一种高填充无卤阻燃电缆料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410476142.5

申请日:

2014.09.17

公开号:

CN104194141A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C08L 23/08申请日:20140917|||公开

IPC分类号:

C08L23/08; C08L23/06; C08L51/00; C08K13/02; C08K3/22; C08K5/134; H01B3/44

主分类号:

C08L23/08

申请人:

朱忠良

发明人:

朱忠良

地址:

214000 江苏省无锡市锡山区鹅湖镇人民路居委红和新村100号

优先权:

专利代理机构:

北京品源专利代理有限公司 11332

代理人:

范坤坤

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内容摘要

本发明公开了一种高填充无卤阻燃电缆料,包括:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、无机阻燃剂、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯和抗氧剂。本发明的无卤阻燃电缆料通过加入马来酸酐接枝乙酸乙烯酯作为界面相容剂,从而强化了界面柔性层的脱黏作用,有利于无机阻燃剂在基体树脂中均匀分散,从而解决了由于大量填充无机阻燃剂造成的电缆料力学性能下降的问题,改善了电缆料的综合性能。

权利要求书

1.  一种高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、无机阻燃剂、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯和抗氧剂。

2.
  根据权利要求1所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述无机阻燃剂为氢氧化镁和/或氢氧化铝。

3.
  根据权利要求1或2所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的任意一种或几种。

4.
  根据权利要求1-3任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物在所述无卤阻燃电缆料中的含量为24%~30%、优选为26%~30%、更优选为28%。

5.
  根据权利要求1-4任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述低密度聚乙烯在所述无卤阻燃电缆料中的含量为2%~10%、优选为4%~8%、更优选为8%。

6.
  根据权利要求1-5任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述无机阻燃剂在所述无卤阻燃电缆料中的含量为45%~55%、优选为50%。

7.
  根据权利要求1-6任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯在所述无卤阻燃电缆料中的含量为6%~20%、优选为8%~12%、更优选为10%。

8.
  根据权利要求1-7任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述抗氧剂在所述无卤阻燃电缆料中的含量为2%~6%、优选为4%。

9.
  根据权利要求1-8任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于, 包括:


10.
  如权利要求1-9任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料的加工工艺,其特征在于,将所述重量份的各原料共混,再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经注射成型制成成品。

说明书

一种高填充无卤阻燃电缆料
技术领域
本发明涉及一种电缆料,具体涉及一种高填充无卤阻燃电缆料。
背景技术
电线电缆常因在传输电能中自身发热或外部火灾而引起燃烧。为了改善电线电缆的阻燃性,最初添加含有卤素的阻燃剂,此类电线电缆在燃烧过程中释放出大量的烟雾和卤化氢气体,火灾中容易使人窒息而死,同时对仪器设备腐蚀较大。因此,低烟、低卤及无卤阻燃材料的研制和使用已是国内外电缆及其它领域的发展方向。
目前,无卤低烟阻燃电缆料的生产大多是在聚烯烃基材中加入大量的氢氧化镁或氢氧化铝来达到阻燃效果,然而大量无机材料的加入,影响了电缆料的物理机械性能和加工工艺性能,其在常温下柔软性能、耐气候性差、耐油性、耐低温性能都不是很好。
发明内容
本发明的目的在于提出一种阻燃性能与力学性能兼具的无卤阻燃电缆料,该电缆料解决了由于大量填充无机材料造成的电缆力学性能下降的问题,改善了电缆料的综合性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种高填充无卤阻燃电缆料,所述高填充无卤阻燃电缆料包括:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、无机阻燃剂、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯和抗氧剂。
阻燃电缆料要求基体树脂具有较高的可填充性。许多乙烯共聚物本质上是 弹性的,由于其自由体积大,因而具有较高的填充能力,结晶度越低,填充能力越高,但耐热性和加工性变差。因此,本发明将低密度聚乙烯与高弹性、低结晶度的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物并用,作为基体树脂,以获取填充性、耐热性均好的效果。
经过大量的实验研究,发明人发现:随着乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的增加,阻燃电缆料的断裂伸长率逐渐增加,而拉伸强度逐渐减小。这可能是由于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中含有极性基团,可提高无机阻燃剂与聚烯烃之间的界面黏附力,也提高了无机粉体在聚合物中的分散,这就显著弱化了由于界面脱黏和粉体聚集体破坏所产生的早期断裂现象,从而明显提高了断裂伸长率。
作为优选,按重量百分比计,所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为24%~30%、优选为26%~30%、更优选为28%。
发明人发现,随着低密度聚乙烯的增加,阻燃电缆料的氧指数变化不大,但断裂伸长率下降。综合考虑电缆料的力学性能和阻燃性能,作为优选,按重量百分比计,所述低密度聚乙烯在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为2%~10%、进一步优选为4%~8%、更进一步优选为8%。
作为优选,所述无机阻燃剂为氢氧化镁和/或氢氧化铝。
发明人发现,随着无机阻燃剂的增加,阻燃电缆料的拉伸强度和断裂伸长率都呈下降趋势,阻燃性能呈上升趋势。综合考虑电缆料的力学性能和阻燃性能,作为优选,按重量百分比计,所述无机阻燃剂在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为45%~55%、优选为50%。
本发明以马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯作为相容剂,相容剂的大分子链能与基体树脂的大分子链相互缠结,马来酸酐与无机阻燃剂反应并牢固结合,从 而明显改善了基体树脂与无机阻燃剂的界面亲和性,使无机阻燃剂在复合材料中实现了均匀分散;在加工过程中,随着马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯的增加,界面柔性层的脱黏现象很明显,从而可改善因大量填充无机阻燃剂而使复合材料力学性能劣化的状况。
作为优选,按重量百分比计,所述马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为6%~20%、优选为8%~12%、更优选为10%。
作为优选,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的任意一种或几种,优选为抗氧剂1010。
作为优选,按重量百分比计,所述抗氧剂在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为2%~6%、优选为4%。
进一步优选的,所述高填充无卤阻燃电缆料包括:

