一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。其技术方案是：将４５～６５ｗｔ％的低密度聚乙烯、５～１０ｗｔ％的乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、２～５ｗｔ％的通式为ＲＳｉ（ＯＲ′）３的硅烷、０．１～０．５ｗｔ％的过氧化物引发剂、０．０１～０．１ｗｔ％的交联催化剂、１５～３０ｗｔ％的改性纳米Ｍｇ（ＯＨ）２、５～１５ｗｔ％的聚磷酸铵和０．５～１ｗｔ％的抗氧化剂１０１０，在１５０～１６０℃条件下进行混炼，造粒，制得电缆料。本发明专利技术原料易得、工艺简单，所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的氧指数为３２．５～３６，拉伸强度为１２～１５ＭＰ，断裂伸长率为４１５～４５０％。故具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗老化性能强、耐温性能好和废弃时不会对环境产生危害的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚乙烯电缆料
具体涉及一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆 料及其制备方法。
技术介绍
我们生活的地球环境日益遭到严重污染，并且已经危及人类的生活质量和健康。 而传统使用的聚氯乙烯(PVC)绝缘电线电缆，就是一个十分严重的污染源。其主要危害在 于引发电气火灾以及生产和废弃时产生二噁英、卤化物、重金属等有害物质，所以当今电线 电缆行业已经推行无卤、低烟阻燃的电线电缆。而且随着我国经济的快速发展，各行各业对 电线电缆的需求不断增加，同时对电线电缆的各种性能也提出了更高的要求。以低密度聚乙烯(LDPE)制备的电线电缆料的主要缺点是耐热性能差和易燃烧， 而交联可以大大提升聚乙烯的耐热性能。目前聚乙烯交联方式主要分为辐照交联、过氧 化物交联和硅烷交联。《化学通报》(2006年第1期18页)报道，辐射交联即利用Y射线 (Co-60源)或高能电子束(电子加速器)照射聚合物，生成高分子自由基，自由基相互结合 形成交联键，使线性的高分子材料变为网状结构，其缺点是设备造价高、安全防护难度大且 对材料性能损伤大；过氧化物交联是以有机过氧化物作为交联剂，但是由于对温度、压力条 件的控制比较苛刻，所以在工业生产上存在困难；硅烷交联方式设备投资少，生产成本低， 生产率较高，适用于厚、薄等各种形状的制品，同时也适用于填充型复合材料，因此受到普 遍的重视。虽然聚乙烯经过硅烷交联后，其耐热性能有了很大的提升，但是阻燃性能还是很 差。由于聚乙烯的氧指数为28，也就是说聚乙烯容易燃烧。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种原料易得、工艺简单的硅烷交联 无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法；所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料阻燃性能良 好、抗拉强度高、断裂伸长率大、抗老化性能强、耐温性能好和废弃时不会对环境产生危害。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是将45 65wt %的低密度聚乙烯、5 10衬％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2 5衬％的通式为1 丨((《' )3的硅烷、0. 1 0. 5wt% 的过氧化物引发剂、0. 01 0. Iwt %的交联催化剂、15 30wt%的改性纳米Mg(0H)2、5 15wt%的聚磷酸铵和0. 5 lwt%的抗氧化剂1010，在150 160°C条件下进行混炼，造粒， 制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。在上述技术方案中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为乙酸乙烯含量为28%、33%、40% 的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种；硅烷为乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基 丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的一种以上；过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯、二丁基过 氧化物、BPO中的一种；交联催化剂为二丁基锡二月硅酸、烷基苯磺酸、盐酸中的一种；改性 纳米Mg(OH)2为经纳米级微乳液表面改性的纳米Mg(OH)2，其粒径< IOOnm ；聚磷酸铵为相对 分子量为2000、2500、3100的聚磷酸铵中的一种。3由于采用上述技术方案，所以本专利技术采用分解温度高于Al (OH)3 WMg(OH)2作为主 阻燃剂，可避免由于Al (OH)3的分解使得树脂内部产生气泡而影响材料的力学性能和表观； 另将纳米Mg (OH) 2经纳米级微乳液表面改性处理，克服了纳米Mg (OH) 2在材料制备过程中的 团聚现象，改善了材料的热力学性能。