專利名稱：紫外光交聯(lián)膨脹型阻燃聚烯烴電纜絕緣護(hù)套料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚烯烴電纜材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類 阻燃聚烯烴電纜的絕緣層與護(hù)套層材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
交聯(lián)聚烯烴材料具有電性能優(yōu)異、長(zhǎng)期使用溫度高、耐腐蝕、耐壓耐熱性能好、機(jī) 械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，正越來(lái)越多地被應(yīng)用于制造交聯(lián)電線電纜。但交聯(lián)聚烯烴材料的主要 缺點(diǎn)是容易著火燃燒引起火災(zāi)。而目前最常使用的含鹵素阻燃聚烯烴材料在燃燒時(shí)會(huì)釋 放出大量煙霧和有毒、腐蝕性由化氫等氣體，妨礙人們從火災(zāi)中^l敬離和滅火工作，因此 開發(fā)無(wú)卣阻燃材料新技術(shù)及其在交聯(lián)電線電纜中的應(yīng)用已成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。
中國(guó)專利98126595.2描述了以聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、 金屬氫氧化物、紅磷、碳黑、交聯(lián)劑為組成的材料體系在高能電子束輻照交聯(lián)條件下或 在過氧化物熱引發(fā)的化學(xué)交聯(lián)條件下制備交聯(lián)無(wú)卣阻燃聚烯烴電纜，制品的極限氧指數(shù) 為41%,拉伸強(qiáng)度為llMPa,斷裂伸長(zhǎng)率為450%。日本專利JP20000265013描述了以 EVA、表面改性的金屬氬氧化物、氨基硅烷偶聯(lián)劑為復(fù)合材料體系通過化學(xué)交聯(lián)法制備 交聯(lián)無(wú)卣阻燃EVA材料，制品具有優(yōu)良的力學(xué)和阻燃性能。美國(guó)專利US2002143114描 迷了以PE、 EVA、氫氧化鋁、硅烷交聯(lián)劑和一種可以裝載硅烷交聯(lián)劑的多孔聚合物、有 機(jī)過氧化物的體系在熱引發(fā)條件下制備化學(xué)交聯(lián)無(wú)卣阻燃聚烯烴電纜，制品具有較好的 力學(xué)性能、阻燃性能和電絕緣性能。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0112600.8描述了用PE、 EVA、氫 氧化鎂、乙烯基硅氧烷、硅烷水解交聯(lián)催化劑等硅烷交聯(lián)法制備無(wú)卣阻燃聚烯烴電纜， 制品的極限氧指數(shù)達(dá)32.5%,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到12.8MPa和426。/。。中國(guó)專 利申請(qǐng)?zhí)?00510102257.9描述了以EVA、乙烯-辛烯共聚物(POE )、氫氧化鎂、交聯(lián) 劑為主的共混物體系用高能輻照交聯(lián)法制備無(wú)卣阻燃聚烯烴電纜材料，制品的氧指數(shù)大 于32%，力學(xué)性能優(yōu)良。從目前所知的專利和檢索相關(guān)文獻(xiàn)資料中可以看出(1 )無(wú)鹵 阻燃聚烯烴材料的交聯(lián)方法主要包括高能輻射交聯(lián)、過氧化物化學(xué)交聯(lián)和硅烷交聯(lián)法， 前者設(shè)備投資較高以及設(shè)備操作維護(hù)較為復(fù)雜，后者過氧化物化學(xué)交聯(lián)需高溫高壓條件， 工藝較為復(fù)雜，而硅烷交聯(lián)涉及水解反應(yīng)，制品的穩(wěn)定性差，耐壓耐溫等級(jí)低；(2)所 制備的無(wú)卣阻燃聚烯烴材料大多以金屬氫氧化物為主阻燃劑，然而金屬氫氧化物的阻燃 效率較低，至少需要在100 %~150 %的高添加量下才能達(dá)到較好的阻燃效果，這樣就嚴(yán) 重劣化了聚合物基體的相關(guān)性能。膨脹型磷氮類阻燃劑是一類高效的無(wú)鹵阻燃劑，這類 阻燃劑受熱時(shí)，由于磷和氮的協(xié)同作用，表面形成一層致密的膨脹炭層，起到隔熱、隔 氧、抑煙的作用。相對(duì)于金屬氫氧化物阻燃劑如氫氧化鎂、氫氧化鋁等，具有添加量少， 一般僅需30 % 50 %的添加量，對(duì)聚合物基體的力學(xué)性能、加工性能影響較小和阻燃效 率高等優(yōu)點(diǎn)。然而至今未見關(guān)于交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴材料的報(bào)道，這是因?yàn)樯?br> 4面所述的幾種主要交聯(lián)方法對(duì)制備交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴材料存在某些缺點(diǎn)或問 題的緣故。高能輻射交聯(lián)設(shè)備投資高、操作維護(hù)復(fù)雜、防護(hù)要求苛刻，即使可應(yīng)用于交 聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴材料，但產(chǎn)品的成本高，同時(shí)由于電子束射線的輻照面很小， 很難適用于粗電纜的交聯(lián)，電子束較高的能量也會(huì)一定程度上破壞材料的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致相
