本發(fā)明涉及一種膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料及其制備方法，屬于電纜料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高阻燃低煙無鹵隔氧層電纜料是以聚烯烴為主要基材，用于有較高阻燃等級要求(在A類成束燃燒的電纜內(nèi)護(hù)套起到結(jié)構(gòu)阻燃作用)，是燃燒時發(fā)煙量較少的一種低煙無鹵電纜材料。阻燃等級要求較高的無鹵電纜都可使用隔氧層低煙無鹵電纜料來滿足要求，可通過A類燃燒測試，阻燃性能優(yōu)異。國內(nèi)由上海電纜廠于98年提出了低煙無鹵隔氧層護(hù)套料的研發(fā)，由于大量阻燃填料的填加，當(dāng)時的隔氧層料幾乎沒有機(jī)械性能，加工性能也較差，隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械性能已能基本滿足國標(biāo)要求，阻燃和煙密度成為重點(diǎn)研究的問題。經(jīng)過幾年的試驗(yàn)，試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)在電纜料中加入蒙脫土、層狀硅酸鹽、硼酸鋅、碳納米管等材料可以明顯提高電纜料的阻燃性能，可通過A類成束燃燒，但是煙密度卻沒有明顯的改善，因此如何降低電纜料的煙密度也將成為新材料開發(fā)中亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料及其制備方法，在實(shí)現(xiàn)無鹵阻燃的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了阻燃性能，真正實(shí)現(xiàn)了低煙，且克服了無機(jī)粉料分散性差的現(xiàn)狀，顯著提高了電纜料的機(jī)械性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料，其原料包括如下組分：

其中，環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-12、E-14、E-20或E-44中至少一種，所述份數(shù)為重量份數(shù)。

環(huán)氧樹脂更優(yōu)選為環(huán)氧樹脂E-12，這樣能使各組分之間的協(xié)同效應(yīng)發(fā)揮到最佳。

本申請通過對環(huán)氧樹脂的特定的選擇，使其與其他物料復(fù)配產(chǎn)生了顯著的協(xié)同效應(yīng)，所得電纜料在燃燒時能大量吸附燃燒產(chǎn)生的煙塵，從而顯著降低了煙密度，真正實(shí)現(xiàn)了低煙，且所得電纜料的韌性等機(jī)械性能得到了顯著的提高?，F(xiàn)有的隔氧層低煙無鹵電纜料只能基本滿足國標(biāo)要求，而本申請所得產(chǎn)品機(jī)械性能顯著高于國標(biāo)要求。

本申請電纜料的阻燃性也也有了顯著的提升，垂直燃燒通過UL-94V-0級，成束燃燒通過A類。

乙烯醋酸乙烯共聚物簡稱EVA，三聚氰胺氰尿酸鹽簡稱MCA。

為了更好的提高產(chǎn)品的機(jī)械性能和低煙效果，優(yōu)選，乙烯醋酸乙烯共聚物中VA含量為26-30％，熔融指數(shù)為2-5g/10min；相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯；抗氧劑為芳基仲胺類抗氧劑。這樣可更進(jìn)一步促進(jìn)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，從而提升產(chǎn)品的綜合性能。VA指醋酸乙烯。

更進(jìn)一步優(yōu)選，乙烯醋酸乙烯共聚物為阿科瑪?shù)?803，VA含量為28％，熔融指數(shù)為3g/10min；相容劑為杜邦的588；抗氧劑為科聚亞的445。

為了有更好的低煙效果，進(jìn)一步促進(jìn)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，同時保證所得電纜料的機(jī)械性能，優(yōu)選，偶聯(lián)劑為鈦酸異丙酯偶聯(lián)劑。申請人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，利用鈦酸異丙酯在燃燒溫度下分解產(chǎn)生二氧化鈦有助于炭層與燃燒殘留物層的分層，能夠有效的鎖住燃燒產(chǎn)生的煙塵，從而達(dá)到了更好的低煙效果。

為進(jìn)一步提高電纜料的均勻性，提高電纜料的機(jī)械性能，優(yōu)選，氫氧化鋁用硅烷前處理過，粒徑為1～2μm；氫氧化鎂用硅烷前處理過，粒徑為2～3μm。硅烷前處理使氫氧化鋁、氫氧化鎂的粒徑更加細(xì)膩，所得電纜料的機(jī)械性能和低煙阻燃性有了更進(jìn)一步的改善。

