一种高阻燃低烟无卤聚烯电缆料及其制备方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开;
专利有效性 公开 当前状态 公开
申请号 CN202510235785.9 申请日 2025-02-28
公开(公告)号 CN119955202A 公开(公告)日 2025-05-09
申请人 中广核拓普(湖北)新材料有限公司; 申请人类型 企业
发明人 陈文演; 程金星; 第一发明人 陈文演
权利人 中广核拓普(湖北)新材料有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 中广核拓普(湖北)新材料有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:湖北省 城市 当前专利权人所在城市:湖北省孝感市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:湖北省孝感市汉川市刘家隔镇金鼓城产业园金鼓城大道18号 邮编 当前专利权人邮编:432300
主IPC国际分类 C08L23/0853 所有IPC国际分类 C08L23/0853C08L23/16C08L23/06C08L51/06C08L5/16C08L83/04C08K3/22C08K7/26C08K9/08C08K3/34H01B3/44
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 武汉锦驰专利代理事务所 专利代理人 姚红霞;
摘要 本 申请 涉及聚烯 烃 电缆 料技术领域,具体公开了一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法。一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:1)取卡拉胶、 硅 酸 钾 、二价金属盐、 水 混合均匀制得凝胶溶液;2)将卤代环糊精与乙烯基咪唑反应得到改性环糊精;3)向凝胶溶液中加入尿素、 氧 化 铝 和氧化 铁 ,然后干燥、 煅烧 、 研磨 得到多孔基料;4)将氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;5)取乙烯‑ 醋酸 乙烯酯共聚、三元乙丙 橡胶 、茂金属聚乙烯、 马 来酸酐接枝聚乙烯共聚物、氢氧化物阻燃剂、阻燃协效成 碳 助剂密炼、挤出即得。本申请制得的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料具有阻燃效果好、易加工的优点。
权利要求

1.一种高阻燃低烟无卤聚烯电缆料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)取卡拉胶、、二价金属盐、混合均匀制得凝胶溶液;
2)用DMF溶解卤代环糊精,然后加入乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3‑5h,脱除DMF后得到改性环糊精;
3)向凝胶溶液中加入尿素、和氧化,接着加入表面活性剂,通入氮气后均质,然后冷冻干燥粉碎煅烧研磨得到多孔基料;
4)将氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
5)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物52‑61份、三元乙丙橡胶5‑10份、茂金属聚乙烯24‑30份、来酸酐接枝聚乙烯共聚物13‑16份、氢氧化物阻燃剂200‑230份、阻燃协效成助剂12‑18份、抗氧剂2‑2.6份、加工助剂1.5‑2.5份、炭黑2‑3份置于密炼机内预混、密炼,然后挤出、切粒即得。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,还包括如下技术特征中的至少一项:
11)所述卡拉胶、硅酸钾、二价金属盐、水的质量比为(0.1‑0.2):(0.15‑0.3):(0.05‑
0.08):1;
12)所述二价金属盐为硫酸锌、硫酸钴、硝酸镍、硝酸锰、硝酸、硫酸亚铁中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,还包括如下技术特征中的至少一项:
31)所述凝胶溶液、尿素、氧化铝、氧化铁的质量比为1:(0.03‑0.05):(0.3‑0.5):
(0.05‑0.1);
32)所述表面活性剂为烷基季铵盐;
33)均质后氮气的含量为5‑10%。
4.根据权利要求3所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述烷基季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中,氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精的质量比为1:(0.6‑0.8):(0.2‑
0.35):(0.06‑0.075)。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,多孔基料的平均粒径为50‑200μm。
7.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中,乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由12‑16份VA含量为28%的EVA与40‑45份VA含量为