關(guān)性能的下降；過氧化物化學(xué)交聯(lián)則需要高溫高壓條件，而高溫會(huì)使磷氮類阻燃劑提前 分解，高壓則難于使磷氮類阻燃劑發(fā)生膨脹；硅烷交聯(lián)需要通過水解反應(yīng)完成交聯(lián)，而 磷氮類阻燃劑非常容易吸水而發(fā)生降解，從而降低了材料的阻燃性能和電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜的絕緣層與護(hù)套 層材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有交聯(lián)技術(shù)的上述缺點(diǎn)，獲得一種兼有膨脹阻燃和耐高溫 特性的光交聯(lián)聚烯烴電纜。
本發(fā)明的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料，其特征在于以聚 乙烯或接枝改性聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯或接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物為基料， 按其總重量100份，加入膨脹型磷氮類無(wú)鹵阻燃劑20-50份、光引發(fā)劑0.1-5.0份、多官 能團(tuán)交聯(lián)劑0.1-5.0份和復(fù)合抗氧劑0.01-1.0份，配以阻燃增效劑0.5-5.0份、消煙劑0.5-10.0 份和加工助劑0.5-5.0份組合而成。
本發(fā)明的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套層的制備方法，其特 征在于以聚乙烯或接枝改性聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯或接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共 聚物為基料，按其總重量100份，加入膨脹型磷氮類無(wú)鹵阻燃劑20-50份、光引發(fā)劑 0. 1-5. 0份、多官能團(tuán)交聯(lián)劑0. 1-5. 0份和抗氧劑0. 01-1. 0份，配以阻燃增效劑0. 5-5. 0 份、消煙劑0. 5-10. 0份和加工助劑0. 5-5. 0份，混合均勻后，在140-200。C擠出造粒成 光交聯(lián)阻燃電纜料；然后在電纜導(dǎo)電線芯上熔融擠出包覆該阻燃料成絕緣層或護(hù)套層， 隨即在波長(zhǎng)200-400 nm、光強(qiáng)400-2000 mW/cm2的紫外光下進(jìn)行紫外光輻照交聯(lián)。
所述接枝改性聚乙烯或接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物為馬來(lái)酸酐接枝改性聚乙烯 或馬來(lái)酸酐接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物或酰胺接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物。
所述膨脹型磷氮類無(wú)卣阻燃劑選自下列之一種或多種組合(1 )集酸源氣源的化合 物與炭源化合物和氣源化合物的組合；(2)集酸源氣源的化合物與集炭源氣源化合物的 組合；(3 )集酸源、氣源和炭源于一體的磷氮類阻燃劑。
所述光引發(fā)劑選自安息香雙曱醚(BDK) 、 二烷氧基苯乙酮、占噸酮、蒽醌、芴酮 或二苯曱酮(BP)及其衍生物中的一種或多種組合。
所述多官能團(tuán)交聯(lián)劑選自三聚氰酸三烯丙酯(TAC )、三聚異氰酸三烯丙酯(TAIC )、 三羥曱基丙烷三(曱基)丙烯酸酯(TMPTA)、三羥甲基丙烷三烯丙醚(TMPAE)、 季戊四醇三烯丙醚(PETAE )、季戊四醇四烯丙醚或/和三甘醇曱基丙烯酸酯(TEGMA)。
所述抗氧劑選自酚類、亞磷酸酯類、磷酸酯類或含^J旨類抗氧劑；其中酚類抗氧劑 包括2, 6-二特丁基苯酚、2, 4, 6-三特丁基苯酚(抗氧劑246 )、 4， 4，-硫代雙(6-特丁基 -3-曱基苯酚)(抗氧劑300 )或四[亞曱基-3-(3， ，5， -二特丁基-4，-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010);所述亞磷酸酯類或磷酸酯類抗氧劑包括亞磷酸三苯酯(TPP)、 亞磷酸三(2， 4-二特丁基苯基)酯(抗氧劑168)、亞磷酸三異辛酯(TI0P)或磷酸三苯 曱酯；所述含硫酯類抗氧劑包括硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)、 ^S克代二丙酸月桂十八酯 (LSTP )或硫代二丙酸二 (十三)酯(DTDTP );該復(fù)合抗氧劑以酚類抗氧劑與亞磷酸酯類 或含硫酯類為其優(yōu)選配合，以四[亞曱基-3-(3， ，5， -二特丁基-4'-羥基苯基)丙酸]季 戊四醇酯(抗氧劑1010)與亞磷酸三苯酯(TPP)或亞磷酸三(2, 4-二特丁基苯基)酯 (抗氧劑168)或硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)的配合尤佳。
所述阻燃增效劑選自硼酸鋅、超細(xì)硼酸鋅、沸石、二茂鐵、二氧化硅、氣相二氧化 硅、硅膠、硅酸鋅、有機(jī)硅類化合物、金屬氧化物、硅鉤酸和/或磷酸酯或亞磷酸酯。
