一種耐油耐高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電線電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐油耐高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻 燃電線電纜材料的設(shè)計(jì)思路和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電線電纜阻燃技術(shù)的發(fā)展，以及人們對電線電纜火災(zāi)事故認(rèn)識的加強(qiáng)，國內(nèi) 外各領(lǐng)域使用電線電纜的部門對電線電纜無鹵阻燃的呼聲也越來越高，電線電纜料的無鹵 阻燃化已是大勢所趨。傳統(tǒng)的電線電纜料基本上用的是含鹵的PVC(聚氯乙烯，分子中含氯 元素）材料，但是含鹵線纜燃燒時(shí)會產(chǎn)生鹵化氫有毒煙霧，使在場受災(zāi)人員迷失方向、阻礙 呼吸，容易被熏倒，難以逃離火患現(xiàn)場，造成人員傷亡的嚴(yán)重后果，同時(shí)，燃燒產(chǎn)生的鹵化氫 酸性物質(zhì)會嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)場設(shè)備，造成設(shè)備永久故障或者間歇性故障，妨礙其后續(xù)之可靠運(yùn) 作，進(jìn)而亦造成較大經(jīng)濟(jì)損失。各種慘痛的火災(zāi)危害教訓(xùn)使各國人們越來越認(rèn)識到使用環(huán) 保無鹵材料的重要性。但是無鹵化阻燃電線電纜料制備難度很大，目前電線電纜行業(yè)仍普 遍使用傳統(tǒng)的聚氯乙烯（PVC)阻燃電纜料或聚烯烴基體配合含鹵素類阻燃劑/三氧化二銻 (Sb 203)制備的阻燃電纜料。另外，要做到耐溫等級達(dá)105°C以上耐高溫電纜料，PVC材料亦 是較難做到，目前，耐溫等級達(dá)到l〇5°C以上的電纜料特別是無鹵阻燃電纜料，大多數(shù)采用 的是輻照交聯(lián)聚烯烴電纜料。但是對于輻照交聯(lián)電纜料，本身有以下主要缺點(diǎn)是：1、阻燃不 理想，特別是垂直燃燒性能很難達(dá)到線纜所需的VW-1阻燃等級要求；2、阻燃劑加入量大， 產(chǎn)品后續(xù)質(zhì)量控制不易把控，且材料比重較重，一般在1. 4以上，表面相對較粗糙，加工性 不穩(wěn)定，產(chǎn)品性能亦不太穩(wěn)定，且做出線材后還須進(jìn)行輻照交聯(lián)處理才能達(dá)到耐高溫要求， 增加了后續(xù)加工時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，不方便用戶使用，而且由于輻照屬于輻射危害行業(yè)，輻照 設(shè)備國家控制較嚴(yán)，所以輻照交聯(lián)電纜還很難稱為嚴(yán)格意義上的環(huán)保電纜。另外，電線電纜 材料在一些應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車工業(yè)、軌道交通、新能源、化工、地下礦產(chǎn)等工業(yè)領(lǐng)域，有著特 殊的新的要求，這些領(lǐng)電線材料除了要求環(huán)保以外，還要求材料同時(shí)耐油耐高溫及耐長期 老化性。因此，開發(fā)出耐油且耐高溫可達(dá)105°C以上，無鹵阻燃、加工性及各種力學(xué)性能良好 的免輻照交聯(lián)電線電纜材料，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。本發(fā)明正是出于此指 導(dǎo)思想而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了設(shè)計(jì)制作一種耐油耐高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材 料，用該方法制備的無鹵阻燃耐高溫電線電纜材料，產(chǎn)品不需要進(jìn)行輻照交聯(lián)，就可以達(dá) 到耐油耐高溫性能，具有熱塑性，阻燃性良好，力學(xué)性能優(yōu)異，加工性能良好，耐溫等級可達(dá) 105-125。。。