第二方面,本发明提供了如第一方面所述的高填充无卤阻燃电缆料的加工工艺,将所述重量份的各原料共混,再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经注射成型制成成品。
本发明的高填充无卤阻燃电缆料加入马来酸酐接枝乙酸乙烯酯作为界面相容剂,能够强化界面柔性层的脱黏作用,有利于无机阻燃剂在基体树脂中均匀分散,从而解决了由于大量填充无机阻燃剂造成的电缆料力学性能下降的问 题,改善了电缆料的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。应当理解,本发明的实施并不局限于以下实施例,本领域技术人员可以以此为基础进行各种改进,这些也均落入本发明的保护范围。
实施例1
按以下配方将所有原料进行共混:

再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经过:
(1)模压成型:称取23-30g料粒置于1mm厚的模框中,在模压机上(上、下模温度180℃)预热6min,以5.0MPa的压力热压4min,再以10.0MPa冷压至常温,得到待测力学性能的试样。
(2)注射成型:料筒温度210℃,注射压力4MPa,成型周期45s,得到待测氧指数的试样。
最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数,结果如表1所示:
表1、实施例1所制电缆料的性能数据

性能测试方法测试结果拉伸强度/MPaGB/T1040-199213.6

断裂伸长率/%GB/T1040-1992128氧指数GB/T2406-199336.4

实施例2
按以下配方将所有原料进行共混:

再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经过:
(1)模压成型:称取23-30g料粒置于1mm厚的模框中,在模压机上(上、下模温度180℃)预热6min,以5.0MPa的压力热压4min,再以10.0MPa冷压至常温,得到待测力学性能的试样。
(2)注射成型:料筒温度210℃,注射压力4MPa,成型周期45s,得到待测氧指数的试样。
最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数,结果如表2所示:
表2、实施例2所制电缆料的性能数据
性能测试方法测试结果拉伸强度/MPaGB/T1040-199213断裂伸长率/%GB/T1040-1992132氧指数GB/T2406-199336.8

实施例3
按以下配方将所有原料进行共混:

再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经过:
(1)模压成型:称取23-30g料粒置于1mm厚的模框中,在模压机上(上、下模温度180℃)预热6min,以5.0MPa的压力热压4min,再以10.0MPa冷压至常温,得到待测力学性能的试样。
(2)注射成型:料筒温度210℃,注射压力4MPa,成型周期45s,得到待测氧指数的试样。
最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数,结果如表3所示:
表3、实施例3所制电缆料的性能数据
性能测试方法测试结果拉伸强度/MPaGB/T1040-199212.8断裂伸长率/%GB/T1040-1992124氧指数GB/T2406-199336.3

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明,但本发明并不局限于上述,即不意味着本发明必须依赖上述才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104194141A43申请公布日20141210CN104194141A21申请号201410476142522申请日20140917C08L23/08200601C08L23/06200601C08L51/00200601C08K13/02200601C08K3/22200601C08K5/134200601H01B3/4420060171申请人朱忠良地址214000江苏省无锡市锡山区鹅湖镇人民路居委红和新村100号72发明人朱忠良74专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人范坤坤54发明名称一种高填充无卤阻燃电缆料57摘要本发明公开了一种高填充无卤阻燃电缆料。