33%的EVA组成。
8.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中,密炼温度为170‑175℃。
9.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中,挤出包括双螺杆挤出和单螺杆挤出,双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区115±5℃、六区110±5℃、七区110±
5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
10.一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料,采用如权利要求1‑9任一所述的制备方法制得。

说明书全文

一种高阻燃低烟无卤聚烯电缆料及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及聚烯烃电缆料技术领域,更具体地说,它涉及一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着社会的不断发展,人们的安全和环保意识日益增强。电缆老化、短路等引发的火灾,不仅造成巨大的经济损失,而且还导致人员伤亡。很大比例的电气火灾是由燃烧的电缆引起的,电电缆火灾事故的频发促使人民探索开发具有更高阻燃特性的电力电缆。
[0003] 传统的含卤电缆如聚氯乙烯电缆料燃烧时会产生有毒气体和烟雾,在火灾过程中会产生二次伤害。而常用的无卤阻燃聚烯烃电缆料通常采用聚烯烃树脂为基材,氢、氢氧化镁等无机阻燃材料为阻燃剂,经过共混、密炼塑化、挤出造粒制得。现有的无卤阻燃聚烯烃电缆料主要存在三个缺陷:1、高添加量的无机阻燃剂导致电缆料机械性能大幅降低;2、添加大量无机阻燃剂后,电缆料的流动性变差,挤出过程中螺杆扭矩急剧增大,主机电流急剧上升,导致挤出加工难度大;3、燃烧时成性差,容易滴落,容易导致火焰蔓延燃烧,这些缺陷都是目前亟待解决的难题。
[0004] 对此,技术人员提出了一些改善方案,如申请公告号为CN118620318A的专利申请文件公开了一种辐照交联阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法,原料各组分包括树脂、改性阻燃剂、阻燃协效剂、相容剂、抗氧剂、交联剂、润滑剂;改性阻燃剂是以改性木质素为基体,负载金属氧化物得到。采用改性阻燃剂,改性阻燃剂中采用木质素,利用其具有的刚性结构,从而提升其热分解温度;还利用其燃烧过程中形成的保护炭层,从而隔离氧气。
[0005] 又如申请公告号为CN118290839A的专利申请文件公开了一种纳米改性的无卤阻燃聚烯烃电缆料,按照质量份计,所述的电缆料由以下组分制备:聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、磷系阻燃剂、纳米粘土、纳米二氧化、纳米三氧化二铝、超细镁石粉、抗氧化剂光稳定剂,采用聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物共混,以及采用超细水镁石粉取代氢氧化镁、氢氧化铝的高成本阻燃剂,将纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、超细水镁石粉的组合使用,提升阻燃性能和绝缘性能。
[0006] 对于上述文件的改善方案,目前仅能就其中一种缺陷问题进行性能提升,聚烯烃电缆料的整体性能改善程度较弱。发明内容
[0007] 为了进一步提升聚烯烃电缆料的阻燃性能和加工性能的综合性能,本申请提供一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法。
[0008] 第一方面,本申请提供一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,采用如下的技术方案:一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:
1)取卡拉胶、硅酸、二价金属盐、水混合均匀制得凝胶溶液;
2)用DMF溶解卤代环糊精,然后加入乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3‑5h,脱除DMF后得到改性环糊精;
3)向凝胶溶液中加入尿素、氧化铝和氧化,接着加入表面活性剂,通入氮气后均质,然后冷冻干燥粉碎煅烧研磨得到多孔基料;
4)将氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
5)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物52‑61份、三元乙丙橡胶5‑10份、茂金属聚乙烯24‑30份、来酸酐接枝聚乙烯共聚物13‑16份、氢氧化物阻燃剂200‑230份、阻燃协效成碳助剂
12‑18份、抗氧剂2‑2.6份、加工助剂1.5‑2.5份、炭黑2‑3份置于密炼机内预混、密炼,然后挤出、切粒即得。
[0009] 优选的,所述步骤1)中,还包括如下技术特征中的至少一项:11)所述卡拉胶、硅酸钾、二价金属盐、水的质量比为(0.1‑0.2):(0.15‑0.3):
(0.05‑0.08):1;
