一種無鹵阻燃電纜材料的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種無鹵阻燃電纜材料，按照重量份數，其配方中包括：EVA樹脂：30～50份，硅烷偶聯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樹脂中VA的含量為30%；所述硅烷偶聯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%。本發明的無鹵阻燃電纜材料是一種阻燃性能好且力學綜合性能優良的環保型電纜材料，其配方中涉及的原料都是易得易加工的，適用于工業中的大規模生產。
【專利說明】—種無鹵阻燃電纜材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及電纜材料，具體而言，涉及一種無鹵阻燃電纜材料。
【背景技術】
[0002]阻燃電纜料是一種具有阻燃性能的電纜材料，通過成束電纜燃燒試驗檢驗其阻燃性能。目前常用的阻燃電纜料是塑料阻燃電纜料，如聚乙烯護套電纜料、聚氟乙烯護套電纜料、聚氯乙烯護套電纜料等等，這些阻燃電纜料具有以下特點:自身具有阻燃性；阻燃同時可以保證良好的力學性能、加工性能等；有較低的發煙量和毒性。
[0003]氫氧化鎂是無鹵阻燃電纜料中常用的綠色環保阻燃劑，具有無鹵、高效、低毒的優點，但是同時也存在著與基礎樹脂相容性差的缺點，也因為阻燃劑的高填充量使得電纜料的力學性能降低。因此，如何提高無鹵阻燃電纜材料的阻燃性能和力學性能是需要解決的問題。

【發明內容】

[0004]本發明解決了現有技術中的不足，提供一種阻燃性能好的無鹵阻燃電纜材料。
[0005]本發明的技術方案為:一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，按照重量份數，其配方中包括:EVA樹脂:30-50份，硅烷偶聯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樹脂中VA的含量為30% ;所述硅烷偶聯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]優選地，按照重量份數，其配方中包括:EVA樹脂:45份，硅烷偶聯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樹脂中VA的含量為30%;所述硅烷偶聯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]優選地，所述硅烷偶聯劑為KH560，所述KH560純度大于99%。
[0008]優選地，所述氫氧化鎂的純度大于99%，其表面積為7-15 Itl2 /g。
[0009]優選地，所述相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
[0010]優選地，所述抗氧劑為多酚抗氧劑1010。
[0011]優選地，所述助劑為潤滑劑、交聯劑和顏料中的一種或混合物。
[0012]優選地，所述潤滑劑為硬脂酸鈣或石蠟，所述交聯劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
[0013]本發明的解決了現有技術的缺陷，具有以下有益效果:
[0014]1.本發明的配方中添加了 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，這是因為三聚氰胺氰尿酸鹽本身是一種含氮無鹵環保的阻燃劑，無毒、熱穩定性好且易加工；而且其還具有潤滑劑的作用，提高電纜材料的力學性能。
[0015]2.本發明的配方中主要阻燃劑為硅烷偶聯劑改性的氫氧化鎂，其與三聚氰胺氰尿酸鹽能夠起到很好的協效阻燃效果，提高了無鹵阻燃電纜材料的阻燃性能。
[0016]3.本發明的無鹵阻燃電纜材料是一種阻燃性能好且力學綜合性能優良的環保型電纜材料，其配方中涉及的原料都是易得易加工的，適用于工業中的大規模生產。
【具體實施方式】
[0017]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明，并使本發明的上述優點能夠更加明顯易懂，下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0018]實施例1
[0019]首先將氫氧化鎂阻燃劑進行表面改性，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量分數保持在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，再加入硅烷偶聯劑KH560水溶液，KH560水溶液的純度要大于99%，繼續攪拌I小時，攪拌速度為4000轉/分鐘，待混合料乳化后抽濾、烘干(110°C )、研磨、過篩，得到硅烷偶聯劑改性的氫氧化鎂阻燃劑，放置在干燥處,備用。
[0020]然后制備無鹵阻燃電纜材料，步驟如下:
[0021]( I)按照配方表I中對應的重量比例稱取各組分，備用；
[0022](2)密煉機溫度升至130°C，將EVA與相容劑的混合物加入到密煉機中，混合物軟化熔融后直至扭矩穩定，再加入硅烷偶聯劑改性的氫氧化鎂粉體和三聚氰胺氰尿酸鹽的混合物，繼續密煉，溫度為135°C左右，時間為20分鐘，制得復合材料；
[0023](3)將密煉后的復合材料模壓成型，在模溫度為130°C時加料，預熱，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，制得本發明的無鹵阻燃電纜材料。
[0024]實施例2-5
[0025]根據配方表I中對應的各組分稱取原料，備用；其余步驟如實施例1。
[0026]對比例
[0027](I)稱取材料配方中各組分的重量比例與實施例2中各組分的重量比例相同，稱取，備料；
[0028](2)密煉機溫度升至130°C，將EVA與相容劑的混合物加入到密煉機中，混合物軟化熔融后直至扭矩穩定，再加入硅烷偶聯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)，繼續密煉，溫度仍然保持135°C，時間為20分鐘，制得復合材料；