所述消煙劑包括三氧化二鉬、七鉬酸銨或八鉬酸銨。
所述加工助劑為脂肪酸鹽和/或有機(jī)硅化合物。
所述集酸源氣源的化合物與炭源化合物及氣源化合物的組合是指
(1) 、聚磷酸銨(APP)和季戊四醇(PER)的混合物，或
(2) 、三聚氰胺磷酸鹽(MPP)和季戊四醇的混合物，或
(3) 、三聚氰胺多聚磷酸鹽和季戊四醇的混合物，或
(4) 、聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺或三聚氰胺尿酸鹽(MCA)的混合物。 所述集酸源氣源的化合物與集炭源氣源化合物的組合是指聚磷酸銨和大分子三。秦系
的混合物。
所迷集酸源、氣源和炭源于一體的磷氮類阻燃劑是指季戊四醇磷酸酯三聚氰胺鹽類 化合物，如商用磷氮類阻燃劑"敵火龍"。
所述脂肪酸鹽選自硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣；有機(jī)硅化合物為二 曱基硅油或羥基硅油。
膨脹型磷氮類阻燃劑是一類高效的無(wú)卣阻燃劑，具有添加量少，通常需添加30%-50% 就能得到較好的阻燃性能，對(duì)聚合物基體的力學(xué)性能和加工性能影響較小和阻燃效率高 等優(yōu)點(diǎn)。然而不交聯(lián)的膨脹型磷氮阻燃聚烯烴材料不能耐高溫，不能在高溫條件下長(zhǎng)期 工作，其耐腐蝕和耐壓性能也較差。本發(fā)明通過紫外光輻照交聯(lián)方法來(lái)制備集膨脹阻燃 和耐高溫特性于一體的交聯(lián)聚烯烴電纜。但由于膨脹型磷氮類無(wú)機(jī)阻燃劑與聚烯烴的相 容性較差，且某些磷氮類阻燃劑即使在聚烯烴熔融狀態(tài)下也不易使紫外光透過而難于引 發(fā)光交聯(lián)，因此本發(fā)明通過加入乙烯醋酸乙烯酯或其接枝共聚物或聚烯烴接枝聚合物來(lái) 改善阻燃劑在樹脂基體中的分散性及相容性，并通過選擇合適的磷氮類阻燃劑和阻燃協(xié) 效劑及消煙劑使其共混體系在熔融狀態(tài)下具有良好的透光性，從而使紫外光能穿透體系 而引發(fā)聚烯烴充分交聯(lián)。采用本發(fā)明經(jīng)紫外光交聯(lián)所獲得的膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電 纜的絕緣層與護(hù)套層的阻燃性能和力學(xué)性能優(yōu)良，氧指數(shù)大于30%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過 UL-94 V0級(jí)，拉伸強(qiáng)度大于12 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率大于350%，體積電阻率大于8 x 1014 acm,熱老化性能優(yōu)良，熔體粘度低，加工性能較好。與現(xiàn)有的輻射交聯(lián)、化學(xué)交聯(lián)和硅 烷交聯(lián)以金屬氫氧化物為主體的阻燃聚烯烴電纜材料相比，本發(fā)明的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類無(wú)囟阻燃聚烯烴電纜的絕緣與護(hù)套料及其制備方法具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì):所需交 聯(lián)設(shè)備的投資低、操作維護(hù)方便，生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品的成本低，阻燃性能、耐高溫特性和 力學(xué)性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1:
按重量份數(shù)稱取HDPE 100份，APP 30份，PER 10份，4-氯二苯曱酮2份，TAIC 1.5 份，抗氧劑300取0.3份，硼酸鋅2份，七鉬酸銨1份，羥基硅油l份；各原料組份混 合均勻后，在20(TC擠出造粒成光交聯(lián)阻燃電纜料；然后在電纜導(dǎo)電線芯上熔融擠出包覆 該阻燃料成絕緣層或護(hù)套層，隨即在紫外光輻照交聯(lián)設(shè)備中采用紫外光波長(zhǎng)200-400nm、 光強(qiáng)400-2000 mW/cm2的紫外光源下進(jìn)行絕緣層或護(hù)套層的紫外光輻照交聯(lián)。
檢測(cè)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為20.6 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率580%,氧指數(shù)33%,垂直燃燒實(shí)^^通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為8.5 x 10"O.cm,能通過158°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例2:
按重量份數(shù)稱取LLDPE 100份> MPP 25份，PER 10份，4， 4'二氯二苯甲酮1.5份， TMPTA 3份，抗氧劑168取0.2份，DLTP 0.1份，亞磷酸酯5份，三氧化二鉬1份硬脂 酸鎂2份。各原料組份混合均勻后在170。C擠出造粒，其它操作與實(shí)施例1中相同。