12)所述二价金属盐为硫酸钴、硝酸镍、硝酸锰、硝酸、硫酸亚铁中的至少一种。
[0010] 优选的,所述步骤3)中,还包括如下技术特征中的至少一项:31)所述凝胶溶液、尿素、氧化铝、氧化铁的质量比为1:(0.03‑0.05):(0.3‑0.5):
(0.05‑0.1);
32)所述表面活性剂为烷基季铵盐;
33)均质后氮气的含量为5‑10%。
[0011] 优选的,所述烷基季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
[0012] 优选的,所述步骤4)中,氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精的质量比为1:(0.6‑0.8):(0.2‑0.35):(0.06‑0.075)。
[0013] 优选的,所述步骤3)中,多孔基料的平均粒径为50‑200μm。
[0014] 优选的,所述步骤5)中,乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由12‑16份VA含量为28%的EVA与40‑45份VA含量为33%的EVA组成。
[0015] 优选的,所述步骤5)中,密炼温度为170‑175℃。
[0016] 优选的,所述步骤5)中,挤出包括双螺杆挤出和单螺杆挤出,双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0017] 第二方面,本申请提供一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料,采用如权利要求1‑9任一所述的制备方法制得。
[0018] 综上所述,本申请具有以下有益效果:1、本申请采用阻燃协效成碳剂和氢氧化物阻燃剂互配形成的无卤阻燃体系大幅提升电缆料的阻燃性能,并且采用多孔基料对氢氧化镁、氢氧化铝无机阻燃剂进行掺杂,一方面减少氢氧化铝和氢氧化镁的加入量,另一方面可以改善氢氧化物阻燃剂之间、氢氧化物阻燃剂与有机树脂之间的界面性能,从而提高电缆料的加工性能和耐水性能。另外,本申请的氢氧化物阻燃剂综合了氢氧化物难点燃、低热释放、隔热隔氧以及不易滴落的优点,从而保证电缆料具备燃烧时不易蔓延、自熄快的性能。
[0019] 2、本申请的氢氧化物阻燃剂是由多孔基料与氢氧化镁、氢氧化铝复配而成,多孔基料是先构建双重凝胶体系,并在体系内引入二价金属离子,金属离子可以在卡拉胶的双螺旋分子链间以及硅酸钾的分子链间形成稳定络合,然后经过煅烧后,金属离子可以形成金属位点,在电缆料燃烧过程中可以催化炭层的形成,并且还可以催化一氧化碳等中间物质转化稳态物质,减少可燃性/毒性气体生成,另外,双重凝胶体系加入尿素可以引入氮空位,从而提高金属位点的数量。本申请的多孔基料可以通过吸附可燃性气体来缩短燃烧时间,减少可燃性/毒性气体的释放量,同时,改性环糊精的大环结构以及含氮基团可以促进成炭、捕捉自由基,同金属位点发挥协同阻燃作用。并且改性环糊精的加入还可以提高氢氧化物阻燃剂的相容性,提高加工性能。
[0020] 3、本申请采用高分子量线性聚二甲基硅氧烷,在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用,从而改善熔体流动性,进一步提高产品的加工性能,提高电缆料制品表面光亮度附图说明
[0021] 图1是本申请实施例3的多孔基料的SEM图。
[0022] 图2是本申请实施例3的多孔基料的TEM图。
[0023] 图3是本申请实施例3的多孔基料的EDX分析图。
[0024] 图4是本申请实施例3的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料成缆燃烧性能检测示意图。

具体实施方式

[0025] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0026] 本申请提供一种高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:1)取卡拉胶、硅酸钾、二价金属盐、水混合均匀制得凝胶溶液;
2)用DMF溶解卤代环糊精,然后加入乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3‑5h,脱除DMF后得到改性环糊精;
3)向凝胶溶液中加入尿素、氧化铝和氧化铁,接着加入表面活性剂,通入氮气后均质,然后冷冻干燥、粉碎、煅烧、研磨得到多孔基料;
4)将氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
5)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物52‑61份、三元乙丙橡胶5‑10份、茂金属聚乙烯24‑30份、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物13‑16份、氢氧化物阻燃剂200‑230份、阻燃协效成碳助剂
12‑18份、抗氧剂2‑2.6份、加工助剂1.5‑2.5份、炭黑2‑3份置于密炼机内预混、密炼,然后挤出、切粒即得。
[0027] 优选的,所述步骤1)中,还包括如下技术特征中的至少一项:11)所述卡拉胶、硅酸钾、二价金属盐、水的质量比为(0.1‑0.2):(0.15‑0.3):
(0.05‑0.08):1;
12)所述二价金属盐为硫酸锌、硫酸钴、硝酸镍、硝酸锰、硝酸铜、硫酸亚铁中的至少一种。