2、,包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、无机阻燃剂、马来酸酐接枝乙烯乙酸乙烯酯和抗氧剂。本发明的无卤阻燃电缆料通过加入马来酸酐接枝乙酸乙烯酯作为界面相容剂,从而强化了界面柔性层的脱黏作用,有利于无机阻燃剂在基体树脂中均匀分散,从而解决了由于大量填充无机阻燃剂造成的电缆料力学性能下降的问题,改善了电缆料的综合性能。51INTCL权利要求书1页说明书5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页10申请公布号CN104194141ACN104194141A1/1页21一种高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、无机阻燃剂、马来酸酐接。

3、枝乙烯乙酸乙烯酯和抗氧剂。2根据权利要求1所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述无机阻燃剂为氢氧化镁和/或氢氧化铝。3根据权利要求1或2所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的任意一种或几种。4根据权利要求13任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物在所述无卤阻燃电缆料中的含量为2430、优选为2630、更优选为28。5根据权利要求14任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述低密度聚乙烯在所述无卤阻燃电缆料中的含量为210、优选为48、更优选为8。6根据权利。

4、要求15任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述无机阻燃剂在所述无卤阻燃电缆料中的含量为4555、优选为50。7根据权利要求16任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述马来酸酐接枝乙烯乙酸乙烯酯在所述无卤阻燃电缆料中的含量为620、优选为812、更优选为10。8根据权利要求17任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,按重量百分比计,所述抗氧剂在所述无卤阻燃电缆料中的含量为26、优选为4。9根据权利要求18任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料,其特征在于,包括10如权利要求19任一项所述的高填充无卤阻燃电缆料的加工工艺,其特征在于,将所述重量。

5、份的各原料共混,再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经注射成型制成成品。权利要求书CN104194141A1/5页3一种高填充无卤阻燃电缆料技术领域0001本发明涉及一种电缆料,具体涉及一种高填充无卤阻燃电缆料。背景技术0002电线电缆常因在传输电能中自身发热或外部火灾而引起燃烧。为了改善电线电缆的阻燃性,最初添加含有卤素的阻燃剂,此类电线电缆在燃烧过程中释放出大量的烟雾和卤化氢气体,火灾中容易使人窒息而死,同时对仪器设备腐蚀较大。因此,低烟、低卤及无卤阻燃材料的研制和使用已是国内外电缆及其它领域的发展方向。0003目前,无卤低烟阻燃电缆料的生产大多是在聚烯烃基材中加入大量的氢氧化镁或。

6、氢氧化铝来达到阻燃效果,然而大量无机材料的加入,影响了电缆料的物理机械性能和加工工艺性能,其在常温下柔软性能、耐气候性差、耐油性、耐低温性能都不是很好。发明内容0004本发明的目的在于提出一种阻燃性能与力学性能兼具的无卤阻燃电缆料,该电缆料解决了由于大量填充无机材料造成的电缆力学性能下降的问题,改善了电缆料的综合性能。0005为达此目的,本发明采用以下技术方案0006第一方面,本发明提供了一种高填充无卤阻燃电缆料,所述高填充无卤阻燃电缆料包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、无机阻燃剂、马来酸酐接枝乙烯乙酸乙烯酯和抗氧剂。0007阻燃电缆料要求基体树脂具有较高的可填充性。许多乙烯共聚物本质上。

7、是弹性的,由于其自由体积大,因而具有较高的填充能力,结晶度越低,填充能力越高,但耐热性和加工性变差。因此,本发明将低密度聚乙烯与高弹性、低结晶度的乙烯乙酸乙烯酯共聚物并用,作为基体树脂,以获取填充性、耐热性均好的效果。0008经过大量的实验研究,发明人发现随着乙烯乙酸乙烯酯共聚物的增加,阻燃电缆料的断裂伸长率逐渐增加,而拉伸强度逐渐减小。这可能是由于乙烯乙酸乙烯酯共聚物中含有极性基团,可提高无机阻燃剂与聚烯烃之间的界面黏附力,也提高了无机粉体在聚合物中的分散,这就显著弱化了由于界面脱黏和粉体聚集体破坏所产生的早期断裂现象,从而明显提高了断裂伸长率。0009作为优选,按重量百分比计,所述乙烯乙酸。

