105℃熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料及其制備方法
【專利摘要】105℃熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，包含以下原料：乙烯醋酸乙烯共聚物，線性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，乙烯-辛稀共聚彈性體，馬來酸酐接枝料，硅酮母粒，氫氧化鋁，氫氧化鎂，硼酸鋅，氮?磷?膨?脹?型?阻?燃?劑，硅烷偶聯(lián)劑，潤滑劑，復合抗氧劑，光穩(wěn)定劑，環(huán)保型防鼠蟻劑，經(jīng)高速混合機混合均勻后，通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出造粒制成。本發(fā)明配方、配比科學合理，工藝先進，制得的105℃熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料用于電纜的制造，其電纜既具有很好的機械性能、阻燃性能、電性能、低溫性能，又具有優(yōu)異的防鼠蟻性、耐熱氧老化和良好的高溫抗開裂性能。
【專利說明】105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型電纜護套料及其制備方法，屬于電線電纜用材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]我國大部分地區(qū)都存在老鼠、白蟻活動猖獗、破壞電纜的現(xiàn)象，作為供電系統(tǒng)“動脈”和“神經(jīng)”的電纜，如果被老鼠、螞蟻啃咬，不僅會造成嚴重的電力故障和信息混亂，甚至會造成大規(guī)模短路引發(fā)火災等。
[0003]此外無鹵阻燃型電纜存在的最大問題就是護套開裂，往往還在電纜盤上就會發(fā)生，且通常是線盤的最外層向陽面的大規(guī)格電纜，夏季發(fā)生的概率比冬季發(fā)生概率高。為解決電纜防鼠蟻抗開裂的問題，在這以前許多人做了大量的研究試驗，但至今未能很好地解決問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的為防鼠蟻的破壞同時解決無鹵阻燃型護套易開裂等問題，提供一種105°C熱塑性無鹵低 煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料及其制備方法。
[0005]經(jīng)研究認為電纜護套開裂與電纜彎曲受力以及受熱有關。抗開裂性能的解決思路應從這兩個角度著手。采用添加環(huán)保型防鼠蟻劑。該類環(huán)保防鼠蟻劑屬第三代產(chǎn)品，環(huán)保、低毒、無明顯辛辣味、半衰期長?？梢詫﹄娎|進行有效的防護。同時在基料樹脂中添加了乙烯-辛稀共聚熱塑性彈性體和高密度聚乙烯。乙烯-辛稀共聚彈性體其分子結構中沒有不飽和雙鍵，具有優(yōu)異的耐老化性能；其次其分子量分布窄，具有很好的流動性，使體系受到?jīng)_擊受力時能起到分散緩沖的作用，減少因受力產(chǎn)生裂紋的幾率。高密度聚乙烯其結晶度和熔點都相對比較高，同時具有較好的剛性和韌性，無需交聯(lián)就可以達到較高的耐溫等級(105°C)，同時提高體系硬度，起到一定的物理防鼠功能。
[0006]等級(105°C)，同時提高體系硬度，起到一定的物理防鼠功能。相對于熱固性護套，采用熱塑性護套具有降低原料成本、簡化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率，材料可以循環(huán)再利用等突出優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明的目的實現(xiàn)的技術方案一，105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，由包括以下重量份制備而成:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份；
線性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份；
高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份；
乙烯-辛稀共聚彈性體10-30份；
馬來酸酐接枝料10-30份；
硅酮母粒1-5份；氫氧化招40-100份；
氫氧化鎂20-60份；
硼酸鋅5-30份；
氮磷膨脹型阻燃劑5-30份；
硅烷偶聯(lián)劑1-3份；
潤滑劑2-5份；
復合抗氧劑1.5-4份；
光穩(wěn)定劑1.5-4份；
環(huán)保型防鼠蟻劑2-5份。
[0008]所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。
[0009]所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硅油、硬脂酸鋅中的一種或二種、三種組合。
[0010]所述環(huán)保型防鼠蟻劑包括環(huán)保型防鼠劑、環(huán)保型防蟻劑。
[0011]本發(fā)明的目的實現(xiàn)的技術方案二，105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
O按照重量份配備原料:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份，
線性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份，
高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份，
乙烯-辛稀共聚彈性體10-30份，
馬來酸酐接枝料10-30份，
硅酮母粒1-5份，
氫氧化招40-100份，
氫氧化鎂20-60份，
硼酸鋅5-30份，
氮磷膨脹型阻燃劑5-30份，
硅烷偶聯(lián)劑1_3份，
潤滑劑2-5份，
復合抗氧劑1.5-4份，
光穩(wěn)定劑1.5-4 份，
環(huán)保型防鼠蟻劑2-5份；
2)將步驟I)配備的原料加入高速混合機中混合，混合溫度為80-100°C，混合時間為10-15分鐘，充分混合均勻成混合料；