[0028] 在一些具体实施方式中,所述卡拉胶、硅酸钾、二价金属盐、水的质量比可以为0.1:0.15:0.05:1、0.2:0.3:0.08:1、0.1:0.3:0.08:1、0.1:0.3:0.05:1、0.1:0.15:0.08:1、
0.2:0.15:0.05:1、0.2:0.3:0.05:1、0.2:0.15:0.08:1、0.15:0.2:0.07:1、0.15:0.25:
0.05:1、0.15:0.2:0.08:1、0.2:0.15:0.075:1。
[0029] 在一些具体实施方式中,二价金属盐可以为硫酸锌、硫酸钴、硝酸镍、硝酸锰、硝酸铜、硫酸亚铁。更为优选地,二价金属盐由硫酸亚铁、硫酸钴按照质量比2:1组成。
[0030] 优选的,所述步骤3)中,还包括如下技术特征中的至少一项:31)所述凝胶溶液、尿素、氧化铝、氧化铁的质量比为1:(0.03‑0.05):(0.3‑0.5):
(0.05‑0.1);
32)所述表面活性剂为烷基季铵盐;
33)均质后氮气的含量为5‑10%。
[0031] 在一些具体实施方式中,所述凝胶溶液、尿素、氧化铝、氧化铁的质量比可以为1:0.03:0.3:0.05、1:0.05:0.5:0.1、1:0.05:0.3:0.05、1:0.05:0.5:0.05、1:0.03:0.5:0.05、
1:0.03:0.5:0.1、1:0.03:0.5:0.05、1:0.05:0.3:0.1、1:0.035:0.5:0.075。
[0032] 在一些具体实施例中,均质后氮气的含量可以为5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%。
[0033] 优选的,所述烷基季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中至少一种。
[0034] 优选的,所述步骤4)中,氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精的质量比为1:(0.6‑0.8):(0.2‑0.35):(0.06‑0.075)。
[0035] 在一些具体实施例中,所述步骤4)中,氢氧化镁、氢氧化铝、多孔基料、改性环糊精的质量比可以为1:0.6:0.2:0.06、1:0.8:0.35:0.075、1:0.7:0.3:0.07、1:0.6:0.2:0.075、1:0.6:0.35:0.075、1:0.8:0.2:0.06、1:0.8:0.35:0.06、1:0.6:0.35:0.06、1:0.7:0.2:
0.075、1:0.6:0.3:0.06、1:0.7:0.2:0.07。
[0036] 优选的,所述步骤3)中,多孔基料的平均粒径为50‑200μm。
[0037] 优选的,所述步骤5)中,乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由12‑16份VA含量为28%的EVA与40‑45份VA含量为33%的EVA组成。
[0038] 优选的,所述步骤5)中,密炼温度为170‑175℃。
[0039] 优选的,所述步骤5)中,挤出包括双螺杆挤出和单螺杆挤出,双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0040] 优选的,抗氧剂由抗氧剂A、抗氧剂B和抗氧剂C组成。抗氧剂A为主抗氧剂四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,抗氧剂B为硫代二丙酸双十二醇酯,抗氧剂C为
2,2'‑ 硫代双[3‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸酯]。
[0041] 优选的,阻燃协效成碳助剂为纳米蒙脱土类或海泡石。
[0042] 优选的,加工助剂为硅烷偶联剂
[0043] 本申请实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售。实施例1
[0044] 本实施例的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:1)准确称取100g卡拉胶、300g硅酸钾、50g二价金属盐、1kg水加入容量为2L的烧杯内,以500rpm的搅拌速度混合均匀,脱泡后制得凝胶溶液;
2)用500mLDMF溶解80g卤代环糊精,然后加入25g乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3h,脱除DMF后得到改性环糊精;
3)向搅拌釜内加入1kg凝胶溶液,然后继续加入30g尿素、300g氧化铝和100g氧化铁,接着加入20g表面活性剂,通入氮气后均质,均质后氮气的含量为5%;然后冷冻干燥、粉碎,然后置于煅烧炉内以750℃的温度煅烧3h,研磨得到多孔基料;
4)称取1kg氢氧化镁、800g氢氧化铝、200g多孔基料、60g改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
