本發(fā)明涉及電纜料領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。
背景技術(shù)：
：一直以來(lái)，電線電纜行業(yè)主要用PVC作線纜的包覆材料，但是PVC存在耐候性差，加工性能較差，高溫條件下易分解產(chǎn)生有毒物質(zhì)等缺點(diǎn)，已被廣大生產(chǎn)廠家以及消費(fèi)者所詬病。因此急需尋求一種新材料來(lái)取代PVC在線纜中的應(yīng)用。熱塑性彈性體，又稱為“第三代橡膠”，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和加工性能，耐候性優(yōu)越，是一種極佳的替代材料。但是，傳統(tǒng)的熱塑性彈性體阻燃方法是在彈性體材料添加含鹵阻燃劑搭配三氧化二銻來(lái)達(dá)到阻燃的需求，但含鹵阻燃劑的使用，在著火時(shí)候會(huì)有毒性、腐蝕性氣體生成，易對(duì)人體造成二次傷害，并不符合我國(guó)《電子信息產(chǎn)品污染防治管理辦法》和歐盟ROHS指令。因此，國(guó)內(nèi)許多電纜廠家都開(kāi)始轉(zhuǎn)向使用低鹵，或無(wú)鹵阻燃劑的熱塑性彈性體電纜料。中國(guó)專(zhuān)利CN103910990A公開(kāi)了一種以SEBS彈性體和聚苯醚樹(shù)脂PPO為主要原料，結(jié)合磷-氮系阻燃劑，制備無(wú)鹵阻燃彈性體電纜料的方法，能夠在85℃，相對(duì)濕度99%的環(huán)境下7天無(wú)開(kāi)裂，線纜阻燃性能達(dá)到VW-1級(jí)。但該專(zhuān)利中加入了季戊四醇小分子作成炭劑，由于季戊四醇分子量較小，易遷移到材料表面，同時(shí)聚苯醚的添加量較多，與體系相容性較差，導(dǎo)致線纜韌性較差，伸長(zhǎng)率低于300%，而且低溫條件下容易開(kāi)裂。中國(guó)專(zhuān)利CN102746568A公開(kāi)了一種以乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯橡膠以及乙烯-辛烯共聚物的混合物和高密度聚乙烯、有機(jī)硅改性三元乙丙膠為主要原料結(jié)合無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁制得一種耐高溫?zé)o鹵阻燃彈性體電纜料的制備辦法，在180℃，168h老化試驗(yàn)后，斷裂伸長(zhǎng)率以及拉伸強(qiáng)度保持率均大于75%，阻燃性能同時(shí)達(dá)到V-0級(jí)，但由于無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂和氫氧化鋁阻燃效率較低，需大量添加才能達(dá)到理想的阻燃效果，不但影響力學(xué)性能而且加工也比較困難。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料，其目的在于解決現(xiàn)有的無(wú)鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料一般添加PPO樹(shù)脂和無(wú)機(jī)阻燃劑，線纜易開(kāi)裂、阻燃效率較低的問(wèn)題。本發(fā)明以高熔點(diǎn)（大于165℃）的聚丙烯（PP）和耐高溫耐磨的動(dòng)態(tài)硫化彈性體TPV以及延伸性能優(yōu)越的苯乙烯彈性體為基材，采用膨脹型阻燃體系，在不大量添加阻燃劑的同時(shí)并不添加易使線纜開(kāi)裂的PPO樹(shù)脂，并通過(guò)優(yōu)化配方設(shè)計(jì)以及原料篩選，制備阻燃性能達(dá)到UL94-V0級(jí)，同時(shí)能夠長(zhǎng)期在125℃高溫下工作的無(wú)鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料，其原料配方由下列重量份的材料組成：熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體5~30份，均聚聚丙烯10~30份，苯乙烯類(lèi)彈性體15~40份，聚烯烴彈性體5~25份，膨脹型阻燃劑25~40份，橡膠油5~20份，潤(rùn)滑劑1~3份，抗氧劑0.3~1.2份，光穩(wěn)定劑0.1~0.5份；所述熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體由三元乙丙橡膠、聚丙烯、橡膠油、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑以及其他加工助劑組成，其中，三元乙丙橡膠在熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體中所占的重量百分含量為35%~60%，聚丙烯所占的重量百分含量為20%~35%，橡膠油所占的重量百分含量為10%~40%，交聯(lián)劑所占的重量百分含量為0.3%~1.5%，交聯(lián)助劑所占的重量百分含量為0.2~3%，其他加工助劑所占的重量百分含量為0.3%~1%；所述均聚聚丙烯的熔點(diǎn)大于165℃，熔融指數(shù)MI為3.0~30.0kg/10min；所述苯乙烯類(lèi)彈性體為線型苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中，苯乙烯在苯乙烯類(lèi)彈性體中所占的重量百分含量為25~33%；所述聚烯烴彈性體為乙烯-辛烯共聚物，其中，所述辛烯在聚烯烴彈性體中所占的重量百分含量為20%~45%；所述膨脹型阻燃劑是由酸源、氣源以及成炭劑三部分組成的復(fù)配型阻燃劑；其中，所述酸源選自磷酸三甲苯酯、哌嗪焦磷酸、乙基次磷酸鹽以及二乙基次磷酸鹽中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物；所述氣源為三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯以及三聚氰胺氰尿酸鹽中的任意一種；所述成炭劑為三嗪類(lèi)成炭劑；所述酸源、氣源以及成炭劑三者之間的重量比為1~2：2~4：1~2；所述橡膠油為高閃點(diǎn)直鏈烷烴油，其閃點(diǎn)大于230℃，在40℃條件下的運(yùn)動(dòng)黏度在50到200mm2/s之間。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：1.上述方案中，所述熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體（英文簡(jiǎn)稱TPV）是采用現(xiàn)有技術(shù)中存在的動(dòng)態(tài)硫化工藝而制備得到的彈性體，動(dòng)態(tài)硫化工藝指在橡膠和熱塑性塑料熔融共混過(guò)程中使橡膠硫化，在橡膠在硫化的同時(shí)也不斷與熱塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡膠是作為分散相分布在熱塑性塑料連續(xù)相中。在所述熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體中，所述三元乙丙橡膠由三種單體共聚反應(yīng)合成，第一單體為乙烯，其重量含量為三種單體總重量的55%~71.5%，第二單體為丙烯，其重量含量為三種單體總重量的25%~40%，第三單體為乙叉降冰片烯，其重量含量為三種單體總重量的3.5%~8%；在所述熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體中，所述聚丙烯的熔點(diǎn)在165℃以上，熔融指數(shù)為0.2~30kg/10min；所述橡膠油為閃點(diǎn)大于250℃的環(huán)烷油或石蠟油或二者以任意比例的混合物；所述交聯(lián)劑為過(guò)氧化物交聯(lián)劑，所述交聯(lián)助劑為丙烯酸類(lèi)助交聯(lián)劑；所述其他加工助劑包括抗氧劑與光穩(wěn)定劑。所述交聯(lián)劑為過(guò)氧化而異丙苯（英文簡(jiǎn)稱DCP，CAS:80-43-3）、1,3-雙（叔丁過(guò)氧異丙基）（英文簡(jiǎn)稱BIPB，CAS:2122-81-9）或過(guò)氧化苯甲酰（英文簡(jiǎn)稱BPO，CAS:94-36-0）；所述交聯(lián)助劑選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（英文簡(jiǎn)稱TMPTA，CAS:15625-89-5）、乙二醇二乙酸酯（英文簡(jiǎn)稱EGDA，CAS:111-55-7）、三聚氰酸三烯丙酯（英文簡(jiǎn)稱TAC，CAS:101-37-1）以及三烯丙基異三聚氰酸酯（英文簡(jiǎn)稱TAIC，CAS:1025-15-6）中的任意一種；在所述其他加工助劑中，所述抗氧劑為抗氧劑1010（全稱：四(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸季戊四醇酯，CAS:6683-19-8）、抗氧劑1098（全稱：N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰，CAS:23128-74-7）或抗氧劑2246（全稱：2,2'-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚，CAS：119-47-1），所述光穩(wěn)定劑選自2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯（CAS:167078-06-0）、雙（2,266-四甲基-4-哌啶基）葵二酸酯（CAS:52829-07-9）以及聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-亞氨基]-1,3,5,-三嗪-2,4-二基][2-(2,2,6,6,-四甲基哌啶基)-次氨基-六亞甲基-[4-(2,2,6,6,-四甲基派啶基)-次氨基]}（CAS:70624-18-9）中的任意一種。2.上述方案中，所述聚烯烴彈性體的英文簡(jiǎn)稱為POE，優(yōu)選地，所述辛烯在所述聚烯烴彈性體中所占的重量百分含量為30%~45%。3.上述方案中，所述苯乙烯類(lèi)彈性體的英文簡(jiǎn)稱為SEBS，優(yōu)選地，所述苯乙烯在所述苯乙烯類(lèi)彈性體中所占的重量百分含量為29~33%。4.上述方案中，較佳的方案是在所述原料配方中，所述均聚聚丙烯的熔點(diǎn)大于170℃，熔融指數(shù)MI為8.0~30kg/10min。5.上述方案中，較佳的方案是所述酸源為二乙基次磷酸鋁，所述氣源為三聚氰胺氰尿酸鹽，所述酸源、氣源以及成炭劑三者之間的重量比為為1.5~2：3~4：1.5~2。6.上述方案中，較佳的方案是在所述原料配方中，所述橡膠油選自白油、石蠟油以及環(huán)烷油中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物，所述橡膠油的閃點(diǎn)大于256℃。7.上述方案中，較佳的方案是在所述原料配方中，所述潤(rùn)滑劑選自硅酮、硅油、芥酸酰胺、硬脂酸鹽、PE蠟中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物。8.上述方案中，較佳的方案是在所述原料配方中，所述抗氧劑為受阻酚類(lèi)抗氧劑和硫代酯類(lèi)輔助抗氧劑的復(fù)配物，所述受阻酚類(lèi)抗氧劑和硫代酯類(lèi)輔助抗氧劑的重量比為1.5~2：0.5~0.8。最佳的方案是所述受阻酚類(lèi)抗氧劑選自抗氧劑1010（全稱：四(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸季戊四醇酯，CAS:6683-19-8）、抗氧劑1098（全稱：N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰，CAS:23128-74-7）或抗氧劑2246（全稱：2,2'-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚，CAS：119-47-1）中的任意一種；所述硫代酯類(lèi)輔助抗氧劑選自硫代二丙烯酸雙十二醇酯(英文簡(jiǎn)稱DLTDP，CAS:123-28-4)、硫代二丙烯酸雙十八醇酯(英文簡(jiǎn)稱DSTDP，CAS:693-36-7)以及硫代二丙烯酸雙十四醇酯中的任意一種（英文簡(jiǎn)稱DMTDP，CAS:16545-54-3）。9．上述方案中，在所述原料配方中，所述光穩(wěn)定劑選自2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯（CAS:167078-06-0）、雙（2,266-四甲基-4-哌啶基）葵二酸酯（CAS:52829-07-9）以及聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-亞氨基]-1,3,5,-三嗪-2,4-二基][2-(2,2,6,6,-四甲基哌啶基)-次氨基-六亞甲基-[4-(2,2,6,6,-四甲基派啶基)-次氨基]}（CAS:70624-18-9）中的任意一種。按照上述配方，先將組分苯乙烯類(lèi)彈性體和橡膠油在高速混料機(jī)中高速攪拌5~10min至充分混合，再加入原料配方中的剩余其他組分，混合均勻得到混合物；再將該混勻物加入密煉機(jī)，密煉機(jī)溫度160℃~190℃，密煉時(shí)間20~30min；然后，再將物料送入單螺桿擠出機(jī)中，單螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘到500轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度140℃到200℃，擠出造粒得到所述耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。