本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，國內(nèi)外為減少因電線電纜著火造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，通過在原有聚烯烴電纜材料中添加氫氧化鎂、氫氧化鋁等無機(jī)阻燃劑，開發(fā)出了環(huán)境友好的低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜材料。但由于無機(jī)阻燃劑的阻燃效率較低，為滿足阻燃需求，阻燃劑的添加量非常大，導(dǎo)致低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的硬度較高，柔順性下降，力學(xué)性能降低，特別是耐熱性嚴(yán)重下降，目前電纜用熱塑性低煙無鹵阻燃材料最高僅能達(dá)到90℃耐溫等級。

為了提高低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的耐熱性能和耐溫等級，現(xiàn)有辦法是采用交聯(lián)技術(shù)，使低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料由原來的線性結(jié)構(gòu)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)技術(shù)在提高低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的耐熱性能同時(shí)，也改變了材料原有的加工性能，使得材料的加工窗口變窄，產(chǎn)生的邊角料不能回收，材料擠出表面光澤度降低等一系列問題。同時(shí)，因交聯(lián)是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)難以準(zhǔn)確控制，交聯(lián)后的低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料耐熱性能波動，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等一系列缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料及其制備方法，可有效解決非交聯(lián)低煙無鹵阻燃材料耐熱性較低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂65-90份、接枝相容劑15-30份、無機(jī)阻燃劑180-210份、潤滑劑5-8份、偶聯(lián)劑5-8份、抗氧劑1-3份、加工改性劑6-10份和無鹵色母粒0-5份。

進(jìn)一步地，一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂65份、接枝相容劑28份、無機(jī)阻燃劑190份、潤滑劑8份、偶聯(lián)劑8份、抗氧劑3份、加工改性劑8份和無鹵色母粒2份。

進(jìn)一步地，聚丙烯樹脂為熔指小于25g/10min的均聚物、共聚物或接枝聚合物。

進(jìn)一步地，接枝相容劑為馬來酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體和馬來酸酐接枝聚烯烴中的至少一種。

進(jìn)一步地，無機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、多聚磷酸銨、微膠囊化紅磷、硼酸鋅和三聚氰胺氰尿酸鹽中的至少一種。

進(jìn)一步地，無機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂按重量比4:1混合的混合物、氫氧化鎂和三聚氰胺氰尿酸鹽按重量比3:2混合的混合物、氫氧化鎂與多聚磷酸銨以及硼酸鋅按重量比3:1:1混合的混合物中的一種。

進(jìn)一步地，潤滑劑為聚乙烯蠟、石臘、硬脂酸、硬脂酸鈣、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟和氧化聚丙烯蠟中的至少一種。

進(jìn)一步地，偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑和稀土復(fù)合偶聯(lián)劑中的至少一種。

進(jìn)一步地，抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑300；加工改性劑為含氟聚合物或硅酮；無鹵色母料為用聚乙烯作載體的無鹵色母料。

上述電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配方稱取各原料，然后投入高速捏合機(jī)中，混合均勻；其中混合溫度為80-135℃，混合時(shí)間為10-20min；

(2)將步驟(1)混勻物料投入帶有排氣系統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉擠出，然后再投入單螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，最后通過磨面熱切和風(fēng)冷制得電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料；其中雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為115-185℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150-300r/min；單螺桿擠出機(jī)擠出溫度為155-185℃，螺桿轉(zhuǎn)速為120-200r/min。

本發(fā)明提供的電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料及其制備方法，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明通過特定的配方，配方中各組分相互作用，起到協(xié)同作用效果，再經(jīng)過特定的工藝過程，不需要經(jīng)過交聯(lián)技術(shù)即可獲得能長期在135℃條件下使用的熱塑性低煙無鹵阻燃材料，從而節(jié)約了成本。

(2)本發(fā)明提供的材料阻燃效果優(yōu)異、環(huán)保無毒、無污染，加工邊角余料還可直接回收利用。

(3)本發(fā)明制備方法簡單可行，無粉塵污染，易操作，可適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂65份、馬來酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物15份、無機(jī)阻燃劑180份、石臘5份、硅烷偶聯(lián)劑KH550 5份、抗氧劑1010 1份和硅酮6份；其中聚丙烯樹脂是熔指為18g/10min的聚丙烯共聚物；無機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂按重量比4:1混合的混合物。