[0004] 聚苯醚（以下簡稱ΡΡ0)是一種高耐溫、高強(qiáng)度的材料，而且本身具有良好的阻燃 性，本發(fā)明利用聚苯醚與聚烯烴、彈性體、相容劑、高溫協(xié)效劑、流動改性劑、無鹵阻燃劑等 共混改性，制備出耐油耐高溫可達(dá)105-125°c的無鹵阻燃電線電纜材料，這種電線電纜料材 料為熱塑性的可再生利用材料，無須輻照交聯(lián)，就可達(dá)到耐油且耐溫等級為l〇5-125°C的阻 燃電線電纜料要求。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用的技術(shù)方案為： 一種耐油耐高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材料，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，其原 料組分包括： 基體樹脂：15-70份 聚烯烴：10-50份 彈性體A充油物：10-50份 彈性體B充油物：5-50份 丁腈橡膠：0-40份 相容劑：0-30份 無鹵阻燃劑：5-40份 高溫添加劑：〇. 1-5份 流動改性劑：〇. 2-5份 抗氧劑：0. 2-2份 潤滑劑：0. 2-2份。
[0006] 所述的基體樹脂為聚苯醚（ΡΡ0)，優(yōu)選為聚（2, 6-二甲基-1，4-亞苯基)醚，特性粘 數(shù)為 0. 3-0. 5dl/g ; 所述的聚烯烴選自下列一種或幾種的共混物：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物 (EVA)或它們的馬來酸酐接枝物； 所述的彈性體A為氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS)，填充油為環(huán)烷油、 石蠟油、白礦油、硅油，彈性體A與填充油的充油比例為100:0-100:100,彈性體A中充入填 充油后的混合物稱為彈性體A充油物； 所述的彈性體B為氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS)，其為中、高分子 量的線型結(jié)構(gòu)，分子量大于或等于8萬以上，苯乙烯含量25-40% ;填充油為環(huán)烷油、石蠟油、 白礦油、硅油，彈性體B與填充油的充油比例為100:0-100:100,彈性體B中充入填充油后的 混合物稱為彈性體B充油物； 所述丁腈橡膠為丁二烯與丙烯腈的共聚物，其中丙烯腈含量大于等于30% ; 所述的相容劑選自馬來酸酐接枝聚苯醚（ΡΡΟ-g-MA)、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-g-MA)、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共 聚物（SEPS-g-MA); 所述的阻燃劑選自下列一種或幾種的共混物：磷系阻燃劑，如紅磷、間苯二酚-雙(磷 酸二苯酯）（RDP)、雙酚A-雙(磷酸二苯酯）（BDP)，次膦酸鹽；氮系阻燃劑，如三聚氰胺氰尿 酸（MCA);磷氮系復(fù)合阻燃劑(如磷酸酯與三聚氰胺衍生物復(fù)配物）；無機(jī)阻燃劑氫氧化鎂、 硼酸鋅以及納米蒙脫土； 所述的高溫添加劑選自苯乙烯-馬來酸酐共聚物或甲基苯乙烯-馬來酸酐共聚物，馬 來酸酐含量為40-50% ; 所述的流動改性劑選自硅酮粉、硅酮母?；虮┧狨ヮ惣庸ぶ鷦?； 所述的抗氧劑選自受阻酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類抗氧劑； 所述的潤滑劑選自聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸皂類或硬脂酸酯類。
[0007] -種耐高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材料的制備方法，其特征在于：根據(jù)原 料配方稱取各組分，先制作彈性體A和彈性體B的充油物，分別將彈性體A或B與填充油在 高速攪拌機(jī)中混合5-20分鐘，然后放置1-2天后再使用，使彈性體吸油充分；然后將基體 樹脂、彈性體A充油物、彈性體B充油物、聚烯烴、丁氰橡膠、相容劑、無齒阻燃劑、高溫添加 劑、流動改性劑、抗氧劑、潤滑劑，加入攪拌機(jī)中混合5-15分鐘，充分混合均勻，將混合好的 原料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，經(jīng)冷卻，切粒，得到耐油耐高溫等級可達(dá)l〇5_125°C免 輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材料。其中雙螺桿熔融擠出加工時(shí)，喂料速度為10-50rpm/min， 擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為100-400 rpm/min，加工溫度200-280°C。