[0029](3)將密煉后的復合材料模壓成型，在模溫度為130°C時加料，預熱，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，冷卻制樣后得到無鹵阻燃聚烯烴電纜料。
[0030]性能測試
[0031]對實施例1-3和對比例中制得的無鹵阻燃電纜材料進行性能測試。包括垂直燃燒性能測試、極限氧指數測試和力學性能測試。垂直燃燒性能是描述阻燃電纜料的阻燃性能的一個重要指標，阻燃等級分為FV-0、FV-1、FV-2三個等級，其中FV-O的阻燃級別最高，阻燃性能最優越。垂直性能燃燒測試的標準為GB/T2918-1996，將樣品按標準制成樣條，在垂直燃燒儀上做阻燃性能測試。
[0032]極限氧指數是指聚合物在氧和氮混合氣體中當剛能支持其燃燒時的氧的體積分數濃度，是表征材料燃燒行為的指數，本發明電纜材料的極限氧指數的測定標準為GB2406.2-2009。力學性能測試按照GB/T1040-2006的測試標準進行測試。
[0033]由表2中可知，實施例1-3中，實施例2的燃燒等級為FV-0，而實施例1和實施例3的燃燒等級樣條有火焰燃燒時間與第二次施焰后有焰/無焰燃燒時間之和均比實施例2中的時間長，說明實施例2比實施例1和實施例3的電纜材料的阻燃性能好，通過實施例2配方中的其他組分比例，當EVA45%用量為和硅烷偶聯劑改性過的氫氧化鎂用量為40%時，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]實施例2與實施例4和實施例5對比，其中MCA的用量分別為4%、2%、8%，這三個實施例中的燃燒等級均為FV-0，但是三個實施例中的電纜材料的極限氧指數卻不一樣，隨著MCA在物料配方中 的增加，極限氧指數下降，2%-4%極限氧指數均在30%以上，而當MCA的含量達到8%時，實施例5的電纜材料的極限氧指數降到28.7%，電纜材料的極限氧指數在30%以上才能達到材料的阻燃效果，綜合垂直燃燒和極限氧指數的測定結果，實施例2制得的電纜材料的阻燃性能最佳，因此本發明實施例2為最佳實施例。
[0035]實施例1-5與對比例的不同之處是實施例中添加了 MCA，而對比例中未添加MCA，配方中其他組分種類與含量參照本發明的最佳實施例2。表2中的各項性能測試結果，實施例中制備的電纜材料的阻燃性能和力學性能總體比對比例中的要好的多，這說明MCA在該配方中對電纜材料的阻燃性能和力學性能有較大影響。
[0036]在本發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，因為MCA過量也會影響電纜材料的極限氧指數同樣也會降低其阻燃性能。在做燃燒試驗時，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。
[0037]表2中的測試數據可知，MCA的加入以及MCA的添加量對電纜材料的拉伸強度和斷裂伸長率也有很大的影響，加入MCA材料的拉伸強度和斷裂伸長率明顯增大，說明添加了 MCA的電纜材料的韌性較好，且在MCA添加量為4%的時候其力學性能最好。MCA對于硅烷偶聯劑改性的氫氧化鎂阻燃劑來說，除了協效硅烷偶聯劑改性的氫氧化鎂之外，還具有潤滑劑的作用，因此一定量的MCA可以促進阻燃劑與EVA樹脂的相容性，從而能夠提高電纜材料的力學性能。
[0038]本發明中所涉及的儀器有密煉機、成型機、水平垂直燃燒測定儀和其他儀器都是行業內常見的生產儀器，在配料中根據實際生產需要添加的顏料也是常見的顏料，如:炭
黑、氧化鐵紅、酞青蘭等。
[0039]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。
[0040]表I配方表單位(重量份)[0041]
【權利要求】
1.一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，按照重量份數，其配方中包括: EVA樹脂:30-50份，硅烷偶聯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樹脂中VA的含量為30% ;所述硅烷偶聯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.根據權利要求1所述的一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，按照重量份數，其配方中包括: EVA樹脂:45份，硅烷偶聯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樹脂中VA的含量為30% ;所述硅烷偶聯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.根據權利要求2所述的一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為KH560，所述KH560純度大于99%。
4.根據權利要求2所述的一種無鹵阻燃電纜材料，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.根據權利要求2所述的一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
6.根據權利要求2所述的一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述抗氧劑為多酚抗氧劑1010。
7.根據權利要求2所述的一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述助劑為潤滑劑、交聯劑和顏料中的一種或混合 物。
8.根據權利要求7所述的一種無鹵阻燃電纜材料，其特征在于，所述潤滑劑為硬脂酸鈣或石蠟，所述交聯劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
【文檔編號】C08K9/06GK103450550SQ201310385363
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】羅超華, 范魏魏 申請人:江蘇達勝高聚物有限公司