[发明专利]一种无卤膨胀阻燃电线电缆绝缘料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤膨胀型阻燃聚烯烃组合物，尤其是涉及一种无卤膨胀阻燃电线电缆绝缘料组合物。

背景技术

电线电缆被应用于各种电能和信号的传输已经有很多年，聚合物材料由于其重量轻、电绝缘性优良、易于成型，因此成为电线电缆料基材的首选。传统的PVC电缆料，由于其本身含氯元素，因此其阻燃性非常好，被广泛应用于电线电缆材料。但是其在燃烧时生成大量的有毒气体和烟雾，严重危害人们的生命和财产安全。PVC电缆料燃烧时放出的氯化氢气体还会造成对设备的腐蚀，从而引起“二次污染”。2003年欧盟颁布了RoHS指令和WEEE指令，明确提出限制PVC电缆料的应用。

聚烯烃作为用量最大的一类通用塑料，由于其质轻无卤，优良的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能以及价格低廉、成型加工容易等特点，近年来虽被广泛用于电线电缆行业。但因其耐燃性差，氧指数LO1只有17.4左右，当其被制成电缆使用时，常会在高压、发热、放电等条件下燃烧而引起火灾，且离火不熄，形成带火熔滴引燃周围其他物体，导致火灾规模扩大。

目前，通常采取的措施是采用添加含卤阻燃剂与协效剂三氧化二锑来达到阻燃目的。可是，随着欧盟《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(RoHS-200295EC)和我国《电子信息产品污染控制管理办法》(中国的RoHS)指令的实施，使用含卤素阻燃剂的聚烯烃材料受到越来越多的限制。

目前市场上的聚烯烃用无卤阻燃剂多数还是金属氢氧化物阻燃剂，如氢氧化铝和氢氧化镁，虽然不存在卤素阻燃剂的毒性问题，但由于需要加入高达40-60％用量才能达到阻燃要求，往往又会影响材料的物理机械性能。专利公开号CN102140192A，低烟无卤聚烯烃复合材料及其制备方法，采用Mg(OH)₃对聚合物进行阻燃，其阻燃效率低，需要添加60％以上才能达到较高的阻燃要求，这就大大降低了材料的力学性能。粉体添加量高致使加工性能明显下降，加工能耗高。

由于红磷易产生剧毒的磷化氢气体，且红磷粉尘易爆炸，为此，红磷必须要经过表面处理才能安全有效地使用。另外，红磷本身固有的紫红色极大的限制了含红磷的电缆料的应用。中国专利公开号CN1557867A，无卤纳米阻燃聚烯烃阻燃物，采用红磷和纳米氢氧化镁来阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物，制备的复合材料力学性能和阻燃性能优良。但是含红磷的阻燃电缆料在生产过程中和燃烧时都会大量地放出刺激性气味且放烟量很大，污染环境。因此制备无卤环保、柔软的、高阻燃的电缆料势在必行。

膨胀型阻燃剂(IFR)是一种新型的无卤阻燃剂，因其在燃烧时释放烟雾少、释放的气体无害以及燃烧生成的炭层能有效地防止聚合物熔滴等优点，特别适用于聚合物的阻燃，所以，IFR在国内外阻燃研究中越来越受到重视。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好的阻燃性能和韧性，特别适合于电线电缆、电子电器、家装及汽车工业等对阻燃有严格要求的领域中使用的无卤膨胀阻燃电线电缆绝缘料组合物。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种无卤膨胀阻燃电线电缆绝缘料组合物，其特征在于，该组合物的原料包括以下质量百分数配方组成

聚烯烃        60～80％；

无卤膨胀型阻燃剂        15～35％；

协效剂        2～10％；

相容剂        1～10％；

润滑剂        0.1～1％；

抗氧剂        0.1～1％。

所述的聚烯烃材料是低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯，共聚聚丙烯，均聚聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，聚烯烃弹性体的一种或几种。

所述的无卤膨胀型阻燃剂的原料由以下质量百分数的组分组成：

包覆聚磷酸铵50～80％；

三聚氰胺及其衍生物10～30％；

大分子三嗪齐聚物5～25％；

并使用所述的无卤膨胀型阻燃剂总质量1～5％的表面处理剂对所述的无卤膨胀型阻燃剂进行表面处理。

所述的包覆聚磷酸铵为蜜胺-甲醛包覆聚磷酸铵，不饱和树脂包覆聚磷酸铵，乙烯-醋酸乙烯共聚物包覆聚磷酸铵的一种；所述的三聚氰胺及其衍生物为三聚氰胺、氰脲酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、焦磷酸二(三聚氰胺)或聚磷酸三聚氰胺的一种或几种；所述的大分子三嗪齐聚物为羟烷氨基二胺三嗪齐聚物，其分子结构如下：