檢測(cè)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為18.6 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率680%,氧指數(shù)32%，垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為8.2 x 1014acm,通過158°C x i68h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例3:
按重量份數(shù)稱取LDPE IOO份，APP20份，PER10份，三聚氰胺10份，4-氯二苯 曱酉同2份，TAIC5份，抗氧劑1010取0.3份，DTDTP0.7份，沸石1份，八鉬酸銨5份， 硬脂酸鋅1.5份。各原料組份混合均勻后在158。C擠出造粒，其它操作與實(shí)施例1中相同。
檢測(cè)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為17.8 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率570%,氧指數(shù)31%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為8.5 x 1014acm,通過145°C x i68h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例4:
按重量份數(shù)稱取EVA IOO份，APP 25份，大分子三。秦系化合物IO份，十二烷基二 苯曱S同3.5份，TAIC 2.0份，抗氧劑1010取0.3份，DLTP 0.4份，硅鴒酸1.5份，三氧 化二鉬5份，羥基硅油1份。各原料組份混合均勻后在14(TC擠出造粒，其它操作與實(shí)施 例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為12.2MPa,斷裂伸長(zhǎng)率790%,氧指數(shù)30%，垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為8.5 x 1014acm，通過135°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
7實(shí)施例5:
按重量份數(shù)稱取EVA100份，MPP30份，PER10份，4-氯二苯曱酮2份，TMPTA 2.5份，抗氧劑1010取0.1份，DTDTP0.15份，二氧化硅2份，七鉬酸銨2份，硬脂酸 鈉5份。各原料組份混合均勻后在145。C擠出造粒，其它操作與實(shí)施例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為12.3MPa,斷裂伸長(zhǎng)率750%，氧指數(shù)32%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為8.6 x 10"Q.cm，通過135°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例6:
按重量份數(shù)稱取馬來(lái)酸酐接枝低密度聚乙烯100份，NP28 35份，十二烷基二苯甲 酮5份，TAC 2.5份，抗氧劑1010取0.25份，DTDTP 0.15份，硅酸鋅1.5份，，八鉬 酸銨7份，二曱基硅油1.5份。各原料組份混合均勻后在160。C擠出造粒，其它操作與實(shí) 施例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為20.6 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率530%,氧指數(shù)31%，垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為9.2 x 1014Q.cm,通過158°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例7:
按重量份數(shù)稱取馬來(lái)酸酐接枝乙烯醋酸乙烯酯共聚物100份，APP 30份，大分子 三喚系化合物10份，BP1.5份，TAIC1.5份，抗氧劑1010取0.1份，DLTP0.15份，磷 酸酯4份，三氧化二鉬5份，羥基硅油2份。各原料組份混合均勻后在160。C擠出造粒， 其它操作與實(shí)施例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為14.5MPa,斷裂伸長(zhǎng)率550%,氧指數(shù)34%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為8.8 x 10"Q.cm,通過135°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例8:
按重量份數(shù)稱取HDPE 50份，酰胺接枝乙烯醋酸乙烯酯共聚物50份，NP28 35份， BP 1.5份，TAC 5.0份，抗氧劑300取0.05份，DLTP0.15份，超細(xì)硼酸鋅2份，七鉬酸 銨10份，硬脂酸鈣5.0份。各原料組份混合均勻后在190。C擠出造粒，其它操作與實(shí)施 例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為16.6MPa,斷裂伸長(zhǎng)率720%,氧指數(shù)34%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為9.4 x 10"D.cm,通過145°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例9:
按重量份數(shù)稱取LLDPE 75份，EVA 25份，APP 16份，PER 8份，MCA 8份，BP l份，TAIC2份，抗氧劑1010取0.2份，DLTP0.1份，氧化鋅2份，三氧化二鉬8份， 硬脂酸鋅1份，二曱基硅油1份。各原料組份混合均勻后在170。C擠出造粒，其它操作與 實(shí)施例1中相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為14.1MPa,斷裂伸長(zhǎng)率620%,氧指數(shù)30%，垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為9.1 x 10"Q.cm,通過135°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例10:
按重量份數(shù)稱取LDPE 70份，馬來(lái)酸酐接枝乙烯醋酸乙烯酯共聚物30份，NP28 35 份，BP1份，TMPAE0.8份，抗氧劑1010取0.2份，DLTP0.1份，亞磷酸三苯酯3份， 七鉬酸銨2份，羥基硅油3份。各原料組份混合均勻后在165。C擠出造粒，其它操作與實(shí) 施例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為14.8MPa,斷裂伸長(zhǎng)率740%，氧指數(shù)31%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為9.3 x 10"n.cm,通過135°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例11:
按重量份數(shù)稱取馬來(lái)酸肝接枝低密度聚乙烯80份，EVA 20份,NP28 28份，4， 4' 二氯二苯曱酮2份，PETAE l份，抗氧劑1010取0.15份，氣相二氧化硅2份，八鉬酸 銨5份，二曱基硅油1.5份。各原料組份混合均勻后在16(TC擠出造粒，其它操作與實(shí)施 例1中相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本實(shí)施例制備的紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜材料的拉 伸強(qiáng)度為16.8MPa，斷裂伸長(zhǎng)率680%,氧指數(shù)32%,垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V-0級(jí)， 體積電阻率為9.5 x 1014Q.cm,通過145°C x 168h的熱老化實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1、一種紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料，其特征在于以聚乙烯或接枝改性聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯或接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物為基料，按其總重量100份，加入膨脹型磷氮類無(wú)鹵阻燃劑20-50份、光引發(fā)劑0.1-5.0份、多官能團(tuán)交聯(lián)劑0.1-5.0份和抗氧劑0.01-1.0份，配以阻燃增效劑0.5-5.0份、消煙劑0.5-10.0份和加工助劑0.5-5.0份組合而成。
2、 一種紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套層的制備方法，其特 征在于以聚乙烯或接枝改性聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯或接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共 聚物為基料，按其總重量100份，加入膨脹型磷氮類無(wú)囟阻燃劑20-50份、光引發(fā)劑 0. 1-5. 0份、多官能團(tuán)交聯(lián)劑0. 1-5. 0份和抗氧劑0. 01-1. 0份，配以阻燃增效劑0. 5-5. 0 份、消煙劑0. 5-10. 0份和加工助劑0. 5-5. 0份，混合均勻后，在140-200。C擠出造粒成 光交聯(lián)阻燃電纜料；然后在電纜導(dǎo)電線芯上熔融擠出包覆該阻燃料成絕緣層或護(hù)套層， 隨即在波長(zhǎng)200-400 nm、光強(qiáng)400-2000 mW/cm2的紫外光下進(jìn)行紫外光輻照交聯(lián)。
3、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述接枝改性聚乙烯或接枝改性 乙烯醋酸乙烯酯共聚物為馬來(lái)酸酐接枝改性聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝改性乙烯醋酸乙烯酯 共聚物或酰胺接枝改性乙烯醋酸乙烯酯共聚物。