8、乙烯酯共聚物在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为2430、优选为2630、更优选为28。0010发明人发现,随着低密度聚乙烯的增加,阻燃电缆料的氧指数变化不大,但断裂伸长率下降。综合考虑电缆料的力学性能和阻燃性能,作为优选,按重量百分比计,所述低密度聚乙烯在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为210、进一步优选为48、更进一步优选为8。0011作为优选,所述无机阻燃剂为氢氧化镁和/或氢氧化铝。说明书CN104194141A2/5页40012发明人发现,随着无机阻燃剂的增加,阻燃电缆料的拉伸强度和断裂伸长率都呈下降趋势,阻燃性能呈上升趋势。综合考虑电缆料的力学性能和阻燃性能,作为优选,按重量百分比。

9、计,所述无机阻燃剂在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为4555、优选为50。0013本发明以马来酸酐接枝乙烯乙酸乙烯酯作为相容剂,相容剂的大分子链能与基体树脂的大分子链相互缠结,马来酸酐与无机阻燃剂反应并牢固结合,从而明显改善了基体树脂与无机阻燃剂的界面亲和性,使无机阻燃剂在复合材料中实现了均匀分散;在加工过程中,随着马来酸酐接枝乙烯乙酸乙烯酯的增加,界面柔性层的脱黏现象很明显,从而可改善因大量填充无机阻燃剂而使复合材料力学性能劣化的状况。0014作为优选,按重量百分比计,所述马来酸酐接枝乙烯乙酸乙烯酯在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为620、优选为812、更优选为10。0015作为优选,所。

10、述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的任意一种或几种,优选为抗氧剂1010。0016作为优选,按重量百分比计,所述抗氧剂在所述高填充无卤阻燃电缆料中的含量为26、优选为4。0017进一步优选的,所述高填充无卤阻燃电缆料包括00180019第二方面,本发明提供了如第一方面所述的高填充无卤阻燃电缆料的加工工艺,将所述重量份的各原料共混,再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经注射成型制成成品。0020本发明的高填充无卤阻燃电缆料加入马来酸酐接枝乙酸乙烯酯作为界面相容剂,能够强化界面柔性层的脱黏作用,有利于无机阻燃剂在基体树脂中均匀分散,从而解决了由于大量填充无机阻燃剂造成。

11、的电缆料力学性能下降的问题,改善了电缆料的综合性能。具体实施方式0021下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。应当理解,本发明的实施并不局限于以下实施例,本领域技术人员可以以此为基础进行各种改进,这些也均落入本发明的保护范围。0022实施例10023按以下配方将所有原料进行共混0024说明书CN104194141A3/5页50025再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经过00261模压成型称取2330G料粒置于1MM厚的模框中,在模压机上上、下模温度180预热6MIN,以50MPA的压力热压4MIN,再以100MPA冷压至常温,得到待测力学性能的试样。00272注射成型料筒温。

12、度210,注射压力4MPA,成型周期45S,得到待测氧指数的试样。0028最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数,结果如表1所示0029表1、实施例1所制电缆料的性能数据0030性能测试方法测试结果拉伸强度/MPAGB/T104019921360031断裂伸长率/GB/T10401992128氧指数GB/T240619933640032实施例20033按以下配方将所有原料进行共混00340035再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经过00361模压成型称取2330G料粒置于1MM厚的模框中,在模压机上上、下模温度180预热6MIN,以50MPA的压力热压4MIN,再以100MPA。

13、冷压至常温,得到待测力学性说明书CN104194141A4/5页6能的试样。00372注射成型料筒温度210,注射压力4MPA,成型周期45S,得到待测氧指数的试样。0038最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数,结果如表2所示0039表2、实施例2所制电缆料的性能数据0040性能测试方法测试结果拉伸强度/MPAGB/T1040199213断裂伸长率/GB/T10401992132氧指数GB/T240619933680041实施例30042按以下配方将所有原料进行共混00430044再将该共混料通过挤出机混炼造粒,所得混炼造粒经过00451模压成型称取2330G料粒置于1MM厚的模框中,。

14、在模压机上上、下模温度180预热6MIN,以50MPA的压力热压4MIN,再以100MPA冷压至常温,得到待测力学性能的试样。00462注射成型料筒温度210,注射压力4MPA,成型周期45S,得到待测氧指数的试样。0047最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数,结果如表3所示0048表3、实施例3所制电缆料的性能数据0049性能测试方法测试结果拉伸强度/MPAGB/T10401992128断裂伸长率/GB/T10401992124氧指数GB/T24061993363说明书CN104194141A5/5页70050申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明,但本发明并不局限于上述,即不意味着本发明必须依赖上述才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。说明书CN104194141A。

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