本發(fā)明屬于聚乙烯電纜料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料及其制備方法。

背景技術(shù)：

我們生活的地球環(huán)境日益遭到嚴(yán)重污染，并且已經(jīng)危及人類的生活質(zhì)量和健康。而傳統(tǒng)使用的聚氯乙烯(PVC)絕緣電線電纜，就是一個(gè)十分嚴(yán)重的污染源。其主要危害在于引發(fā)電氣火災(zāi)以及生產(chǎn)和廢棄時(shí)產(chǎn)生二噁英、鹵化物、重金屬等有害物質(zhì)，所以當(dāng)今電線電纜行業(yè)已經(jīng)推行無(wú)鹵、低煙阻燃的電線電纜。而且隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電線電纜的需求不斷增加，同時(shí)對(duì)電線電纜的各種性能也提出了更高的要求。

以低密度聚乙烯(LDPE)制備的電線電纜料的主要缺點(diǎn)是耐熱性能差和易燃燒，而交聯(lián)可以大大提升聚乙烯的耐熱性能。目前聚乙烯交聯(lián)方式主要分為：輻照交聯(lián)、過(guò)氧化物交聯(lián)和硅烷交聯(lián)?！痘瘜W(xué)通報(bào)》(2006年第1期18頁(yè))報(bào)道，輻射交聯(lián)即利用γ射線(Co-60源)或高能電子束(電子加速器)照射聚合物，生成高分子自由基，自由基相互結(jié)合形成交聯(lián)鍵，使線性的高分子材料變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)高、安全防護(hù)難度大且對(duì)材料性能損傷大；過(guò)氧化物交聯(lián)是以有機(jī)過(guò)氧化物作為交聯(lián)劑，但是由于對(duì)溫度、壓力條件的控制比較苛刻，所以在工業(yè)生產(chǎn)上存在困難；硅烷交聯(lián)方式設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)率較高，適用于厚、薄等各種形狀的制品，同時(shí)也適用于填充型復(fù)合材料，因此受到普遍的重視。雖然聚乙烯經(jīng)過(guò)硅烷交聯(lián)后，其耐熱性能有了很大的提升，但是阻燃性能還是很差。由于聚乙烯的氧指數(shù)為28，也就是說(shuō)聚乙烯容易燃燒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供一種硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述的技術(shù)要求，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：將45～65wt％的低密度聚乙烯、5～10wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～5wt％的通式為RSi(OR′)3的硅烷、0.1～0.5wt％的過(guò)氧化物引發(fā)劑、0.01～0.1wt％的交聯(lián)催化劑、15～30wt％的改性納米Mg(OH)2、5～15wt％的聚磷酸銨和0.5～1wt％的抗氧化劑1010，在150～160℃條件下進(jìn)行混煉，造粒，制得硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料。

在上述技術(shù)方案中：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為乙酸乙烯含量為28％、33％、40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種；硅烷為乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的一種以上；過(guò)氧化物引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯、二丁基過(guò)氧化物、BPO中的一種；交聯(lián)催化劑為二丁基錫二月硅酸、烷基苯磺酸、鹽酸中的一種；改性納米Mg(OH)2為經(jīng)納米級(jí)微乳液表面改性的納米Mg(OH)2，其粒徑≤100nm；聚磷酸銨為相對(duì)分子量為2000、2500、3100的聚磷酸銨中的一種。

本發(fā)明采用分解溫度高于Al(OH)3的Mg(OH)2作為主阻燃劑，可避免由于Al(OH)3的分解使得樹(shù)脂內(nèi)部產(chǎn)生氣泡而影響材料的力學(xué)性能和表觀；另將納米Mg(OH)2經(jīng)納米級(jí)微乳液表面改性處理，克服了納米Mg(OH)2在材料制備過(guò)程中的團(tuán)聚現(xiàn)象，改善了材料的熱力學(xué)性能。

單獨(dú)使用納米Mg(OH)2作為阻燃劑，其阻燃效率比較低，故加入粒徑≤100nm的Mg(OH)2粉末作為主阻燃劑使其阻燃性能提高的同時(shí)，加入相對(duì)分子量為2000、2500和3100的聚磷酸銨作為輔阻燃劑，兩者的相互協(xié)同作用，大大提升了材料的阻燃性能。

