本發明涉及電纜料領域，具體涉及一種耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。
背景技術：
：一直以來，電線電纜行業主要用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生有毒物質等缺點，已被廣大生產廠家以及消費者所詬病。因此急需尋求一種新材料來取代PVC在線纜中的應用。熱塑性彈性體，又稱為“第三代橡膠”，具有優良的力學性能和加工性能，耐候性優越，是一種極佳的替代材料。但是，傳統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達到阻燃的需求，但含鹵阻燃劑的使用，在著火時候會有毒性、腐蝕性氣體生成，易對人體造成二次傷害，并不符合我國《電子信息產品污染防治管理辦法》和歐盟ROHS指令。因此，國內許多電纜廠家都開始轉向使用低鹵，或無鹵阻燃劑的熱塑性彈性體電纜料。中國專利CN103910990A公開了一種以SEBS彈性體和聚苯醚樹脂PPO為主要原料，結合磷-氮系阻燃劑，制備無鹵阻燃彈性體電纜料的方法，能夠在85℃，相對濕度99%的環境下7天無開裂，線纜阻燃性能達到VW-1級。但該專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，同時聚苯醚的添加量較多，與體系相容性較差，導致線纜韌性較差，伸長率低于300%，而且低溫條件下容易開裂。中國專利CN102746568A公開了一種以乙烯-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、有機硅改性三元乙丙膠為主要原料結合無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁制得一種耐高溫無鹵阻燃彈性體電纜料的制備辦法，在180℃，168h老化試驗后，斷裂伸長率以及拉伸強度保持率均大于75%，阻燃性能同時達到V-0級，但由于無機阻燃劑氫氧化鎂和氫氧化鋁阻燃效率較低，需大量添加才能達到理想的阻燃效果，不但影響力學性能而且加工也比較困難。技術實現要素：本發明提供一種耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料，其目的在于解決現有的無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料一般添加PPO樹脂和無機阻燃劑，線纜易開裂、阻燃效率較低的問題。本發明以高熔點（大于165℃）的聚丙烯（PP）和耐高溫耐磨的動態硫化彈性體TPV以及延伸性能優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并不添加易使線纜開裂的PPO樹脂，并通過優化配方設計以及原料篩選，制備阻燃性能達到UL94-V0級，同時能夠長期在125℃高溫下工作的無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種耐高溫無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：熱塑性動態硫化彈性體5~30份，均聚聚丙烯10~30份，苯乙烯類彈性體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，潤滑劑1~3份，抗氧劑0.3~1.2份，光穩定劑0.1~0.5份；所述熱塑性動態硫化彈性體由三元乙丙橡膠、聚丙烯、橡膠油、交聯劑、交聯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態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%，交聯劑所占的重量百分含量為0.3%~1.5%，交聯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大于165℃，熔融指數MI為3.0~30.0kg/10min；所述苯乙烯類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直鏈烷烴油，其閃點大于230℃，在40℃條件下的運動黏度在50到200mm2/s之間。上述技術方案中的有關內容解釋如下：1.上述方案中，所述熱塑性動態硫化彈性體（英文簡稱TPV）是采用現有技術中存在的動態硫化工藝而制備得到的彈性體，動態硫化工藝指在橡膠和熱塑性塑料熔融共混過程中使橡膠硫化，在橡膠在硫化的同時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相中。在所述熱塑性動態硫化彈性體中，所述三元乙丙橡膠由三種單體共聚反應合成，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%；在所述熱塑性動態硫化彈性體中，所述聚丙烯的熔點在165℃以上，熔融指數為0.2~30kg/10min；所述橡膠油為閃點大于250℃的環烷油或石蠟油或二者以任意比例的混合物；所述交聯劑為過氧化物交聯劑，所述交聯助劑為丙烯酸類助交聯劑；所述其他加工助劑包括抗氧劑與光穩定劑。所述交聯劑為過氧化而異丙苯（英文簡稱DCP，CAS:80-43-3）、1,3-雙（叔丁過氧異丙基）（英文簡稱BIPB，CAS:2122-81-9）或過氧化苯甲酰（英文簡稱BPO，CAS:94-36-0）；所述交聯助劑選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（英文簡稱TMPTA，CAS:15625-89-5）、乙二醇二乙酸酯（英文簡稱EGDA，CAS:111-55-7）、三聚氰酸三烯丙酯（英文簡稱TAC，CAS:101-37-1）以及三烯丙基異三聚氰酸酯（英文簡稱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稱為POE，優選地，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，所述苯乙烯類彈性體的英文簡稱為SEBS，優選地，所述苯乙烯在所述苯乙烯類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大于170℃，熔融指數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抗氧劑和硫代酯類輔助抗氧劑的復配物，所述受阻酚類抗氧劑和硫代酯類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；所述硫代酯類輔助抗氧劑選自硫代二丙烯酸雙十二醇酯(英文簡稱DLTDP，CAS:123-28-4)、硫代二丙烯酸雙十八醇酯(英文簡稱DSTDP，CAS:693-36-7)以及硫代二丙烯酸雙十四醇酯中的任意一種（英文簡稱DMTDP，CAS:16545-54-3）。