一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆材料技术领域，具体为一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料及其制备方法，所述的微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，包含如下重量份的原料组成：乙烯醋酸乙烯酯共聚物

【技术实现步骤摘要】
一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆材料
，具体为一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]乙烯醋酸乙烯酯共聚物
(EVA)
，是一种分子链上含有醋酸乙烯
(VA)
的树脂，
VA
含量一般在5％
‑
40
％
。
由于醋酸乙烯的引入，
EVA
相比聚乙烯结晶度下降，熔融温度降低，表现出更好的柔韧性
、
橡胶弹性
、
填料相容性
、
抗冲击性
、
热密封性
、
抗老化性和易加工性能，另外，
EVA
分子主链中不含有双键
、
苯环
、
酰基等燃烧时易产生烟雾的基团，侧链也不含有甲基
、
苯基
、
氰基等发烟基团，可以较好地应用于有卤
、
无卤阻燃料和半导电屏蔽料
。
但是，
EVA
材料本身易燃烧，而且
EVA
含有极性基团容易吸水，使它的应用受到制约
。
[0003]通过添加传统的金属氢氧化物阻燃剂通常可以很好的改善
EVA
的阻燃性能，但是添加量较大，至少需要添加
100
％
‑
150
％的量才能达到理想的阻燃效果，这会严重劣化
EVA
的性能
。
膨胀型磷氮类阻燃剂是一种新型阻燃剂，在受热时会在表面形成致密的碳层，隔绝氧气，抑制烟雾，通过添加高效的膨胀型阻燃剂可以利用较小量达到明显的阻燃效果，但是同样会引起力学性能严重下降，另外膨胀型阻燃剂容易吸水，影响阻燃效果
。
[0004]通过高能辐照交联
、
紫外照射交联
、
过氧化物交联
、
硅烷交联等方式，可以得到具有优异的力学性能
、
电学性能以及很好的耐高温
、
耐腐蚀
、
耐压耐热性能的交联的无卤阻燃乙烯
‑
醋酸乙烯酯材料，并且
EVA
容易燃烧引起火灾的问题可以通过添加无卤膨胀型阻燃剂等解决，因此，适度交联的无卤阻燃乙烯
‑
醋酸乙烯酯材料被越来越多的应用电缆行业
。
然而，辐照交联和紫外照射交联往往需要高昂的设备或者复杂的工艺和较高的操作要求，硅烷交联需要经过水解反应，所制备的材料稳定性差，不耐高温
。
[0005]纳米二氧化硅无毒
、
无味，耐高温
、
耐腐蚀，不溶于水和酸，表面含羟基，通过硅烷偶联剂改性后，具有良好的疏水性能，另外纳米二氧化硅是一种电和热的不良导体，因此，作为添加剂添加到聚合物材料中降低材料的介电常数，并能起到增强和耐热性
。
[0006]中国专利
CN203642119
描述了用表面改性的微硅粉和乙烯醋酸乙烯混合，同时加入抗氧化剂和抗老化剂，均匀混合后进行熔融挤出造粒，得到微硅粉改性的乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物材料，制品提高了抗蠕变性能和耐热性，降低了成本，但是材料的疏水性和阻燃性能较差
。
中国专利
CN103724786 A
描述了将
0.1
％
‑3％的多壁碳纳米管
、
复合膨胀阻燃剂
、
抗氧剂
、
润滑剂加入到乙烯醋酸乙烯酯基料中，然后通过高速搅拌机搅拌混合均匀，
60
‑
80℃
烘干，再用长径比
30
‑
45
的挤出机在
90
‑
150℃
下挤出造粒，制备出膨胀阻燃乙烯醋酸乙烯酯专用料，具有优异的阻燃性能和理想的物理力学性能和抗腐蚀性，但是疏水性不佳，而且所用原料价格昂贵，限制了大规模生产
。
中国专利
CN101481475 B
描述了通过以聚乙烯或马来酸酐聚乙烯
/
或乙烯醋酸乙烯酯或马来酸酐乙烯醋酸乙烯酯共聚物为或酰胺接枝乙烯醋酸乙烯酯为基料，加入多官能团交联剂，膨胀型阻燃剂
、
光引发剂和抗氧剂，配以阻燃增效剂
、
消烟剂和加工助剂，然后基础造粒成光交联无卤阻燃电缆料，得到的电缆料具有优良的阻燃性能
、
耐高温特性和力学性能，而后该料可以在电缆导电芯上熔融挤出包覆该阻燃料成绝缘层或护套层，随即对该绝缘层或护套层进行紫外光照射交联，但是该电缆料的配方复杂，生产流程繁琐，对操作的要求较高，材料对光吸收和折射容易引起不同材料不同深度交联不均匀和不理想的疏水性能
。
[0007]从目前所知的专利和检索相关文献资料中可以看出：