3)將步驟2)的混合料通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為150°C _195°C，螺桿轉速為100-150轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為135°C _155°C，螺桿轉速為30-80轉/分鐘；
4)將步驟3)熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。
[0012]步驟I)所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。
[0013]步驟I)所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硅油、硬脂酸鋅中的一種或二種、三種組合。[0014]步驟I)所述環(huán)保型防鼠蟻劑包括環(huán)保型防鼠劑、環(huán)保型防蟻劑。
[0015]本發(fā)明配方、配比科學合理，工藝先進，制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，是兼具優(yōu)良的機械性能、電氣性能，同時加工性能優(yōu)異，耐溫等級高的綠色環(huán)保型無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻耐開裂熱塑性護套材料。采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA，VA含量大于28%)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-辛稀彈性體和馬來酸酐接枝料合理的復配，使得無鹵阻燃材料各項性能之間更完美的平衡，在保持其原有機械性能、阻燃性能、電性能、低溫性能的情況下，具有較好的防鼠蟻性、優(yōu)異的耐熱氧老化和良好的高溫抗開裂性能。阻燃體系中采用高效、高含量硅烷偶聯(lián)劑表面處理改性的超細氫氧化鋁、氫氧化鎂顆粒作為無機阻燃劑，表面進行改性包覆處理后獲得有機、無機的核殼結構，氮磷系膨脹型阻燃劑納米包覆技術與鎂鋁系阻燃劑聯(lián)用。進一步提高了阻燃體系的分散性能以及與聚合物基體的相容性，大大降低無機阻燃劑的用量，同時提高復合阻燃體系的成殼、耐熔滴、阻燃效果，在提高機械性能的同時保證電纜的阻燃性能?？寡鮿┘肮夥€(wěn)定劑的采用，能使材料的耐濕熱老化性能和耐紫外線性能得到很大程度的提聞。
[0016]采用本發(fā)明制備的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料用于電纜的制造，其電纜既具有很好的機械性能、阻燃性能、電性能、低溫性能，又具有優(yōu)異的防鼠蟻性、耐熱氧老化和良好的高溫抗開裂性能，可以配套應用于能源、電力、交通、通信、建筑等基礎設施建設。
[0017]下面進一 步對配方說明，增加對本發(fā)明的理解。
[0018]1、由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-辛稀共聚彈性體組成主基料樹脂。其中EVA選取VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。EVA可以提高柔韌性，阻燃性及其與填料的相容性，降低阻燃填料的用量；乙烯-辛稀共聚熱塑性彈性體其分子結構中沒有不飽和雙鍵，具有優(yōu)異的耐老化性能，其次其分子量分布窄，具有很好的流動性，使體系受到?jīng)_擊受力時能起到分散緩沖的作用，減少因受力產(chǎn)生裂紋的幾率；高密度聚乙烯其結晶度及熔點高，無需交聯(lián)就可以達到較高的耐溫等級(1050C )，同時具有較高的剛性和韌性，具備一定的物理防鼠功能。
[0019]2、由馬來酸酐接枝料和硅酮母粒組成界面相容劑。極性聚合物基料和無機填料的相容性很差，添加預先制備的相容劑，選取馬來酸酐接枝物，能夠提高共混材料中分散相與連續(xù)相之間的界面粘結力，提聞材料的抗開裂性能；聞含量聞分子量的娃麗可以提聞材料的擠出速度以及線纜表面爽滑度和耐刮擦性能。
[0020]3、由氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅和氮磷膨脹型納米復配阻燃劑組成阻燃體系。無機阻燃劑具有較強的極性與親水性，同非極性聚合物材料相容性差，界面難以形成良好的結合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和界面親和性，采用硅烷偶聯(lián)劑對其進行表面處理，經(jīng)過表面改性處理后的無機阻燃劑，表面活性得到了提高，增加了與樹脂之間的親和力，改善了材料的物理力學性能，增加了樹脂的加工流動性，提高了阻燃材料的各種電氣性能，而且可以將阻燃效果顯著提高。
[0021]4、由硅油、聚乙烯蠟和硬脂酸鋅組成潤滑體系。該體系有助于改善聚烯烴材料的流動性，提高阻燃填料與各種試劑間的分散性，充當內潤滑劑使用。
[0022]5、由復合抗氧劑構成的防老體系。選用受阻酚類、硫代酯類、亞磷酸酯類三種中的兩種作為復合抗氧劑。
[0023] 6、由二苯甲酮類、苯并三唑類紫外線吸收劑中的一種或兩種組成光穩(wěn)定劑。
【具體實施方式】
[0024]實施例1:
105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，原料包括以下重量份組
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 30份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 線性低密度聚乙烯(LLDPE) 15份，
高密度聚乙烯(HDPE) 10份，
乙烯-辛稀共聚彈性體25份，
馬來酸酐接枝料20份，
硅酮母粒3份，
氫氧化鋁100份，
氫氧化鎂20份，
硼酸鋅5份，
氮磷膨脹型阻燃劑5份，
硅油1份，
硬脂酸鋅1份，
聚乙烯蠟1.5份，
復合抗氧劑2份，
光穩(wěn)定劑2.5份，
環(huán)保型防鼠劑1.5份，
環(huán)保型防蟻劑1.5份，
硅烷偶聯(lián)劑1份。
[0025]其制備步驟如下:
將配備的所有原料加入高速混合機中混合，混合溫度為80°C，混合時間為10分鐘，充分混合均勻成混合料；再通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為150°C，螺桿轉速為100轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為135°C，螺桿轉速為30轉/分鐘；將熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。該105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，耐熱氧老化性能、抗開裂性能優(yōu)異。
[0026]實施例2:
105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，原料包括以下重量份組
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 60份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 線性低密度聚乙烯(LLDPE) 50份，
高密度聚乙烯(HDPE) 30份，
乙烯_辛稀共聚彈性體30份，馬來酸酐接枝料30份，
硅酮母粒5份，
氫氧化鋁40份，
氫氧化鎂60份，
硼酸鋅30份，
氮磷膨脹型阻燃劑30份，
硅油1份，
硬脂酸鋅1.5份，
聚乙烯蠟1.5份，
復合抗氧劑4份，
光穩(wěn)定劑4份,
環(huán)保型防鼠劑2.5份，
環(huán)保型防蟻劑2.5份，
硅烷偶聯(lián)劑3份。
[0027]其制備步驟如下:
將配備的所有原料加入高速混合機中混合，混合溫度為100°c，混合時間為15分鐘，充分混合均勻成混合料；再通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為195°C，螺桿轉速為150轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為155°C，螺桿轉速為80轉/分鐘；將熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。該105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，耐熱氧老化性能、抗開裂性能優(yōu)異。
[0028]實施例3:
105°C熱塑性無鹵低 煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，原料包括以下重量份組
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 線性低密度聚乙烯(LLDPE) 20份，
高密度聚乙烯(HDPE) 20份，
乙烯-辛稀共聚彈性體15份，
馬來酸酐接枝料20份，
硅酮母粒3份，
氫氧化鋁90份，
氫氧化鎂25份，
硼酸鋅5份，
氮磷膨脹型阻燃劑10份，
硅油1份，
硬脂酸鋅1份，
聚乙烯蠟1.5份，
復合抗氧劑2份，
光穩(wěn)定劑1.5份，環(huán)保型防鼠劑2.5份，
環(huán)保型防蟻劑2份，
硅烷偶聯(lián)劑1份。
[0029]將配備的所有原料加入高速混合機中混合，混合溫度為90°C，混合時間為12分鐘，充分混合均勻成混合料；再通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為170°C，螺桿轉速為125轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為145°C，螺桿轉速為55轉/分鐘；將熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。該105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，防鼠蟻性能優(yōu)異。
[0030]實施例4:
105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，原料包括以下重量份組
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 40份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 線性低密度聚乙烯(LLDPE) 30份，
高密度聚乙烯(HDPE) 30份，
乙烯-辛稀共聚彈性體10份，
馬來酸酐接枝料10份，
硅酮母粒1份，
氫氧化鋁50份，
氫氧化鎂40份，
硼酸鋅15份，
氮磷膨脹型阻燃劑20份，
硅油0.5份，
硬脂酸鋅0.5份，
聚乙烯蠟1份，
復合抗氧劑1.5 份，
光穩(wěn)定劑2份,
環(huán)保型防鼠劑1份，
環(huán)保型防蟻劑1份，
硅烷偶聯(lián)劑2份。
[0031]將配備的所有原料加入高速混合機中混合，混合溫度為95°C，混合時間為13分鐘，充分混合均勻成混合料；再通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為190°C，螺桿轉速為130轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為150°C，螺桿轉速為60轉/分鐘；將熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。該105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，防鼠蟻性能優(yōu)異。
[0032]實施例5:
105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料的制備方法，包括以下步
驟:
I)按照重量份配備原料
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份，線性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份，
高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份，
乙烯-辛稀共聚彈性體10-30份，
馬來酸酐接枝料10-30份，
硅酮母粒1-5份，
氫氧化招40-100份，
氫氧化鎂20-60份；
硼酸鋅5- 30份，
氮磷膨脹型阻燃劑5-30份，
硅烷偶聯(lián)劑1_3份，
潤滑劑2-5份，
