一種無(wú)鹵阻燃電纜材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，按照重量份數(shù)，其配方中包括：EVA樹(shù)脂：30～50份，硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑：30～60份，三聚氰胺氰尿酸鹽：0～10份，相容劑：0～10份，抗氧劑：1～4份，助劑：1～6份；所述EVA樹(shù)脂中VA的含量為30%；所述硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑的粒度為5000目；所述三聚氰胺氰尿酸鹽的純度大于99.9%。本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃電纜材料是一種阻燃性能好且力學(xué)綜合性能優(yōu)良的環(huán)保型電纜材料，其配方中涉及的原料都是易得易加工的，適用于工業(yè)中的大規(guī)模生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種無(wú)鹵阻燃電纜材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜材料，具體而言，涉及一種無(wú)鹵阻燃電纜材料。
【背景技術(shù)】
[0002]阻燃電纜料是一種具有阻燃性能的電纜材料，通過(guò)成束電纜燃燒試驗(yàn)檢驗(yàn)其阻燃性能。目前常用的阻燃電纜料是塑料阻燃電纜料，如聚乙烯護(hù)套電纜料、聚氟乙烯護(hù)套電纜料、聚氯乙烯護(hù)套電纜料等等，這些阻燃電纜料具有以下特點(diǎn):自身具有阻燃性；阻燃同時(shí)可以保證良好的力學(xué)性能、加工性能等；有較低的發(fā)煙量和毒性。
[0003]氫氧化鎂是無(wú)鹵阻燃電纜料中常用的綠色環(huán)保阻燃劑，具有無(wú)鹵、高效、低毒的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也存在著與基礎(chǔ)樹(shù)脂相容性差的缺點(diǎn)，也因?yàn)樽枞紕┑母咛畛淞渴沟秒娎|料的力學(xué)性能降低。因此，如何提高無(wú)鹵阻燃電纜材料的阻燃性能和力學(xué)性能是需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種阻燃性能好的無(wú)鹵阻燃電纜材料。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，按照重量份數(shù)，其配方中包括:EVA樹(shù)脂:30-50份，硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑:30-60份，三聚氰胺氰尿酸鹽:0-10份，相容劑:0-10份，抗氧劑:1-4份，助劑:1-6份；所述EVA樹(shù)脂中VA的含量為30% ;所述硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑的粒度為5000目；所述三聚氰胺氰尿酸鹽的純度大于99.9%。
[0006]優(yōu)選地，按照重量份數(shù)，其配方中包括:EVA樹(shù)脂:45份，硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑:40份，三聚氰胺氰尿酸鹽:4份，相容劑:5份，抗氧劑:2份，助劑:4份；所述EVA樹(shù)脂中VA的含量為30%;所述硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑的粒度為5000目；所述三聚氰胺氰尿酸鹽的純度大于99.9%。
[0007]優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH560，所述KH560純度大于99%。
[0008]優(yōu)選地，所述氫氧化鎂的純度大于99%，其表面積為7-15 Itl2 /g。
[0009]優(yōu)選地，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
[0010]優(yōu)選地，所述抗氧劑為多酚抗氧劑1010。
[0011]優(yōu)選地，所述助劑為潤(rùn)滑劑、交聯(lián)劑和顏料中的一種或混合物。
[0012]優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣或石蠟，所述交聯(lián)劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
[0013]本發(fā)明的解決了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，具有以下有益效果:
[0014]1.本發(fā)明的配方中添加了 O-10份的三聚氰胺氰尿酸鹽并且以4份最佳，在該配方下制得的無(wú)鹵阻燃電纜材料的阻燃效果明顯比未添加的電纜材料的阻燃效果好，這是因?yàn)槿矍璋非枘蛩猁}本身是一種含氮無(wú)鹵環(huán)保的阻燃劑，無(wú)毒、熱穩(wěn)定性好且易加工；而且其還具有潤(rùn)滑劑的作用，提高電纜材料的力學(xué)性能。
[0015]2.本發(fā)明的配方中主要阻燃劑為硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂，其與三聚氰胺氰尿酸鹽能夠起到很好的協(xié)效阻燃效果，提高了無(wú)鹵阻燃電纜材料的阻燃性能。