(1)
不加专门的阻燃剂制备的无卤阻燃乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物材料阻燃效果不理想，甚至力学性能也不佳；
(2)
添加传统金属氧化物阻燃剂制备无卤阻燃乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物材料，所用阻燃剂的阻燃效果较差，需要
100
％
‑
150
的高添加量才能达到较好阻燃效果，这会引起材料综合性能的严重劣化；
(3)
添加膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物材料，阻燃剂用量相对较少，但是因为膨化型阻燃剂容易吸收水分，导致材料的阻燃效果遭到破坏，而且，膨胀型阻燃剂也会引起力学性能的严重下降
。(4)
采用紫外光辐照或高能辐照和硅烷交联法制备交联的无卤阻燃乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物材料，前者需要较复杂的操作流程或较高的设备投资以及较为复杂的操作维护，而且往往很难得到均匀交联度的材料，后者涉及水解反应，制品耐温耐压等级低，稳定性差
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，包含如下重量份的原料组成：乙烯醋酸乙烯酯共聚物
100
份；改性纳米二氧化硅3‑7份；过氧化物硫化交联剂
0.2
‑
0.5
份；膨胀型阻燃剂
12
‑
40
份；界面相容剂
10
‑
20
份；润滑剂1‑
10
份；抗氧剂
0.5
‑
2.5
份
。
[0010本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，其特征在于，包含如下重量份的原料组成：乙烯醋酸乙烯酯共聚物
100
份；改性纳米二氧化硅3‑7份；过氧化物硫化交联剂
0.2
‑
0.5
份；膨胀型阻燃剂
12
‑
40
份；界面相容剂
10
‑
20
份；润滑剂1‑
10
份；抗氧剂
0.5
‑
2.5
份
。2.
根据权利要求1所述的一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，其特征在于：所述的乙烯醋酸乙烯酯共聚物为采用巴塞尔管式法生产的，醋酸乙烯酯含量5％
——30
％的乙烯醋酸乙烯酯共聚物
。3.
根据权利要求1所述的一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，其特征在于：所述的改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅，其制备方法为：将纳米二氧化硅粉体在真空干燥箱内
120℃
干燥
2h
；取干燥后的纳米二氧化硅加入适量的分散剂，分散剂为乙二醇
、
甲苯
、
无水乙醇中的一种或两种的混合物，继续搅拌
20
分钟，使纳米二氧化硅均匀分散；按比例将硅烷偶联剂滴加到纳米二氧化硅分散液中，并滴加少量的改性助剂，搅拌使改性剂与纳米二氧化硅均匀混合；然后在通氮气和冷凝水条件下，于反应温度反应若干小时；将反应后的分散液过滤得滤饼；用无水乙醇将滤饼重新分散，直至彻底洗净分散介质和残余硅烷偶联剂；将最终得到的滤饼在真空干燥箱中于
120℃
干燥
24h
；将干燥好的纳米二氧化硅充分研磨，得到改性后的纳米二氧化硅粉末
。4.
根据权利要求3所述的一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，其特征在于：改性纳米二氧化硅制备过程中所用的纳米二氧化硅平均粒径为
30nm
，所用的硅烷偶联剂为
HK
‑
550
，加入的硅烷偶联剂为纳米二氧化硅质量的4％，制备反应的反应温度为
100℃
，反应时间为
2h。5.
根据权利要求1所述的一种微交联无卤阻燃改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物电缆料，其特征在于：所述的过氧化物硫化交联剂为光氧化物硫化剂
、
含氢硅烷硫化剂
、
硫磺
、
树脂类硫化剂中的一种
。6.
根据权利要求1所述的一种微交...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开伟，付成锋，靳聪聪，张训强，
申请(专利权)人：山东高端化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：