5)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物54kg、三元乙丙橡胶6kg、茂金属聚乙烯25kg、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物14kg、氢氧化物阻燃剂210kg、阻燃协效成碳助剂8kg、抗氧剂2.2kg、加工助剂2.5kg、炭黑2kg置于密炼机内预混,然后在170‑175℃温度下密炼14min,确保密炼后的料团松软熟透,表面无粉点;然后将密炼好的料团通过提料斗加入双锥喂料仓捏,再依次通过双螺杆挤出、单螺杆挤出、模头切粒、冷输送得到高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料;双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区
115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区
120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0045] 其中,二价金属盐为硫酸钴。卤代环糊精为溴代环糊精。表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵。多孔基料的平均粒径为200μm。氢氧化铝的平均粒径(D50)为1.7‑2.3μm,比重3 3
2.3‑2.4g/cm,氢氧化镁的平均粒径(D50)为1.5‑2.5μm,比重2.3‑2.4/cm 。加工助剂为聚二甲基硅氧烷。抗氧剂由0.8kg抗氧剂A、0.6kg抗氧剂B、0.8kg抗氧剂C组成。阻燃协效成碳助剂为纳米蒙脱土。乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由14kgVA含量为28%的EVA与40kgVA含量为33%的EVA组成。三元乙丙橡胶来自Exxon Mobil公司,GB/T3682‑2000法测定的熔融指数0.1‑
0.4g/10min,以GB1040法测定的拉伸强度为12‑16MPa,断裂伸长率550‑700%。马来酸酐接枝聚烯烃弹性体共聚物,接枝率为0.5‑1.0%,以GB/T3682‑2000法测定的熔融指数为0.5‑
1.5g/10min;拉伸强度为20‑24MPa,断裂伸长率700‑950%。
实施例2
[0046] 本实施例的本实施例的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:1)准确称取200g卡拉胶、150g硅酸钾、80g二价金属盐、1kg水加入容量为2L的烧杯内,以500rpm的搅拌速度混合均匀,脱泡后制得凝胶溶液;
2)用500mLDMF溶解80g卤代环糊精,然后加入25g乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3h,脱除DMF后得到改性环糊精;
3)向搅拌釜内加入1kg凝胶溶液,然后继续加入50g尿素、500g氧化铝和50g氧化铁,接着加入20g表面活性剂,通入氮气后均质,均质后氮气的含量为10%;然后冷冻干燥、粉碎,然后置于煅烧炉内以750℃的温度煅烧3h,研磨得到多孔基料;
4)称取1kg氢氧化镁、600g氢氧化铝、350g多孔基料、75g改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
5)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物54kg、三元乙丙橡胶6kg、茂金属聚乙烯25kg、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物14kg、氢氧化物阻燃剂210kg、阻燃协效成碳助剂8kg、抗氧剂2.2kg、加工助剂2.5kg、炭黑2kg置于密炼机内预混,然后在170‑175℃温度下密炼14min,确保密炼后的料团松软熟透,表面无粉点;然后将密炼好的料团通过提料斗加入双锥喂料仓捏,再依次通过双螺杆挤出、单螺杆挤出、模头切粒、风冷输送得到高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料;双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区
115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区
120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0047] 其中,二价金属盐为硫酸镍。卤代环糊精为氯代环糊精。表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。多孔基料的平均粒径为50μm。氢氧化铝的平均粒径(D50)为1.7‑2.3μm,比重3 3
2.3‑2.4g/cm,氢氧化镁的平均粒径(D50)为1.5‑2.5μm,比重2.3‑2.4/cm 。加工助剂为聚二甲基硅氧烷。抗氧剂由0.8kg抗氧剂A、0.6kg抗氧剂B、0.8kg抗氧剂C组成。阻燃协效成碳助剂为纳米蒙脱土。乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由14kgVA含量为28%的EVA与40kgVA含量为33%的EVA组成。三元乙丙橡胶来自Exxon Mobil公司,GB/T3682‑2000法测定的熔融指数0.1‑
0.4g/10min,以GB1040法测定的拉伸强度为12‑16MPa,断裂伸长率550‑700%。马来酸酐接枝聚烯烃弹性体共聚物,接枝率为0.5‑1.0%,以GB/T3682‑2000法测定的熔融指数为0.5‑