[0016]3.本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃電纜材料是一種阻燃性能好且力學(xué)綜合性能優(yōu)良的環(huán)保型電纜材料，其配方中涉及的原料都是易得易加工的，適用于工業(yè)中的大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明，并使本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]首先將氫氧化鎂阻燃劑進(jìn)行表面改性，具體方法為:將粒度為5000目的氫氧化鎂(氫氧化鎂的純度大于99%,其表面積為7-15m2/g)在110°C下烘4小時(shí)左右,然后向氫氧化鎂的粉體中加入蒸餾水，使得氫氧化鎂漿中氫氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在8%左右；再將氫氧化鎂漿一邊攪拌一邊在40°C左右的恒溫水浴鍋中加熱，再加入硅烷偶聯(lián)劑KH560水溶液，KH560水溶液的純度要大于99%，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，攪拌速度為4000轉(zhuǎn)/分鐘，待混合料乳化后抽濾、烘干(110°C )、研磨、過(guò)篩，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑，放置在干燥處,備用。
[0020]然后制備無(wú)鹵阻燃電纜材料，步驟如下:
[0021]( I)按照配方表I中對(duì)應(yīng)的重量比例稱(chēng)取各組分，備用；
[0022](2)密煉機(jī)溫度升至130°C，將EVA與相容劑的混合物加入到密煉機(jī)中，混合物軟化熔融后直至扭矩穩(wěn)定，再加入硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂粉體和三聚氰胺氰尿酸鹽的混合物，繼續(xù)密煉，溫度為135°C左右，時(shí)間為20分鐘，制得復(fù)合材料；
[0023](3)將密煉后的復(fù)合材料模壓成型，在模溫度為130°C時(shí)加料，預(yù)熱，溫度恒定后加壓到lOOkg/cm2，然后放氣減壓，再加壓到lOOkg/cm2，保持壓力5分鐘，冷卻制樣，制得本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃電纜材料。
[0024]實(shí)施例2-5
[0025]根據(jù)配方表I中對(duì)應(yīng)的各組分稱(chēng)取原料，備用；其余步驟如實(shí)施例1。
[0026]對(duì)比例
[0027](I)稱(chēng)取材料配方中各組分的重量比例與實(shí)施例2中各組分的重量比例相同，稱(chēng)取，備料；
[0028](2)密煉機(jī)溫度升至130°C，將EVA與相容劑的混合物加入到密煉機(jī)中，混合物軟化熔融后直至扭矩穩(wěn)定，再加入硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂粉體(其粒度5000目，純度大于99%，其表面積為7-15m2/g)，繼續(xù)密煉，溫度仍然保持135°C，時(shí)間為20分鐘，制得復(fù)合材料；
[0029](3)將密煉后的復(fù)合材料模壓成型，在模溫度為130°C時(shí)加料，預(yù)熱，溫度恒定后加壓到lOOkg/cm2，然后放氣減壓，再加壓到lOOkg/cm2，保持壓力5分鐘，冷卻制樣后得到無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料。
[0030]性能測(cè)試
[0031]對(duì)實(shí)施例1-3和對(duì)比例中制得的無(wú)鹵阻燃電纜材料進(jìn)行性能測(cè)試。包括垂直燃燒性能測(cè)試、極限氧指數(shù)測(cè)試和力學(xué)性能測(cè)試。垂直燃燒性能是描述阻燃電纜料的阻燃性能的一個(gè)重要指標(biāo)，阻燃等級(jí)分為FV-0、FV-1、FV-2三個(gè)等級(jí)，其中FV-O的阻燃級(jí)別最高，阻燃性能最優(yōu)越。垂直性能燃燒測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T2918-1996，將樣品按標(biāo)準(zhǔn)制成樣條，在垂直燃燒儀上做阻燃性能測(cè)試。
[0032]極限氧指數(shù)是指聚合物在氧和氮混合氣體中當(dāng)剛能支持其燃燒時(shí)的氧的體積分?jǐn)?shù)濃度，是表征材料燃燒行為的指數(shù)，本發(fā)明電纜材料的極限氧指數(shù)的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)為GB2406.2-2009。力學(xué)性能測(cè)試按照GB/T1040-2006的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。
[0033]由表2中可知，實(shí)施例1-3中，實(shí)施例2的燃燒等級(jí)為FV-0，而實(shí)施例1和實(shí)施例3的燃燒等級(jí)樣條有火焰燃燒時(shí)間與第二次施焰后有焰/無(wú)焰燃燒時(shí)間之和均比實(shí)施例2中的時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明實(shí)施例2比實(shí)施例1和實(shí)施例3的電纜材料的阻燃性能好，通過(guò)實(shí)施例2配方中的其他組分比例，當(dāng)EVA45%用量為和硅烷偶聯(lián)劑改性過(guò)的氫氧化鎂用量為40%時(shí)，配方中添加三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)制得的電纜材料的阻燃性能較好。
