CN102492211A - 一种密度极低阻燃无卤电缆料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种密度极低阻燃无卤电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：基础树脂100份；阻燃剂A：15～20份；阻燃剂B：21～52份；抗氧剂0.5～3份；润滑剂0.2～3份；所述基础树脂包括如下组分：乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，且两者重量比依次为(20～35)∶(65～80)；所述的阻燃剂A为氢氧化镁；所述的阻燃剂B为多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇、三聚氰胺(M)的组合，且所述多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PT)、三聚氰胺(M)的重量比为(10～25)∶(1～5)∶(10～20)。本发明提供了一种电缆材料密度极低，阻燃性能好，机械性能优越的低烟无卤阻燃电缆料及制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤电缆料及其制备方法，更具体地涉及一种密度极低阻燃无卤电缆料及制备方法。
背景技术
低烟无卤阻燃电缆基本由金属材料部分和非金属材料部分组成，在金属材料部分固定的情况下，单位长度电缆的重量由非金属部分决定。低烟无卤阻燃电缆绝缘材料和护套材料的密度直接决定了电缆的重量。单位长度重量低的低烟无卤阻燃电缆，在敷设、运输、安装过程中将会带来极大的方便。
电缆用阻燃护套或绝缘材料，一般选择聚合物作为基体树脂。材料为了达到高的阻燃、低烟性、无毒性。在材料的制造过程中，常常加入大量的氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂。高填充的无机阻燃剂，虽然带来了较好的阻燃效果，但是导致了电缆材料的密度大幅度增加，阻燃护套材料或绝缘材料的机械性能下降。
综上所述，本领域缺乏一种能满足上述综合性能要求的密度极低阻燃无卤电缆料及制备方法。
为此，本领域迫切需要一种克服现有技术的不足，电缆材料密度极低，阻燃性能好，机械性能优越的低烟无卤阻燃电缆料及制备方法。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料密度极低，阻燃性能好，机械性能优越的电缆料。
本发明的第二目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料密度极低，阻燃性能好，机械性能优越的电缆。
本发明的第三目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料密度极低，阻燃性能好，机械性能优越的电缆料的制备方法。
在本发明的第一方面，提供了一种密度极低阻燃无卤电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
基础树脂 100份；
阻燃剂A 15～20份；
阻燃剂B 21～52份；
抗氧剂 0.5～3份；
润滑剂 0.2～3份；
所述基础树脂包括如下组分：乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，且两者重量比依次为(20～35)∶(65～80)；
所述的阻燃剂A为氢氧化镁；
所述的阻燃剂B为多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇、三聚氰胺(M)的组合，且所述多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PT)、三聚氰胺(M)的重量比为(10～25)∶(1～5)∶(10～20)。
在本发明的一个具体实施方式中，所述乙烯-辛烯(POE)共聚物的熔融指数为：1～6g/10min，以GB/T3682-2000法测定。
在本发明的一个具体实施方式中，所述乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的熔融指数为：0.5～5g/10min，其中醋酸乙烯酯的质量百分含量为：10～30％，以乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的总重量计。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的氢氧化镁的中值粒径为1.25-1.65μm，比表面积为4-6m2/g。
在本发明的一个具体实施方式中，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β，β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯(PS802)的组合。
在本发明的一个具体实施方式中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、β，β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯的组合，其重量比为(0.2～1)∶(0.2～1)。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡或其组合。
本发明的第二方面提供一种本发明所述的密度极低阻燃无卤电缆料制得的电缆。
本发明的第三方面提供一种本发明所述的密度极低阻燃无卤电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
将阻燃剂A、阻燃剂B、润滑剂、抗氧剂按照所述的比例混合至温度到90℃±5℃，出料放置，与其他组分按配比挤出造粒，得到所述的密度极低阻燃无卤电缆料。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的制备方法中采用双螺杆造粒机进行挤出造粒，且在挤出造粒过程中的四个温度段为：加料段115～125℃，输送段125～135℃，熔融段135～145℃，机头140～150℃。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进配方，获得了一种电缆材料密度极低，阻燃性能好，机械性能优越的低烟无卤阻燃电缆料及制备方法。在此基础上完成了本发明。
本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
在本文中，“密度极低”是指：电缆料相对于水的密度在1.0-1.15。而在现有技术中，通常的阻燃电缆料的密度为1.4-1.5，且阻燃电缆料的断裂伸长率小于300％。
以下对本发明的各个方面进行详述：
如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
密度极低阻燃无卤电缆料
在本发明的第一方面，提供了一种密度极低阻燃无卤电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
基础树脂 100份；
阻燃剂A 15～20份；
阻燃剂B 21～52份；
抗氧剂 0.5～3份；
润滑剂 0.2～3份；
所述基础树脂包括如下组分：乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，且两者重量比依次为(20～35)∶(65～80)；
所述的阻燃剂A为氢氧化镁；
所述的阻燃剂B为多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇、三聚氰胺(M)的组合，且所述多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PT)、三聚氰胺(M)的重量比为(10～25)∶(1～5)∶(10～20)。
乙烯-辛烯(POE)共聚物
在本发明的一个具体实施方式中，所述乙烯-辛烯(POE)共聚物的熔融指数为：1～6g/10min，以GB/T3682-2000法测定。优选地为：2-4g/10min。
所述乙烯与辛烯的比例可根据熔融指数确定，这对于本领域技术人员是已知的。
乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物
在本发明的一个具体实施方式中，所述乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的熔融指数为：0.5～5g/10min，其中醋酸乙烯酯的质量百分含量为：10～30％，以乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的总重量计。优选地，醋酸乙烯酯的质量百分含量为：18～28％，以乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的总重量计。