4、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述膨脹型磷氮類無(wú)鹵阻燃劑選 自下列之一種或多種組合(1 )集酸源氣源的化合物與炭源化合物和氣源化合物的組合； (2)集酸源氣源的化合物與集炭源氣源化合物的組合；(3)集酸源、氣源和炭源于一體的磷氮類阻燃劑；所述集酸源氣源的化合物與炭源化合物及氣源化合物的組合是指(1) 、聚磷酸銨和季戊四醇的混合物，或(2) 、三聚氰胺磷酸鹽和季戊四醇的混合物，或(3) 、三聚氰胺多聚磷酸鹽和季戊四醇的混合物，或(4) 、聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺或三聚氰胺尿酸鹽的混合物； 所述集酸源氣源的化合物與集炭源氣源化合物的組合是指聚磷酸銨和大分子三嗪系的混合物；所述集酸源、氣源和炭源于一體的磷氮類阻燃劑是指季戊四醇磷酸酯三聚氰胺鹽類 化合物。
5、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述光引發(fā)劑選自安息香雙曱醚、 二烷氧基苯乙酮、占噸酮、蒽醌、芴酮或二苯曱酮及其衍生物中的一種或多種組合。
6、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述多官能團(tuán)交聯(lián)劑選自三聚氰 酸三烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯、三輕曱基丙烷三(曱基)丙烯酸酯、三羥曱基丙烷 三烯丙醚、季戊四醇三烯丙醚、季戊四醇四烯丙醚或/和三甘醇曱基丙烯酸酯。
7、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述抗氧劑選自酚類、亞磷酸酯 類、磷酸酯類或含^J旨類抗氧劑所組成；其中酚類抗氧劑包括2, 6-二特丁基苯酚、2， 4， 6-三特丁基苯酚、4，4，-硫代雙(6-特丁基-3-甲基苯酚)或四[亞曱基-3-(3， ，5， -二特丁 基-4，-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述亞磷酸酯類或磷酸酯類抗氧劑包括亞磷酸三苯 酯、亞磷酸三(2， 4-二特丁基苯基)酯、亞磷酸三異辛酯或磷酸三苯曱酯；所述含碌b酯 類抗氧劑包括硫代二丙酸二月桂S旨、硫代二丙酸月桂十八酯或硫代二丙酸二 (十三)酯；該 復(fù)合抗氧劑以酚類抗氧劑與亞磷酸酯類或含硫酯類為其優(yōu)選配合，以四[亞甲基 -3-(3， ，5' -二特丁基-4'-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)與亞磷酸三苯酯 或亞磷酸三(2， 4-二特丁基苯基)酯或硫代二丙酸二月桂酯的配合尤佳。
8、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述阻燃增效劑選自硼酸鋅、超 細(xì)硼酸鋅、沸石、二茂鐵、二氧化硅、氣相二氧化硅、硅膠、硅酸鋅、有機(jī)硅類化合物、 金屬氧化物、硅鴒酸和/或磷酸酯或亞磷酸酯。
9、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán)利 要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述消煙劑選自三氧化二鉬、七 鉬酸按或八鉬酸銨。
10、 如權(quán)利要求1所述紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜絕緣與護(hù)套料或權(quán) 利要求2所述電纜絕緣層與護(hù)套層的制備方法，特征在于所述加工助劑為脂肪酸鹽和/或 有機(jī)硅化合物；所述脂肪酸鹽選自硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅或硬脂酸釣；所述有 機(jī)硅化合物為二曱基硅油或羥基硅油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紫外光交聯(lián)膨脹型磷氮類阻燃聚烯烴電纜的絕緣與護(hù)套料及其制備方法，特征是以聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯和/或乙烯醋酸乙烯酯或馬來(lái)酸酐接枝乙烯醋酸乙烯酯或酰胺接枝乙烯醋酸乙烯酯共聚物為基料，加入膨脹型磷氮類無(wú)鹵阻燃劑、光引發(fā)劑、多官能團(tuán)交聯(lián)劑和抗氧劑，配以阻燃增效劑、消煙劑和加工助劑，擠出造粒成光交聯(lián)阻燃電纜料；然后在電纜導(dǎo)電線芯上熔融擠出包覆該阻燃料成絕緣層或護(hù)套層，隨即對(duì)該絕緣層或護(hù)套層進(jìn)行紫外光輻照交聯(lián)。經(jīng)檢測(cè)，該絕緣層或護(hù)套層材料的氧指數(shù)大于30％，垂直燃燒實(shí)驗(yàn)通過UL-94 V0級(jí)，拉伸強(qiáng)度大于12MPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于350％，體積電阻率大于8×10¹⁴Ω.cm。
文檔編號(hào)C08L23/06GK101481475SQ20081002319
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者磊 葉, 吳強(qiáng)華, 施文芳, 巍 李, 瞿保鈞, 賈振山, 馬樹軍, 鮑文波 申請(qǐng)人:黑龍江沃爾德電纜有限公司;中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)