[0008] 本發(fā)明具有如下優(yōu)越特點(diǎn)： (1) 本發(fā)明采用中高分子量的氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS )，既 可提高了材料的彈性、耐熱性，又同時(shí)具有良好的加工流動性，因?yàn)闅浠木郛愇於┊a(chǎn)品 不像氫化的聚丁二烯那樣，它有較短的甲基單元系列，因此不會結(jié)晶，EP橡膠段中沒有結(jié) 晶，所以SEPS比部分結(jié)晶的SEBS更柔軟，從而綜合起來使材料既具有較好的耐溫，同時(shí)具 有較好的力學(xué)性能、柔韌性和加工性； (2) 本發(fā)明采用了丁腈橡膠進(jìn)一步提高了材料體系的耐油性； (3) 本發(fā)明中通過各原料組分的不同比例調(diào)節(jié)，可以制備耐溫等級達(dá)105-125°C無鹵阻 燃電纜料，材料力學(xué)性能、加工性能良好，并能使材料的阻燃性和耐老化性通過UL1581標(biāo) 準(zhǔn)測試。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于 實(shí)施例表示的范圍。
[0010] 實(shí)施例1 : 分別將lOOOgSEBS (岳陽石化YH-503)彈性體A與200g環(huán)烷油和1000gSEPS(G1726) 彈性體B與200g環(huán)烷油在高速攪拌機(jī)中混合10分鐘，分別得到彈性體A充油物和彈性體 B充油物，然后放置2天后等待使用；取其中200g彈性體A充油物和100g彈性體B充油物 于攪拌機(jī)中，然后再依次加入400g基體樹脂ΡΡ0 (特性粘數(shù)為0. 4dl/g)、300gPE (PE7042) 、200g 丁腈橡膠，50g SEBS- g-MA、100g阻燃劑RDP、200g磷氮系復(fù)合阻燃劑、20g苯乙 烯-馬來酸酐共聚物、2g硅酮母粒、5g抗氧劑1010、5g潤滑劑硬脂酸鈣，開動攪拌機(jī)均勻 混合10分鐘。將混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，經(jīng)冷卻，切粒，得到耐油耐 高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材料。其中雙螺桿熔融擠出加工時(shí)喂料速度為30rpm/ min，擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為300 rpm/min，加工溫度一區(qū)200°C、二區(qū)230°C、三區(qū)280°C、四區(qū) 280°C、五區(qū) 260°C、六區(qū) 260°C、七區(qū) 260°C、八區(qū) 230°C、九區(qū) 230°C、十區(qū) 230°C。
[0011] 實(shí)施例2: 分別將l〇〇〇gSEBS(G1633EU)彈性體A與150g石蠟油和1000gSEPS (G1730)彈性體B 與220g石蠟油在高速攪拌機(jī)中混合10分鐘，分別得到彈性體A充油物和彈性體B充油物， 然后放置1天后等待使用；取其中150g彈性體A充油物和100g彈性體B充油物于攪拌機(jī) 中，然后再依次加入300g基體樹脂ΡΡ0 (特性粘數(shù)為0.45dl/g)、300g聚丙烯（PP Z30S)、 150g 丁腈橡膠、50g SEPS- g-MA、50g阻燃劑RDP、150g磷氮系復(fù)合阻燃劑、15g納米蒙 脫土、80g苯乙烯-馬來酸酐共聚物、5g丙烯酸酯加工助劑、5g抗氧劑1076、5g潤滑劑PE 蠟，開動攪拌機(jī)均勻混合10分鐘。將混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，經(jīng)冷 卻，切粒，得到耐油耐高溫免輻照交聯(lián)無鹵阻燃電線電纜材料，其中雙螺桿熔融擠出加工時(shí) 喂料速度30rpm/min，擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為300 rpm/min，加工溫度一區(qū)200°C、二區(qū)230°C、 三區(qū)280°C、四區(qū)280°C、五區(qū)26