无卤阻燃电缆料技术领域
本发明涉及电缆领域，更具体为无卤阻燃电缆料。
背景技术
为了满足电气线路的安全要求，电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，电
线电缆的阻燃研究已成为电缆行业的一个综合性发展方向，电线电缆行业对阻燃方面的需
求特别突出。目前已有为数众多的电线电缆料的供应商，如Dupond、Union Carbide、Alpha
Gary、BASF、Bayer、Borealis、Exxon和Shell Chemicals等。市场上出现了多种用途(建筑、
通信、交通、铁路等)的无卤阻燃电线电缆产品。英国自从伦敦皇家地铁站惨痛火灾事故发
生以后，相关部门已经明令公共场合必须使用符合技术指标的LSZH(low smoke zero
halogen)电缆料。
近代计算机网络的出现带动了计算机局域网(local area network,LAN)的快速
发展，进而导致对数据传输电缆的的渴求。在重要场合下LSZH将成为线缆料的首选。核工业
是最早推广使用无卤产品的领域之一。欧洲粒子物理研究所制定的线缆标准明文规定进入
该领域的前提条件必须是无卤、无硫、低烟低毒、低腐蚀。由于数据电缆的电性能远优于电
话线缆，下一步的发展，LAN电缆必将进入建筑物内部的电话系统，需求量很大。据估计，每
台计算机平均需要100m的LAN电缆。
电线电缆用塑料主要包括聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯)、氟塑料等。
聚氯乙烯绝缘电缆和一些其他含卤电缆材料由于燃烧时放出大量的腐蚀性气体和浓烟，危
及人们的生命安全，所以近年来无卤低烟电缆得到了广泛的应用。因此寻求PVC的替代物，
推进建筑物内部市电布线(220/240V)、电话线缆已经数据电缆的无卤化己迫在眉睫。2001
年，在欧洲成立了FROOC(Fire Retardant Olefinic Cable Compounds)协会，目的在于推
动协同以无卤聚烯烃电缆料为主的线缆行业的发展。
聚乙烯分为低密度，高密度和交联三种，具有优异的电气性能、耐寒性、耐化学性，
可作电缆绝缘。乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)因其具有优越的柔韧性、光学性能、耐低温性能
及耐环境应力开裂性，而被广泛应用于电线电缆、发泡材料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶及
玩具等领域。但EVA同大多数聚合物一样，容易燃烧，且放热量大、发烟量大，并释放有毒气
体，从而使得采用无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂制备阻燃EVA复合材料的研究越来越引
起人们的重视。
阻燃剂发展要求主要是在能提高阻燃性能的同时，更加注重生态安全与环保。近
年来，无卤阻燃剂的发展随着环保呼声的日益高涨而受到广泛的关注。金属水合氢氧化物
(氢氧化镁，简称MH属于添加型的无机阻燃剂，与同类无机阻燃剂相比较而言，除了能使高
分子材料获得优良的阻燃性能之外，还能够抑制聚合物材料在燃烧时释放卤化氢和烟雾等
毒性气体，也就是氢氧化镁兼具了消烟、阻燃和填充这三种功能，能够同时氯乙烯、聚烯烃
和ABS等诸多塑料行业。相对于日本、西欧和美国等具有较高的年增长率(8％-12％)的国家
而言，我国对于金属水合氢氧化物阻燃剂的应用研究起步晚、发展慢，但中国的金属水合氢
氧化物阻燃剂的发展前景是很广阔的。
金属水合氢氧化物是一种无机化合物，表面极性很强且晶体表面带有正电荷，具
有亲水性质，因此与亲油性的聚合物分子的亲和力欠佳。采用常规方法合成的产物比表面
积大、粒子之间的团聚性强，如果直接添加到高聚物中则分散性及相容性很差，导致复合材
料的熔融流动性不好，加工性能差。其单独用作阻燃剂时，其添加质量分数60％才能取得较