1.5g/10min;拉伸强度为20‑24MPa,断裂伸长率700‑950%。
实施例3
[0048] 本实施例的本实施例的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:1)准确称取150g卡拉胶、200g硅酸钾、60g二价金属盐、1kg水加入容量为2L的烧杯内,以500rpm的搅拌速度混合均匀,脱泡后制得凝胶溶液;
2)用500mLDMF溶解80g卤代环糊精,然后加入25g乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3h,脱除DMF后得到改性环糊精;
3)向搅拌釜内加入1kg凝胶溶液,然后继续加入40g尿素、350g氧化铝和60g氧化铁,接着加入20g表面活性剂,通入氮气后均质,均质后氮气的含量为8.5%;然后冷冻干燥、粉碎,然后置于煅烧炉内以750℃的温度煅烧3h,研磨得到多孔基料;
4)称取1kg氢氧化镁、800g氢氧化铝、300g多孔基料、70g改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
5)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物54kg、三元乙丙橡胶6kg、茂金属聚乙烯25kg、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物14kg、氢氧化物阻燃剂210kg、阻燃协效成碳助剂8kg、抗氧剂2.2kg、加工助剂2.5kg、炭黑2kg置于密炼机内预混,然后在170‑175℃温度下密炼14min,确保密炼后的料团松软熟透,表面无粉点;然后将密炼好的料团通过提料斗加入双锥喂料仓捏,再依次通过双螺杆挤出、单螺杆挤出、模头切粒、风冷输送得到高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料;双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区
115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区
120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0049] 其中,二价金属盐由硫酸亚铁、硫酸钴按照质量比2:1组成。卤代环糊精为氯代环糊精。表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。多孔基料的平均粒径为100μm。氢氧化铝的平3
均粒径(D50)为1.7‑2.3μm,比重2.3‑2.4g/cm,氢氧化镁的平均粒径(D50)为1.5‑2.5μm,比
3
重2.3‑2.4/cm 。加工助剂为聚二甲基硅氧烷。抗氧剂由0.8kg抗氧剂A、0.6kg抗氧剂B、
0.8kg抗氧剂C组成。阻燃协效成碳助剂为纳米蒙脱土。乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由14kgVA含量为28%的EVA与40kgVA含量为33%的EVA组成。三元乙丙橡胶来自Exxon Mobil公司,GB/T3682‑2000法测定的熔融指数0.1‑0.4g/10min,以GB1040法测定的拉伸强度为12‑16MPa,断裂伸长率550‑700%。马来酸酐接枝聚烯烃弹性体共聚物,接枝率为0.5‑1.0%,以GB/T3682‑2000法测定的熔融指数为0.5‑1.5g/10min;拉伸强度为20‑24MPa,断裂伸长率700‑
950%。
[0050] 对比例1本对比例的的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物54kg、三元乙丙橡胶6kg、茂金属聚乙烯25kg、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物14kg、氢氧化物阻燃剂210kg、阻燃协效成碳助剂8kg、抗氧剂2.2kg、加工助剂2.5kg、炭黑
2kg置于密炼机内预混,然后在170‑175℃温度下密炼14min,确保密炼后的料团松软熟透,表面无粉点;然后将密炼好的料团通过提料斗加入双锥喂料仓捏,再依次通过双螺杆挤出、单螺杆挤出、模头切粒、风冷输送得到高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料;双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区120±5℃、三区130±
5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0051] 其中,氢氧化物阻燃剂由60kg氢氧化铝和150kg氢氧化镁组成。氢氧化铝的平均粒3
径(D50)为1.7‑2.3μm,比重2.3‑2.4g/cm ,氢氧化镁的平均粒径(D50)为1.5‑2.5μm,比重
3
2.3‑2.4/cm。加工助剂为聚二甲基硅氧烷。抗氧剂由0.8kg抗氧剂A、0.6kg抗氧剂B、0.8kg抗氧剂C组成。阻燃协效成碳助剂为纳米蒙脱土。乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由14kgVA含量为
28%的EVA与40kgVA含量为33%的EVA组成。三元乙丙橡胶来自Exxon Mobil公司,GB/T3682‑