[0034]實(shí)施例2與實(shí)施例4和實(shí)施例5對(duì)比，其中MCA的用量分別為4%、2%、8%，這三個(gè)實(shí)施例中的燃燒等級(jí)均為FV-0，但是三個(gè)實(shí)施例中的電纜材料的極限氧指數(shù)卻不一樣，隨著MCA在物料配方中 的增加，極限氧指數(shù)下降，2%-4%極限氧指數(shù)均在30%以上，而當(dāng)MCA的含量達(dá)到8%時(shí)，實(shí)施例5的電纜材料的極限氧指數(shù)降到28.7%，電纜材料的極限氧指數(shù)在30%以上才能達(dá)到材料的阻燃效果，綜合垂直燃燒和極限氧指數(shù)的測(cè)定結(jié)果，實(shí)施例2制得的電纜材料的阻燃性能最佳，因此本發(fā)明實(shí)施例2為最佳實(shí)施例。
[0035]實(shí)施例1-5與對(duì)比例的不同之處是實(shí)施例中添加了 MCA，而對(duì)比例中未添加MCA，配方中其他組分種類(lèi)與含量參照本發(fā)明的最佳實(shí)施例2。表2中的各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果，實(shí)施例中制備的電纜材料的阻燃性能和力學(xué)性能總體比對(duì)比例中的要好的多，這說(shuō)明MCA在該配方中對(duì)電纜材料的阻燃性能和力學(xué)性能有較大影響。
[0036]在本發(fā)明的配方中添加了三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)提高了電纜材料的垂直燃燒性能，但是MCA的最佳用量控制在4%左右，因?yàn)镸CA過(guò)量也會(huì)影響電纜材料的極限氧指數(shù)同樣也會(huì)降低其阻燃性能。在做燃燒試驗(yàn)時(shí)，MCA燃燒升華吸收并帶走大量熱量，并生成惰性氣體，惰性氣體稀釋了氧氣濃度，因此在配方組分中添加了 MCA能夠提高材料的垂直燃燒性能，但是一定要將MCA控制在合理范圍之內(nèi)。
[0037]表2中的測(cè)試數(shù)據(jù)可知，MCA的加入以及MCA的添加量對(duì)電纜材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率也有很大的影響，加入MCA材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率明顯增大，說(shuō)明添加了 MCA的電纜材料的韌性較好，且在MCA添加量為4%的時(shí)候其力學(xué)性能最好。MCA對(duì)于硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑來(lái)說(shuō)，除了協(xié)效硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂之外，還具有潤(rùn)滑劑的作用，因此一定量的MCA可以促進(jìn)阻燃劑與EVA樹(shù)脂的相容性，從而能夠提高電纜材料的力學(xué)性能。
[0038]本發(fā)明中所涉及的儀器有密煉機(jī)、成型機(jī)、水平垂直燃燒測(cè)定儀和其他儀器都是行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的生產(chǎn)儀器，在配料中根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要添加的顏料也是常見(jiàn)的顏料，如:炭
黑、氧化鐵紅、酞青蘭等。
[0039]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
[0040]表I配方表單位(重量份)[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，按照重量份數(shù)，其配方中包括: EVA樹(shù)脂:30-50份，硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑:30-60份，三聚氰胺氰尿酸鹽:0-10份，相容劑:0-10份，抗氧劑:1-4份，助劑:1-6份； 所述EVA樹(shù)脂中VA的含量為30% ;所述硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑的粒度為5000目；所述三聚氰胺氰尿酸鹽的純度大于99.9%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，按照重量份數(shù)，其配方中包括: EVA樹(shù)脂:45份，硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑:40份，三聚氰胺氰尿酸鹽:4份，相容劑:5份，抗氧劑:2份，助劑:4份；所述EVA樹(shù)脂中VA的含量為30% ;所述硅烷偶聯(lián)劑改性的氫氧化鎂阻燃劑的粒度為5000目；所述三聚氰胺氰尿酸鹽的純度大于99.9%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH560，所述KH560純度大于99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述氫氧化鎂的純度大于99%,其表面積為7-15 m2 /g。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述抗氧劑為多酚抗氧劑1010。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述助劑為潤(rùn)滑劑、交聯(lián)劑和顏料中的一種或混合 物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣或石蠟，所述交聯(lián)劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
【文檔編號(hào)】C08K9/06GK103450550SQ201310385363
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】羅超華, 范魏魏 申請(qǐng)人:江蘇達(dá)勝高聚物有限公司