氢氧化镁
在本发明的一个具体实施方式中，所述的氢氧化镁的中值粒径为1.25-1.65μm，比表面积为4-6m2/g。
抗氧剂
本发明的抗氧剂没有具体限制，可以采用各种可用的抗氧剂，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。例如受阻酚类抗氧剂，芳胺类抗氧剂。
在本发明的一个具体实施方式中，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β，β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯(PS802)的组合。
在本发明的一个具体实施方式中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、β，β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯的组合，其重量比为(0.2～1)∶(0.2～1)。上述抗氧剂的组合
润滑剂
本发明的润滑剂没有具体限制，可以采用各种可用的润滑剂，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。例如硬脂酸盐、聚乙烯蜡、硅树脂。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡或其组合。
电缆
本发明的第二方面提供一种本发明所述的密度极低阻燃无卤电缆料制得的电缆。
所述电缆的制备方法可采用本领域的常规技术。
制备方法
本发明的第三方面提供一种本发明所述的密度极低阻燃无卤电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
将阻燃剂A、阻燃剂B、润滑剂、抗氧剂按照所述的比例混合至温度到90℃±5℃，出料放置，与其他组分按配比挤出造粒，得到所述的密度极低阻燃无卤电缆料。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的制备方法中采用双螺杆造粒机进行挤出造粒，且在挤出造粒过程中的四个温度段为：加料段115～125℃，输送段125～135℃，熔融段135～145℃，机头140～150℃。
优点
本发明所述的一种密度极低阻燃无卤电缆料及制备方法具有如下优点：
1.本发明采用乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为基体树脂，含磷、氮化合物为主要阻燃剂，氢氧化镁为协效阻燃剂，制备的电缆料具有密度极低的特点(相对密度为1.023～1.150)。
2.本发明的电缆料具有高的阻燃性、低烟特性。电缆料垂直燃烧能通过FV-0级。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1.
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述发明的制备方法，其包括以下工艺步骤：
将多聚磷酸胺、季戊四醇、三聚氰胺、Irganox 1010、硬脂酸锌按照比例混合至温度到90℃±5℃，出料放置，与其他组分按配比挤出造粒。在挤出造粒过程中的四个温度段为：加料段115～125℃，输送段125～135℃，熔融段135～145℃，机头140～150℃。
对实施例1中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示。
实施例2
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述电缆料的制备方法与实施例1相同
对实施例2中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示。
实施例3.
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例3中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示
实施例4.
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例4中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示
实施例5.
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例5中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示
实施例6
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述电缆料的制备方法与实施例1相同
对实施例6中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示。
性能实施例
表1实施例产品性能测试结果
结论
在现有技术中，通常的阻燃电缆料的密度为1.4-1.5，且阻燃电缆料的断裂伸长率小于300％。而本发明克服现有技术的不足，密度极低，阻燃性能好，机械性能优越。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种密度极低阻燃无卤电缆料，其特征在于，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
基础树脂 100份；
阻燃剂A 15～20份；
阻燃剂B 21～52份；
抗氧剂 0.5～3份；
润滑剂 0.2～3份；
所述基础树脂包括如下组分：乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，且两者重量比依次为(20～35)∶(65～80)；
所述的阻燃剂A为氢氧化镁；
所述的阻燃剂B为多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇、三聚氰胺(M)的组合，且所述多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PT)、三聚氰胺(M)的重量比为(10～25)∶(1～5)∶(10～20)。
2.如权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述乙烯-辛烯(POE)共聚物的熔融指数为：1～6g/10min，以GB/T3682-2000法测定。
3.如权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的熔融指数为：0.5～5g/10min，其中醋酸乙烯酯的质量百分含量为：10～30％，以乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的总重量计。
4.如权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述的氢氧化镁的中值粒径为1.25-1.65μm，比表面积为4-6m2/g。
5.如权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β，β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯(PS802)的组合。
6.如权利要求5所述的电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、β，β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯的组合，其重量比为(0.2～1)∶(0.2～1)。
7.如权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡或其组合。
8.一种如权利要求1所述的1～7中任一权利要求所述的密度极低阻燃无卤电缆料制得的电缆。
9.一种如权利要求1～7中任一权利要求所述的密度极低阻燃无卤电缆料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：
将阻燃剂A、阻燃剂B、润滑剂、抗氧剂按照权利要求1所述的比例混合至温度到90℃±5℃，出料放置，与其他组分按配比挤出造粒，得到所述的密度极低阻燃无卤电缆料。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的制备方法中采用双螺杆造粒机进行挤出造粒，且在挤出造粒过程中的四个温度段为：加料段115～125℃，输送段125～135℃，熔融段135～145℃，机头140～150℃。
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