2000法测定的熔融指数0.1‑0.4g/10min,以GB1040法测定的拉伸强度为12‑16MPa,断裂伸长率550‑700%。马来酸酐接枝聚烯烃弹性体共聚物,接枝率为0.5‑1.0%,以GB/T3682‑2000法测定的熔融指数为0.5‑1.5g/10min;拉伸强度为20‑24MPa,断裂伸长率700‑950%。
[0052] 对比例2本对比例的的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法,包括如下步骤:
1)用500mLDMF溶解80g卤代环糊精,然后加入25g乙烯基咪唑,在惰性气体下微波反应3h,脱除DMF后得到改性环糊精;
2)称取100kg氢氧化镁、100kg氢氧化铝、6kg改性环糊精共研磨后制得氢氧化物阻燃剂;
3)取乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物54kg、三元乙丙橡胶6kg、茂金属聚乙烯25kg、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物14kg、氢氧化物阻燃剂210kg、阻燃协效成碳助剂8kg、抗氧剂2.2kg、加工助剂2.5kg、炭黑2kg置于密炼机内预混,然后在170‑175℃温度下密炼14min,确保密炼后的料团松软熟透,表面无粉点;然后将密炼好的料团通过提料斗加入双锥喂料仓捏,再依次通过双螺杆挤出、单螺杆挤出、模头切粒、风冷输送得到高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料;双螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区130±5℃、三区130±5℃、四区125±5℃、五区
115±5℃、六区110±5℃、七区110±5℃;单螺杆挤出的加工温度为:一区110±5℃、二区
120±5℃、三区130±5℃、四区140±5℃、五区140±5℃。
[0053] 其中,卤代环糊精为溴代环糊精。氢氧化铝的平均粒径(D50)为1.7‑2.3μm,比重3 3
2.3‑2.4g/cm,氢氧化镁的平均粒径(D50)为1.5‑2.5μm,比重2.3‑2.4/cm 。加工助剂为聚二甲基硅氧烷。抗氧剂由0.8kg抗氧剂A、0.6kg抗氧剂B、0.8kg抗氧剂C组成。阻燃协效成碳助剂为纳米蒙脱土。乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物由14kgVA含量为28%的EVA与40kgVA含量为33%的EVA组成。三元乙丙橡胶来自Exxon Mobil公司,GB/T3682‑2000法测定的熔融指数0.1‑
0.4g/10min,以GB1040法测定的拉伸强度为12‑16MPa,断裂伸长率550‑700%。马来酸酐接枝聚烯烃弹性体共聚物,接枝率为0.5‑1.0%,以GB/T3682‑2000法测定的熔融指数为0.5‑
1.5g/10min;拉伸强度为20‑24MPa,断裂伸长率700‑950%。
[0054] 性能检测试验取实施例1‑3以及对比例1‑2的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料进行相关性能检测,技术指标和典型值(实施例3)如表1所示,成缆技术制备和典型值(实施例3)如表2所示,实施例1‑3以及对比例1‑2的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料性能测试结果如表3所示,实施例
1‑3以及对比例1‑2的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料成缆性能测试结果如表4所示。
[0055] 表1 高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料技术指标和典型值数据表
[0056] 表2 高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料成缆技术指标和典型值数据表
[0057] 表3 实施例1‑3以及对比例1‑2的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料性能测试结果[0058] 表4 实施例1‑3以及对比例1‑2的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料成缆性能测试结果
[0059] 取实施例3的多孔基料进行扫描电镜测试,测试结果如图1所示;取实施例3的多孔基料进行扫描电镜测试透射电镜测试,测试结果如图2所示。采用能量色散X射线谱仪对实施例3的多孔基料进行EDX分析,分析结果如图3所示,可以看出,多孔基料中锌原子和钴原子形成了有效金属位点。
[0060] 取实施例3的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料进行成缆燃烧性能检测,检测结果如图3所示。
[0061] 分析实施例1‑3、对比例1‑2并结合表1‑4、图1‑3可以看出,本申请的高阻燃低烟无卤聚烯烃电缆料具有非常好的加工性能和阻燃性能。
[0062] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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