本發(fā)明設(shè)計(jì)原理：本發(fā)明不含有PPO樹(shù)脂和無(wú)機(jī)過(guò)氧化物阻燃劑，通過(guò)膨脹型阻燃劑不同組分之間的協(xié)效配合，采用高熔點(diǎn)均聚聚丙烯、耐侯性優(yōu)良的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體TPV、苯乙烯類(lèi)彈性體以及高閃點(diǎn)橡膠油，并通過(guò)抗氧劑之間的調(diào)整，產(chǎn)品能夠通過(guò)150℃、240h耐老化試驗(yàn)，滿足在125℃的環(huán)境下長(zhǎng)期使用的要求，并且產(chǎn)品在低溫下不易開(kāi)裂，阻燃性能達(dá)到V-0級(jí)，能夠滿足大多數(shù)電線電纜的需求。本發(fā)明的耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料的主要物理機(jī)械性能如下：硬度（邵氏）（ASTMD2240）：85A~90A；拉伸強(qiáng)度（ASTMD412）：≧13Mpa；伸長(zhǎng)率（ASTMD412）：≧450%；150℃240小時(shí)老化試驗(yàn)(ASTMD573)：拉伸強(qiáng)度變化率：≦25%；伸長(zhǎng)率變化率：≦25%；阻燃性（UL94）：V-0。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：實(shí)施例1~5：一種耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料制備方法：根據(jù)表1中的配方，先將組分苯乙烯類(lèi)彈性體和橡膠油在高速混料機(jī)中高速攪拌8min至充分混合，再加入原料配方中的剩余其他組分，混合均勻得到混合物；再將該混勻物加入密煉機(jī)，密煉機(jī)溫度185℃，密煉時(shí)間25min；然后，再將物料送入單螺桿擠出機(jī)中，單螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在為290轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度140℃到200℃，擠出造粒得到所述耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。電纜料的性能參見(jiàn)表3。比較例1制備方法：將PPO22份，SEBS10份，基礎(chǔ)油150SN30份，POE22份，三聚氰胺異氰酸鹽10份，次磷酸鋁20份以及其他助劑加入高速混料機(jī)中，混和8分鐘后得到混合物，將該混和物加入到密煉機(jī)中，密煉溫度185℃，密煉時(shí)間25min。隨后將密煉完成的物料加入單螺桿擠出機(jī)，溫度控制范圍為140℃~200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在290rpm。性能見(jiàn)表5。表1：實(shí)施例1~5的原料配方（單位：重量份數(shù)）表1的內(nèi)容說(shuō)明如下：1、實(shí)施例1~5中的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體均由三元乙丙橡膠、聚丙烯、橡膠油、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、其他助劑組成；所述三元乙丙橡膠由三種單體共聚反應(yīng)合成，第一單體為乙烯，其重量含量為三種單體總重量的55%~71.5%，第二單體為丙烯，其重量含量為三種單體總重量的25%~40%，第三單體為乙叉降冰片烯，其重量含量為三種單體總重量的3.5%~8%；所述聚丙烯的熔點(diǎn)在165℃以上，熔融指數(shù)為0.2~30kg/10min；所述橡膠油為閃點(diǎn)大于250℃的環(huán)烷油或石蠟油或二者以任意比例的混合物；所述交聯(lián)劑為過(guò)氧化物交聯(lián)劑，所述交聯(lián)助劑為丙烯酸類(lèi)助交聯(lián)劑；所述其他加工助劑為抗氧劑和光穩(wěn)定劑。實(shí)施例1~5中的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體的配方如表2所示。