单独使用纳米Mg(OH)2作为阻燃剂，其阻燃效率比较低，故加入粒径< IOOnm的 Mg(OH)2粉末作为主阻燃剂使其阻燃性能提高的同时，加入相对分子量为2000、2500和 3100的聚磷酸铵作为辅阻燃剂，两者的相互协同作用，大大提升了材料的阻燃性能。本专利技术原料易得，工艺简单；所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的氧指数 为32. 5 36，拉伸强度为12 15MP，断裂伸长率为415 450% ；故具有抗拉强度高、断 裂伸长率大、抗老化性能强和耐温性能好的特点，该电缆料不仅不含卤素，且铅、锑等八种 重金属含量远远低于GB18585-2001的规定值，废弃时不会对环境产生危害。具体实施例方式下面结合具体实施方式将对本专利技术作进一步描述，并非对保护范围的限制本具体实施方式中所涉及的改性纳米Mg (OH)2为经纳米级微乳液表面改性的纳米 Mg (OH)2，其粒径彡IOOnm ；低密度聚乙烯为密度为0. 90g/cm3, MFR为1. 8g/10min的低密度 聚乙烯。在以下实施例中不再赘述。实施例1 将45 55wt%的低密度聚 乙烯、7 IOwt %乙酸乙烯含量为40%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、3 5衬％的通式为 RSi (OR' )3的乙烯基三乙基硅烷、0. 3 0. 5wt%的过氧化二异丙苯、0. 07 0. Iwt%的二 丁基锡二月硅酸、25 30wt%的改性纳米Mg(0H)2、5 10衬％的相对分子量为2500的聚 磷酸铵和0. 75 的抗氧化剂1010，在150 160°C条件下进行混炼，造粒，制得硅烷 交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。该电缆料的氧指数为33 36、拉伸强度为12 14MP和断裂 伸长率为420 ~ 450% ο实施例2:将50 60衬％的低密度 聚乙烯、6 8衬％乙酸乙烯含量为33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2 4衬％的通式为 RSi (OR' )3的乙烯基三甲基硅烷、0. 2 0. 4wt%的二丁基过氧化物、0. 04 0. 07wt%的烷 基苯磺酸、20 25wt%的改性纳米Mg(0H)2、7 13wt%相对分子量为3100的聚磷酸铵和 0. 7 0. 8wt%的抗氧化剂1010，在150 160°C条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤 阻燃聚乙烯电缆料。该电缆料的氧指数为33. 1 35、拉伸强度为13 14. 4MP和断裂伸长 率为419 443% ο实施例3:将55 65衬％的低密度 聚乙烯、5 7衬％乙酸乙烯含量为28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2 3衬％的通式为 RSi (OR' )3的甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、0. 1 0. 3wt%的BP0、0. 01 0. 04wt%的 盐酸、15 20wt%的改性纳米Mg (OH)2UO 15wt%聚磷酸铵为相对分子量为2000的聚磷 酸铵和0. 5 0. 75wt%的抗氧化剂1010，在150 160°C条件下进行混炼，造粒，制得硅烷4交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。该电缆料的氧指数为32. 5 34、拉伸强度为12. 5 15MP和 断裂伸长率为415 440%。本具体实施方式采用分解温度高于Al (OH)3 WMg(OH)2作为主阻燃剂，可避免由 于Al (OH)3的分解使得树脂内部产生气泡而影响材料的力学性能和表观；另将纳米Mg(OH)2 经纳米级微乳液表面改性处理，克服了纳米Mg(OH)2在材料制备过程中的团聚现象，改善了 材料的热力学性能。单独使用纳米Mg(OH)2作为阻燃剂，其阻燃效率比较低，故加入粒径 彡IOOnm的1%(0!1)2粉末作为主阻燃剂使其阻燃性能提高的同时，加入相对分子量为2000、 2500和3100的聚磷酸铵作为辅阻燃剂，两者的相互协同作用，大大提升了材料的阻燃性 能。本具体实施方式原料易得，工艺简单；所制备的硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料 的氧指数在32. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：将４５～６５ｗｔ％的低密度聚乙烯、５～１０ｗｔ％的乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、２～５ｗｔ％的通式为ＲＳｉ（ＯＲ′）↓［３］的硅烷、０．１～０．５ｗｔ％的过氧化物引发剂、０．０１～０．１ｗｔ％的交联催化剂、１５～３０ｗｔ％的改性纳米Ｍｇ（ＯＨ）↓［２］、５～１５ｗｔ％的聚磷酸铵和０．５～１ｗｔ％的抗氧化剂１０１０，在１５０～１６０℃条件下进行混炼，造粒，制得硅烷交联无卤阻燃聚乙烯电缆料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海涛，柯昌美，金群，胡永，张市甫，王光辉，马丽婵，
申请(专利权)人：武汉新天地特种电缆有限公司，武汉科技大学，武汉产品质量监督检验所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]