上述電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配方稱取各原料，然后投入高速捏合機(jī)中，混合均勻；其中混合溫度為100℃，混合時(shí)間為15min；

(2)將步驟(1)混勻物料投入帶有排氣系統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉擠出，然后再投入單螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，得電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料；其中雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為135℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min；單螺桿擠出機(jī)擠出溫度為155℃，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min。

實(shí)施例2

一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂65份、馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體28份、無機(jī)阻燃劑190份、低分子聚乙烯8份、硅烷偶聯(lián)劑KH550 8份、抗氧劑1010 3份、硅酮8份和聚乙烯色母粒2份；其中聚丙烯樹脂是熔指為18g/10min的聚丙烯接枝聚合物；無機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂按重量比4:1混合的混合物。

上述電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配方稱取各原料，然后投入高速捏合機(jī)中，混合均勻；其中混合溫度為135℃，混合時(shí)間為20min；

(2)將步驟(1)混勻物料投入帶有排氣系統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉擠出，然后再投入單螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，得電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料；其中雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為185℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min；單螺桿擠出機(jī)擠出溫度為185℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。

實(shí)施例3

一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂72份、馬來酸酐接枝聚烯烴20份、無機(jī)阻燃劑180份、硬脂酸鈣6份、稀土復(fù)合偶聯(lián)劑6份、抗氧劑1010 2份、硅酮7份和聚乙烯色母粒2份；其中聚丙烯樹脂是熔指為15g/10min的聚丙烯接枝聚合物；無機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂與多聚磷酸銨以及硼酸鋅按重量比3:1:1混合的混合物。

上述電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配方稱取各原料，然后投入高速捏合機(jī)中，混合均勻；其中混合溫度為115℃，混合時(shí)間為20min；

(2)將步驟(1)混勻物料投入帶有排氣系統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉擠出，然后再投入單螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，得電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料；其中雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為165℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min；單螺桿擠出機(jī)擠出溫度為165℃，螺桿轉(zhuǎn)速為130r/min。

實(shí)施例4

一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂88份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、無機(jī)阻燃劑200份、聚乙烯蠟8份、硅烷偶聯(lián)劑KH550 8份、抗氧劑1010 3份、硅酮10份和聚乙烯色母粒3份；其中聚丙烯樹脂是熔指為18g/10min的聚丙烯接枝聚合物；無機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂與多聚磷酸銨以及硼酸鋅按重量比3:1:1混合的混合物。

上述電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配方稱取各原料，然后投入高速捏合機(jī)中，混合均勻；其中混合溫度為90℃，混合時(shí)間為20min；

(2)將步驟(1)混勻物料投入帶有排氣系統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉擠出，然后再投入單螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，得電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料；其中雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為180℃，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min；單螺桿擠出機(jī)擠出溫度為180℃，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。

實(shí)施例5

一種電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料，由以下重量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂90份、馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體30份、無機(jī)阻燃劑210份、硬脂酸8份、磷酸酯偶聯(lián)劑8份、抗氧劑300 3份、硅酮10份和聚乙烯色母粒3份；其中聚丙烯樹脂是熔指為20g/10min的聚丙烯共聚物；無機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂和三聚氰胺氰尿酸鹽按重量比3:2混合的混合物。

上述電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配方稱取各原料，然后投入高速捏合機(jī)中，混合均勻；其中混合溫度為135℃，混合時(shí)間為10min；

(2)將步驟(1)混勻物料投入帶有排氣系統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉擠出，然后再投入單螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，得電纜用135℃熱塑性低煙無鹵阻燃材料；其中雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為185℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min；單螺桿擠出機(jī)擠出溫度為185℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。

對本發(fā)明制得產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果見表1：

表1各實(shí)施例檢測結(jié)果

由表1可知，本發(fā)明產(chǎn)品各項(xiàng)性能均較優(yōu)異，尤其是實(shí)施例2產(chǎn)品綜合性能最佳。

本發(fā)明制得的產(chǎn)品不含鹵素，燃燒時(shí)不會產(chǎn)生大量濃煙，不會污染環(huán)境，環(huán)保性能好，同時(shí)，該產(chǎn)品阻燃效果好，耐高溫性能強(qiáng)，可長期在135℃使用，安全性高。