復合抗氧劑1 .5-4份，
光穩(wěn)定劑1.5-4份，
環(huán)保型防鼠蟻劑2-5份；
2)將步驟I)配備的原料加入高速混合機中混合，混合溫度為80-100°C，混合時間為10-15分鐘，充分混合均勻成混合料；
3)將步驟2)的混合料通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為150°C _195°C，螺桿轉速為100-150轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為135°C _155°C，螺桿轉速為30-80轉/分鐘；
4)將步驟3)熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。
[0033]所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。
[0034]所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硅油、硬脂酸鋅中的一種或二種、三種組合。
[0035]所述環(huán)保型防鼠蟻劑包括環(huán)保型防鼠劑、環(huán)保型防蟻劑。
[0036]該105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，用于電纜的制造，其電纜既具有很好的機械性能、阻燃性能、電性能、低溫性能，又具有優(yōu)異的防鼠蟻性、耐熱氧老化和良好的高溫抗開裂性能，可以配套應用于能源、電力、交通、通信、建筑等基礎設施建設。性能測試如表一。
[0037]性能測試表一
【權利要求】
1.105°c熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，由包括以下重量份制備而成: 乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份， 線性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份， 高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份， 乙烯-辛稀共聚彈性體10-30份， 馬來酸酐接枝料10-30份， 硅酮母粒1-5份， 氫氧化招40-100份， 氫氧化鎂20-60份， 硼酸鋅5-30份， 氮磷膨脹型阻燃劑5-30份， 硅烷偶聯(lián)劑1_3份， 潤滑劑2-5份， 復合抗氧劑1.5-4份， 光穩(wěn)定劑1.5-4份， 環(huán)保型防鼠蟻劑2-5份。
2.根據(jù)權利要求1所述的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，其特征是，所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%。
3.根據(jù)權利要求1所述的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，其特征是，所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硅油、硬脂酸鋅中的一種或二種、三種組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，其特征是，所述環(huán)保型防鼠蟻劑包括環(huán)保型防鼠劑、環(huán)保型防蟻劑。
5.105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 1)按照重量份配備原料 乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份， 線性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份， 高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份， 乙烯-辛稀共聚彈性體10-30份， 馬來酸酐接枝料10-30份， 硅酮母粒1-5份， 氫氧化招40-100份， 氫氧化鎂20-60份， 硼酸鋅5-30份， 氮磷膨脹型阻燃劑5-30份， 硅烷偶聯(lián)劑1_3份， 潤滑劑2-5份， 復合抗氧劑1.5-4份，光穩(wěn)定劑1.5-4份， 環(huán)保型防鼠蟻劑2-5份， 2)將步驟I)配備的原料加入高速混合機中混合，混合溫度為80-100°C，混合時間為10-15分鐘，充分混合均勻成混合料； 3)將步驟2)的混合料通過雙階單螺桿往復擠出機組擠出，熱切造粒，上階料筒溫度范圍為150°C _195°C，螺桿轉速為100-150轉/分鐘，下階料筒溫度范圍為135°C _155°C，螺桿轉速為30-80轉/分鐘； 4)將步驟3)熱切造粒制得的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料，篩選包裝。
6.根據(jù)權利要求5所述的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料的制備方法，其特征是，所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%。
7.根據(jù)權利要求5所述的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料的制備方法，其特征是，所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硅油、硬脂酸鋅中的一種或二種、三種組合
8.根據(jù)權利要求5所述的105°C熱塑性無鹵低煙阻燃耐紫外線防鼠蟻抗開裂型護套料的制備方法，其特征是，所述環(huán)保型防鼠蟻劑包括環(huán)保型防鼠劑、環(huán)保型防蟻劑。
【文檔編號】C08K13/06GK103965541SQ201410208139
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權日:2014年5月16日
【發(fā)明者】李茁實, 王永, 甘胤嗣, 許超, 何玉明, 徐云海 申請人:寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司