為了進(jìn)一步提高電纜料的均勻性，提高電纜料的機(jī)械性能，優(yōu)選，氫氧化鋁使用前用高攪機(jī)攪拌4-5min；氧化鎂使用前用高攪機(jī)攪拌2-3min。這樣可以去除粉料粒子間的靜電，提高粉料在基料中的分散性，且對所得電纜料的機(jī)械性能也有明顯的改善。

上述膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料的制備方法，其特征在于：包括順序相接的如下步驟：

①、將氫氧化鋁、氫氧化鎂、蒙脫土、抗氧劑、三聚氰胺氰尿酸鹽和紅磷置于高速混合機(jī)中以650-750r/min的轉(zhuǎn)速攪拌4-6min，然后加入偶聯(lián)劑后繼續(xù)以650-750r/min的轉(zhuǎn)速攪拌攪拌4-5min；

②、將步驟①所得物料置于密煉機(jī)中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容劑、硅酮母粒和炭黑進(jìn)行混煉，然后雙螺桿擠出，最后經(jīng)風(fēng)冷造粒；

③、將步驟②所得粒子重新置于密煉機(jī)中并加入環(huán)氧樹脂進(jìn)行混煉，然后雙螺桿擠出，最后經(jīng)風(fēng)冷造粒，即得膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料。

上述制備方法可使各物料充分混合，且所得電纜料的均勻性顯著提升，很好地解決了現(xiàn)有無機(jī)粉料分散性差的缺陷。

本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料，在實(shí)現(xiàn)無鹵阻燃的基礎(chǔ)上，通過對環(huán)氧樹脂的特定的選擇，使其與其他物料復(fù)配產(chǎn)生了顯著的協(xié)同效應(yīng)，所得電纜料的阻燃性有了明顯的提升，且在燃燒時能大量吸附燃燒產(chǎn)生的煙塵，從而顯著降低了煙密度，真正實(shí)現(xiàn)了低煙，電纜料的韌性等機(jī)械性能也得到了顯著的提高，且電纜料的均勻性也得到了顯著的改善；膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料制備方法簡單、成本低廉，有良好的市場前景。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1

膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料，其原料包括如下組分：

乙烯醋酸乙烯共聚物2803(阿科瑪?shù)腅VA)50份，環(huán)氧樹脂E-12 15份，杜邦的相容劑588 4份，硅酮母粒(凱杰高分子)3份，炭黑2份，氫氧化鋁110份，氫氧化鎂20份，抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份，三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)(濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司HT-211)15份，紅磷3份，蒙脫土(200目)4份，鈦酸異丙酯偶聯(lián)劑1.2份，所述份數(shù)為重量份數(shù)。

上述氫氧化鋁經(jīng)過如下方式處理：將110份氫氧化鋁放入高攪機(jī)加入1.5份硅烷，在700r/min下攪拌10分鐘，所得粒徑約為2μm；

上述氫氧化鎂經(jīng)過如下方式處理：將氫氧化鎂20份放入高攪機(jī)加入0.15份硅烷，在700r/min下攪拌10分鐘，所得粒徑約為3μm；

上述膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料的制備方法，包括順序相接的如下步驟：

①、將氫氧化鋁、氫氧化鎂、蒙脫土、抗氧劑、三聚氰胺氰尿酸鹽和紅磷置于高速混合機(jī)中以700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，然后加入偶聯(lián)劑后繼續(xù)以700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌攪拌5min；

②、將步驟①所得物料置于3L密煉機(jī)中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容劑、硅酮母粒和炭黑進(jìn)行混煉，然后雙螺桿喂料單螺桿擠出，最后經(jīng)風(fēng)冷造粒；其中：混練機(jī)：135℃，單螺桿擠出段：第一段：140～145℃，第二段：145～150℃，第三段：150～155℃，第四段：155～160℃，第五段：160～165℃；