9．上述方案中，在所述原料配方中，所述光穩定劑選自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，先將組分苯乙烯類彈性體和橡膠油在高速混料機中高速攪拌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，密煉機溫度160℃~190℃，密煉時間20~30min；然后，再將物料送入單螺桿擠出機中，單螺桿擠出機的轉速為200轉/分鐘到500轉/分鐘，擠出溫度140℃到200℃，擠出造粒得到所述耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。本發明設計原理：本發明不含有PPO樹脂和無機過氧化物阻燃劑，通過膨脹型阻燃劑不同組分之間的協效配合，采用高熔點均聚聚丙烯、耐侯性優良的熱塑性動態硫化彈性體TPV、苯乙烯類彈性體以及高閃點橡膠油，并通過抗氧劑之間的調整，產品能夠通過150℃、240h耐老化試驗，滿足在125℃的環境下長期使用的要求，并且產品在低溫下不易開裂，阻燃性能達到V-0級，能夠滿足大多數電線電纜的需求。本發明的耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料的主要物理機械性能如下：硬度（邵氏）（ASTMD2240）：85A~90A；拉伸強度（ASTMD412）：≧13Mpa；伸長率（ASTMD412）：≧450%；150℃240小時老化試驗(ASTMD573)：拉伸強度變化率：≦25%；伸長率變化率：≦25%；阻燃性（UL94）：V-0。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步描述：實施例1~5：一種耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料制備方法：根據表1中的配方，先將組分苯乙烯類彈性體和橡膠油在高速混料機中高速攪拌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，密煉機溫度185℃，密煉時間25min；然后，再將物料送入單螺桿擠出機中，單螺桿擠出機的轉速控制在為290轉/分鐘，擠出溫度140℃到200℃，擠出造粒得到所述耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。電纜料的性能參見表3。比較例1制備方法：將PPO22份，SEBS10份，基礎油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中，混和8分鐘后得到混合物，將該混和物加入到密煉機中，密煉溫度185℃，密煉時間25min。隨后將密煉完成的物料加入單螺桿擠出機，溫度控制范圍為140℃~200℃，螺桿轉速控制在290rpm。性能見表5。表1：實施例1~5的原料配方（單位：重量份數）表1的內容說明如下：1、實施例1~5中的熱塑性動態硫化彈性體均由三元乙丙橡膠、聚丙烯、橡膠油、交聯劑、交聯助劑、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%；所述聚丙烯的熔點在165℃以上，熔融指數為0.2~30kg/10min；所述橡膠油為閃點大于250℃的環烷油或石蠟油或二者以任意比例的混合物；所述交聯劑為過氧化物交聯劑，所述交聯助劑為丙烯酸類助交聯劑；所述其他加工助劑為抗氧劑和光穩定劑。實施例1~5中的熱塑性動態硫化彈性體的配方如表2所示。表2：實施例1~5中的熱塑性動態硫化彈性體的配方（單位：重量百分含量）表3：熱塑性動態硫化彈性體中的部分組分的具體選擇2、實施例1~5的均聚聚丙烯的熔點均大于165℃，熔融指數MI為3.0~30.0kg/10min。3、實施例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：實施例1為石蠟油，實施例2為石蠟油，實施例3為環烷油，實施例4為石蠟油與白油按照體積比為1：1的混合物，實施例5為石蠟油與環烷油按照體積比為1：1的混合物；實施例1~5的所述橡膠油的閃點均大于230℃，在40℃條件下的運動黏度在50到200mm2/s之間。6、成炭劑：實施例1為2,4,6-三（N-羥甲基氨基）-1,3，5-三嗪，實施例2為2,4,6-三（N-羥甲基-N-甲氧甲基氨基）-1,3,5-三嗪，實施例3為2,4,6-三（N,N-二羥甲基氨基）-1,3,5-三嗪，實施例4為2,4,6-三（N,N-二甲氧甲基氨基）-1,3,5-三嗪，實施例5為2,4,6-三（N-羥甲基氨基）-1,3，5-三嗪。7、抗氧劑A：實施例1為抗氧劑1010，實施例2為抗氧劑1098，實施例3為抗氧劑2246，實施例4為抗氧劑1010，實施例5為抗氧劑1098。8、抗氧劑B：實施例1為DLTDP，實施例2為DSTDP，實施例3為DMTDP，實施例4為DLTDP，實施例5為DSTDP。9、潤滑劑：實施例1為硅酮，實施例2為硅油，實施例3為硅油與芥酸酰胺按照質量比為1：1的混合物，實施例4為硬脂酸鹽，實施例5為硅油與PE蠟按照質量比為1：1的混合物。10、光穩定劑：實施例1為2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，實施例2為雙（2,266-四甲基-4-哌啶基）葵二酸酯，實施例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]}，實施例4為雙（2,266-四甲基-4-哌啶基）葵二酸酯，實施例5為2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯。實施例6~9：一種耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料制備方法：實施例6的原料與實施例1相同，實施例7的原料與實施例2相同，實施例8的原料與實施例3相同，實施例9的原料與實施例4相同。根據上述原料配方，先將組分苯乙烯類彈性體和橡膠油在高速混料機中高速攪拌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，密煉機溫度185℃，密煉時間25min；然后，再將物料送入單螺桿擠出機中，單螺桿擠出機的轉速控制在為290轉/分鐘，擠出溫度140℃到200℃，擠出造粒得到所述耐高溫無鹵阻燃熱塑性彈性體電纜料。電纜料的性能參見表6。表4表5表6項目檢測方法實施例6實施例7實施例8實施例9拉伸強度保持率%ASTMD573-25-23-19-17斷裂伸長率保持率，%ASTMD573-20-21-17-18上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3