低烟无卤电缆料，该低烟无卤电缆料的阻燃等级达到B1级阻燃标准且具有优良的机械性能和成型加工性能。
[0008]本专利技术目标3在于提供一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料的制备工艺，该制备工艺具备简单易行且具有适合大批量生产的优势。
[0009]为实现上述目的，本专利技术首先一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30
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40份、硫化热塑性弹性体(TPE)20
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25份、乙烯
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醋酸乙烯共聚物15
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20份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)2
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5份、过氧化二异丙苯(DCP)1
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2份、活性氢氧化镁10
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15份、氢氧化铝15
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25份、碳酸钙10
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25份、己二酸二异癸酯15
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20份、六甲基磷酰三胺5
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10份、纳米二氧化硅15
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25份、蒙脱石5
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10份、润滑剂5
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10份、抗氧剂1
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5份、钙锌热稳定剂2
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5份、磷酸三苯酯5
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8份。
[0010]优选的，所述低密度聚乙烯40份、硫化热塑性弹性体25份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物20份、TMPTMA 5份、DCP 1份、活性氢氧化镁15份、氢氧化铝20份、碳酸钙20份、己二酸二异癸酯20份、六甲基磷酰三胺10份、纳米二氧化硅20份、蒙脱石8份、润滑剂8份、抗氧剂3份、钙锌热稳定剂5份、磷酸三苯酯8份。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量百分数为20～70wt％。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述硫化TPE选用动态全硫化型的烯烃类TPE。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述活性氢氧化镁的粒径D50＝(1.0
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1.5)μm；氢氧化铝的粒径D50≤6μm。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述纳米二氧化硅比表面积(BET)≥150m2/g。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述润滑剂选用美国聚乙烯蜡(PE蜡)。
[0016]本专利技术还提供一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料的制备方法，主要包括以下步骤：
[0017](1)将各原材料按上述重量份称重，将低密度聚乙烯、硫化热塑性弹性体粒料、乙烯
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醋酸乙烯共聚物、活性氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、己二酸二异癸酯、六甲基磷酰三胺、纳米二氧化硅、蒙脱石、钙锌热稳定剂、磷酸三苯酯加入高速混炼机进行搅拌，得到混合料A；
[0018](2)将步骤(1)得到的混合料A、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、过氧化二异丙苯、抗氧剂、润滑剂加入高速混炼机，搅拌后得到混合料B；
[0019](3)将步骤(2)得到的混合料B放入捏(密)炼机进行捏(密)炼，然后通过挤出机挤出造粒，得到高阻燃耐寒低烟无卤电缆料。
[0020]作为优选，步骤(1)中所述高速混炼机进行搅拌的条件：在40
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60转/分钟的条件下低速混合5
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6分钟，得到混合料A。
[0021]作为优选，步骤(2)中所述高速混炼机进行搅拌的条件：在50
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60转/分钟的条件下低速混合3
‑
5分钟，得到混合料B。
[0022]作为优选，步骤(3)中所述密炼机的温度控制误差为最大
±
5℃，首先将密炼机预热至120℃，然后在140
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190℃的温度下密炼15
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20min；得到混合料采用风冷使物料结块，然后将结块混合料放入双螺杆挤出机进料口进行挤出，所选用的双螺杆挤出机直径小于250mm，长径比为30
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55，主机转数300
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1800rpm，机筒温度为140
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180℃(九个区的温度按第一区和机头区稍低、中间区稍高的“抛物线”形设定)，风冷或水槽温度为室温；采用滚刀切割对材料进行快速的切段造粒。
[0023]本专利技术具有如下的有益效果：
[0024](1)对于目标1，本专利技术通过添加以下改性辅料来实现：
[0025]1)活性氢氧化镁：本专利技术在配方组分中合理的设计加入了一定量的活性氢氧化镁，氢氧化镁阻燃剂通过受热分解时释放出给合水，吸收大量的潜热来降低火焰的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用，它放出的水蒸气也能作为一种抑烟剂。同时，分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，材料抗火性能的提高有帮助。而活性氢氧化镁较之氢氧化镁在树脂基体中有更良好的分散性和流动性，并能提高与聚脂的相容性，同时保持材料的机槭强度，其阻燃抑烟效果更加明显。
[0026]2)同时基于组分优化，本专利技术加入纳米二氧化硅和蒙脱石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30
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40份、硫化热塑性弹性体20
‑
25份、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物15
‑
20份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2
‑
5份、过氧化二异丙苯1
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2份、活性氢氧化镁10
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15份、氢氧化铝15
‑
25份、碳酸钙10
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25份、己二酸二异癸酯15
‑
20份、六甲基磷酰三胺5
‑
10份、纳米二氧化硅15
‑
25份、蒙脱石5
‑
10份、润滑剂5
‑
10份、抗氧剂1
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5份、钙锌热稳定剂2
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5份、磷酸三苯酯5
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8份。2.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：所述低密度聚乙烯40份、硫化热塑性弹性体25份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物20份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份、过氧化二异丙苯1份、活性氢氧化镁15份、氢氧化铝20份、碳酸钙20份、己二酸二异癸酯20份、六甲基磷酰三胺10份、纳米二氧化硅20份、蒙脱石8份、润滑剂8份、抗氧剂3份、钙锌热稳定剂5份、磷酸三苯酯8份。3.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，其特征在于，所述乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量百分数为20～70wt％。4.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，其特征在于，所述硫化热塑性弹性体选用动态全硫化型的烯烃类热塑性弹性体；所述润滑剂选用美国聚乙烯蜡。5.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐寒低烟无卤电缆料，其特征在于，所述活性氢氧化镁的粒径D50＝(1.0
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1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄卫国，王利霞，赵伟，施奇，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：