为理想的阻燃效果，而太高的添加量必然导致阻燃复合材料力学性能的降低。因此，目前对
常规的金属水合氢氧化物阻燃剂进行表面改性、纳米技术及复配阻燃技术的研究越来越
热。
希望在满足材料有优异的力学性能的前提下，可使材料同时拥有优异的阻燃性
能。目前，国内外专家将无机阻燃剂阻燃EVA作为研究重点，特别是无机阻燃剂中消耗量最
大的氢氧化镁(MH)。但是MH阻燃效率低，填充量达到60％左右才能起到阻燃性，这种高的添
加量会导致体系力学性能的下降。因此，为了降低其添加量，需添加一种增效阻燃剂，与金
属水合氢氧化物一起达到阻燃的同时又能保证体系具有较优的力学性能。
现有技术中仍然需要对电缆用基础树脂进行阻燃改性的新型阻燃剂或复合阻燃
体系，以继续改善树脂的性能，至少提供一种补充。
发明内容
为了解决上述问题，发明人进行积极的研究，结果他们发现使用水合金属氢氧化
物阻燃剂与特定的阻燃增效剂复配，能够得到综合性能较好的无卤阻燃电缆料。
因此，在一个方面中，本发明提供了一种无卤阻燃电缆料，包含：
相对于无卤阻燃电缆料的总重量，30-50重量％的基础树脂、50-60重量％的水合
金属氢氧化物阻燃剂和0.1-5.0重量％的阻燃增效剂，其中所述阻燃增效剂为
优选地，其中所述基础树脂包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚烯烃、氟塑
料、改性聚烯烃或其任意的组合。
优选地，其中所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯或其任意的组合。
优选地，其中所述的聚烯烃为熔融指数为1.3g/10min的线性低密度聚乙烯，或者
熔融指数为1.7g/10min的线性低密度聚乙烯。
优选地，其中所述水合金属氢氧化物阻燃剂为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁或氢氧
化铝。
优选地，其中所述组合物还包含2-10重量％的相容剂或聚乙烯蜡。
优选地，其中所述相容剂选自马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的
乙烯-醋酸乙烯共聚物或其任意组合。
优选地，其中所述聚乙烯蜡为乳液形式。
本发明的无卤阻燃电缆料可通过下列方法制备：按照配方比例称取一定量阻燃
剂、阻燃增效剂和基础树脂(EVA和聚烯烃)，在挤出机(例如密炼机)中加入基础树脂、阻燃
剂和阻燃增效剂，使之软化熔融共混，进行造粒。然后在硫化机中进行模压成型，冷却制样，
备用。
总之，本发明的阻燃电缆料可以用于各种电线电缆，能够表现出优良的阻燃性能
和机械性能的平衡。
具体实施方式
以下将描述实施本发明的实施方案。然而，本发明的范围不局限于所述的实施方
式，只要不损害主旨，可以对本发明进行各种更改。除非另有说明，否则以下的比例和％分
别是指重量比和重量％。
实施例1
无卤阻燃电缆料的总重量为1千克，相对于无卤阻燃电缆料的总重量，40重量％的
基础树脂、55重量％的水合金属氢氧化物阻燃剂和5.0重量％的阻燃增效剂，其中所述阻燃
增效剂为
所述基础树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述水合金属氢氧化物阻燃剂为硅烷偶
联剂改性的氢氧化镁。将上述物质混合，待混合均匀后，投入哈克转矩流变仪内，在160℃、
60rpm下熔融共混10min，采用平板硫化机将混合所得的物料在175℃,10MPa下模压成型，制
得所需的2mm-3mm厚的片材，再用万能裁样机制成标准样条。
实施例2
按照和实施例1相同的方式制备样品2，不同之处在于不使用阻燃增效剂。
性能测试
氧指数测试
HC-2C型氧指数测定仪，南京上元分析仪器有限公司，按照GB/T 2406-93的氧指数
法评价聚合物材料的燃烧特性，测试试样燃烧5Omm长熄灭时氧的百分比浓度，重复三次，取
最后三次氧浓度的平均值，为此试样的极限氧指数(LOI)。
实施例1的样品的LOI为32.8，实施例1的样品的LOI为23.5。