表2：實(shí)施例1~5中的熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體的配方（單位：重量百分含量）表3：熱塑性動(dòng)態(tài)硫化彈性體中的部分組分的具體選擇2、實(shí)施例1~5的均聚聚丙烯的熔點(diǎn)均大于165℃，熔融指數(shù)MI為3.0~30.0kg/10min。3、實(shí)施例1~5的線型SEBS中的苯乙烯所占的重量百分含量為25~33%。4、實(shí)施例1~5的PEO均為乙烯-辛烯共聚物，其中，所述辛烯在聚烯烴彈性體中所占的重量百分含量為20%~45%。5、橡膠油：實(shí)施例1為石蠟油，實(shí)施例2為石蠟油，實(shí)施例3為環(huán)烷油，實(shí)施例4為石蠟油與白油按照體積比為1：1的混合物，實(shí)施例5為石蠟油與環(huán)烷油按照體積比為1：1的混合物；實(shí)施例1~5的所述橡膠油的閃點(diǎn)均大于230℃，在40℃條件下的運(yùn)動(dòng)黏度在50到200mm2/s之間。6、成炭劑：實(shí)施例1為2,4,6-三（N-羥甲基氨基）-1,3，5-三嗪，實(shí)施例2為2,4,6-三（N-羥甲基-N-甲氧甲基氨基）-1,3,5-三嗪，實(shí)施例3為2,4,6-三（N,N-二羥甲基氨基）-1,3,5-三嗪，實(shí)施例4為2,4,6-三（N,N-二甲氧甲基氨基）-1,3,5-三嗪，實(shí)施例5為2,4,6-三（N-羥甲基氨基）-1,3，5-三嗪。7、抗氧劑A：實(shí)施例1為抗氧劑1010，實(shí)施例2為抗氧劑1098，實(shí)施例3為抗氧劑2246，實(shí)施例4為抗氧劑1010，實(shí)施例5為抗氧劑1098。8、抗氧劑B：實(shí)施例1為DLTDP，實(shí)施例2為DSTDP，實(shí)施例3為DMTDP，實(shí)施例4為DLTDP，實(shí)施例5為DSTDP。9、潤(rùn)滑劑：實(shí)施例1為硅酮，實(shí)施例2為硅油，實(shí)施例3為硅油與芥酸酰胺按照質(zhì)量比為1：1的混合物，實(shí)施例4為硬脂酸鹽，實(shí)施例5為硅油與PE蠟按照質(zhì)量比為1：1的混合物。10、光穩(wěn)定劑：實(shí)施例1為2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，實(shí)施例2為雙（2,266-四甲基-4-哌啶基）葵二酸酯，實(shí)施例3為聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-亞氨基]-1,3,5,-三嗪-2,4-二基][2-(2,2,6,6,-四甲基哌啶基)-次氨基-六亞甲基-[4-(2,2,6,6,-四甲基派啶基)-次氨基]}，實(shí)施例4為雙（2,266-四甲基-4-哌啶基）葵二酸酯，實(shí)施例5為2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯。實(shí)施例6~9：一種耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料制備方法：實(shí)施例6的原料與實(shí)施例1相同，實(shí)施例7的原料與實(shí)施例2相同，實(shí)施例8的原料與實(shí)施例3相同，實(shí)施例9的原料與實(shí)施例4相同。根據(jù)上述原料配方，先將組分苯乙烯類(lèi)彈性體和橡膠油在高速混料機(jī)中高速攪拌8min至充分混合，再加入原料配方中的剩余其他組分，混合均勻得到混合物；再將該混勻物加入密煉機(jī)，密煉機(jī)溫度185℃，密煉時(shí)間25min；然后，再將物料送入單螺桿擠出機(jī)中，單螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在為290轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度140℃到200℃，擠出造粒得到所述耐高溫?zé)o鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。電纜料的性能參見(jiàn)表6。表4表5表6項(xiàng)目檢測(cè)方法實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9拉伸強(qiáng)度保持率%ASTMD573-25-23-19-17斷裂伸長(zhǎng)率保持率，%ASTMD573-20-21-17-18上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3