本發(fā)明原料易得，工藝簡(jiǎn)單；所制備的硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料的氧指數(shù)為32.5～36，拉伸強(qiáng)度為12～15MP，斷裂伸長(zhǎng)率為415～450％；故具有抗拉強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大、抗老化性能強(qiáng)和耐溫性能好的特點(diǎn)，該電纜料不僅不含鹵素，且鉛、銻等八種重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB18585-2001的規(guī)定值，廢棄時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述；

本具體實(shí)施方式中所涉及的改性納米Mg(OH)2為經(jīng)納米級(jí)微乳液表面改性的納米Mg(OH)2，其粒徑≤100nm；低密度聚乙烯為密度為0.90g/cm3，MFR為1.8g/10min的低密度聚乙烯。在以下實(shí)施例中不再贅述。

實(shí)施例1：

一種硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料及其制備方法：將45～55wt％的低密度聚乙烯、7～10wt％乙酸乙烯含量為40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、3～5wt％的通式為RSi(OR′)3的乙烯基三乙基硅烷、0.3～0.5wt％的過(guò)氧化二異丙苯、0.07～0.1wt％的二丁基錫二月硅酸、25～30wt％的改性納米Mg(OH)2、5～10wt％的相對(duì)分子量為2500的聚磷酸銨和0.75～1wt％的抗氧化劑1010，在150～160℃條件下進(jìn)行混煉，造粒，制得硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料。該電纜料的氧指數(shù)為33～36、拉伸強(qiáng)度為12～14MP和斷裂伸長(zhǎng)率為420～450％。

實(shí)施例2：

一種硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料及其制備方法：將50～60wt％的低密度聚乙烯、6～8wt％乙酸乙烯含量為33％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～4wt％的通式為RSi(OR′)3的乙烯基三甲基硅烷、0.2～0.4wt％的二丁基過(guò)氧化物、0.04～0.07wt％的烷基苯磺酸、20～25wt％的改性納米Mg(OH)2、7～13wt％相對(duì)分子量為3100的聚磷酸銨和0.7～0.8wt％的抗氧化劑1010，在150～160℃條件下進(jìn)行混煉，造粒，制得硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料。該電纜料的氧指數(shù)為33.1～35、拉伸強(qiáng)度為13～14.4MP和斷裂伸長(zhǎng)率為419～443％。

實(shí)施例3：

一種硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料及其制備方法：將55～65wt％的低密度聚乙烯、5～7wt％乙酸乙烯含量為28％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2～3wt％的通式為RSi(OR′)3的甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、0.1～0.3wt％的BPO、0.01～0.04wt％的鹽酸、15～20wt％的改性納米Mg(OH)2、10～15wt％聚磷酸銨為相對(duì)分子量為2000的聚磷酸銨和0.5～0.75wt％的抗氧化劑1010，在150～160℃條件下進(jìn)行混煉，造粒，制得硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料。該電纜料的氧指數(shù)為32.5～34、拉伸強(qiáng)度為12.5～15MP和斷裂伸長(zhǎng)率為415～440％。

本具體實(shí)施方式采用分解溫度高于Al(OH)3的Mg(OH)2作為主阻燃劑，可避免由于Al(OH)3的分解使得樹(shù)脂內(nèi)部產(chǎn)生氣泡而影響材料的力學(xué)性能和表觀；另將納米Mg(OH)2經(jīng)納米級(jí)微乳液表面改性處理，克服了納米Mg(OH)2在材料制備過(guò)程中的團(tuán)聚現(xiàn)象，改善了材料的熱力學(xué)性能。單獨(dú)使用納米Mg(OH)2作為阻燃劑，其阻燃效率比較低，故加入粒徑≤100nm的Mg(OH)2粉末作為主阻燃劑使其阻燃性能提高的同時(shí)，加入相對(duì)分子量為2000、2500和3100的聚磷酸銨作為輔阻燃劑，兩者的相互協(xié)同作用，大大提升了材料的阻燃性能。

本具體實(shí)施方式原料易得，工藝簡(jiǎn)單；所制備的硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃聚乙烯電纜料的氧指數(shù)在32.5～36，拉伸強(qiáng)度12～15MP，斷裂伸長(zhǎng)率415～450％，故具有抗拉強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大、抗老化性能強(qiáng)，耐溫性能好的特點(diǎn)，該電纜料不僅不含鹵素，且鉛、銻等八種重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB18585-2001的規(guī)定值，廢棄時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。