③、將步驟②所得粒子重新置于3L密煉機(jī)中并加入環(huán)氧樹脂進(jìn)行混煉，然后雙螺桿喂料單螺桿擠出，擠出溫度為第一段：130～135℃，第二段：140～145℃，第三段：150～155℃，第四段：155～160℃，第五段：155～160℃，最后經(jīng)風(fēng)冷造粒得到膨脹型低煙無鹵高阻燃隔氧層電纜料。經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例2

同實(shí)施例1步驟，不同之處在于各原料的重量分組成為：乙烯醋酸乙烯共聚物2803(阿科瑪?shù)腅VA)50份，20份環(huán)氧樹脂E-12，相容劑588(杜邦的相容劑)3份，硅酮母粒3份，炭黑1.5份，氫氧化鋁80份(氫氧化鋁放入高攪機(jī)加入1.35份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為1.5μm)，氫氧化鎂10份(氫氧化鎂放入高攪機(jī)加入0.3份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為2.5μm)，抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份，三聚氰胺尿酸鹽(MCA)(濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司HT-211)15份，紅磷3份，蒙脫土(200目)4份，鈦酸異丙酯偶聯(lián)劑1.2份，所述份數(shù)為重量份數(shù)。經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例3

同實(shí)施例1步驟，不同之處在于各原料的重量分組成為：乙烯醋酸乙烯共聚物2803(阿科瑪?shù)腅VA)40份，30份環(huán)氧樹脂E-12，588(杜邦的相容劑)3份，硅酮母粒3份，炭黑2份，氫氧化鋁100份(放入高攪機(jī)加入1.2份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為1μm)，氫氧化鎂30份(放入高攪機(jī)加入0.45份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為2μm)，抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份，三聚氰胺尿酸鹽(MCA)(濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司HT-211)20份，紅磷3份，蒙脫土(200目)4份，鈦酸異丙酯偶聯(lián)劑1份，所述份數(shù)為重量份數(shù)。經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例4

同實(shí)施例1步驟，不同之處在于各原料的重量分組成為：乙烯醋酸乙烯共聚物2803(阿科瑪?shù)腅VA)60份，30份環(huán)氧樹脂E-12，588(杜邦的相容劑)4份，硅酮母粒3份，炭黑2份，氫氧化鋁120份(放入高攪機(jī)加入1.5份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為1.5μm)，氫氧化鎂30份(放入高攪機(jī)加入0.45份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為2.5μm)，抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份，三聚氰胺尿酸鹽(MCA)(濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司HT-211)20份，紅磷3份，蒙脫土(200目)4份，鈦酸異丙酯偶聯(lián)劑1.2份，所述份數(shù)為重量份數(shù)。經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例5

同實(shí)施例1步驟，不同之處在于各原料的重量分組成為：乙烯醋酸乙烯共聚物2803(阿科瑪?shù)腅VA)60份，30份環(huán)氧樹脂E-12，588(杜邦的相容劑)4份，硅酮母粒3份，炭黑2份，氫氧化鋁100份(放入高攪機(jī)加入1.35份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為1μm)，氫氧化鎂30份(放入高攪機(jī)加入0.45份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為2μm)，抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份，三聚氰胺尿酸鹽(MCA)(濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司HT-211)20份，紅磷2.5份，蒙脫土(200目)3份，鈦酸異丙酯偶聯(lián)劑1.2份，所述份數(shù)為重量份數(shù)。經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例6

同實(shí)施例1步驟，不同之處在于各原料的重量分組成為：乙烯醋酸乙烯共聚物2803(阿科瑪?shù)腅VA)60份，30份環(huán)氧樹脂E-44，588(杜邦的相容劑)4份，硅酮母粒3份，炭黑2份，氫氧化鋁110份(放入高攪機(jī)加入1.5份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒徑約為1μm)，氫氧化鎂20份(放入高攪機(jī)加入0.45份硅烷700r/min攪拌10分鐘，粒

徑約為2μm)，抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份，三聚氰胺尿酸鹽(MCA)(濟(jì)南泰

星精細(xì)化工有限公司HT-211)20份，紅磷3份，蒙脫土(200目)4份，鈦酸異丙酯偶

聯(lián)劑1份，所述份數(shù)為重量份數(shù)。經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

表1