[发明专利]一种高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电线电缆材料技术领域，特别是一种高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料是为满足低烟、无卤无毒、阻燃、耐高温等特性而开发的一种环保型阻燃电缆材料。它是使用聚烯烃作为基材，氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃材料作阻燃剂，经共混、塑化、造粒而成的可辐照交联电缆料。现有的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料存在如下缺陷：

(1)由于不能使用含有卤素的阻燃剂，而只能使用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等无毒的无机阻燃剂，这些阻燃剂需要添加至质量百分含量65％以上才起到很好的阻燃作用，而无机阻燃剂的大量添加则大幅度降低电缆料的机械性能；

(2)在添加大量的无机阻燃剂后，电缆料的加工流动性很差，螺杆扭矩急剧上升，使得造粒生产非常困难，绝缘或护套的挤出也很困难；

(3)如果材料在燃烧时熔融滴落，更易使火灾蔓延，加剧火情，也使材料暴露出新的表面加速燃烧。

同时，低烟无卤阻燃电缆料中使用的大量的氢氧化铝、氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂，由于其阻燃效率低，导致电缆料机械性能和电气性能严重下降的同时，阻燃性能也明显劣于含卤阻燃电缆料。在电缆料中即使氢氧化铝、氢氧化镁的用量高达78％，做成的电缆料在挤成4mm²及以下的电线时，也无法满足UL的VW-1燃烧试验标准。现有阶段有低烟无卤阻燃电缆料生产厂家使用红磷或者白化红磷来改善材料的阻燃性能和电气性能，但是由于红磷或者白化红磷本身材料的颜色原因，导致材料除了能做成黑色和红色外，无法做出其他各色的电缆料；且由于红磷燃烧时释放烟量比较大，造成二次污染。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种耐温等级为高阻燃低烟无卤电缆料，其能够解决低烟无卤电缆料自熄性能差，在小截面的电线上无法满足VW-1燃烧试验要求的问题，同时制备的电缆料可着色。本发明的另一目的是还提供一种制备该高阻燃低烟无卤电缆料的方法。

技术方案：为实现上述第一目的，本发明提供如下技术方案：

一种高阻燃低烟无卤电缆料，以质量百分比计，组成组分和各组分的含量为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12～22％、聚乙烯5～10％、马来酸酐接枝聚乙烯5～10％、无机填料40～50％、自制复合阻燃剂15～20％、抗氧助剂1～3％，各组分的质量百分比之和为100％。

进一步的，所述马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为0.7～0.9％，熔融指数为0.8g/10min～1.2g/10min。

进一步的，所述自制复合阻燃剂为对二乙基次膦酸铝与三聚氰胺尿酸盐按质量比3∶1共同混合制得。

进一步的，所述对二乙基次膦酸铝粉体颗粒的直径D50为2～3μm；所述三聚氰胺尿酸盐粉体颗粒的直径D50为48～52μm；D代表粉体颗粒的直径，D50表示累计50％点的直径。

进一步的，所述抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与硫代二丙酸二硬脂醇酯按质量比1∶1共同混合制得。

进一步的，所述无机填料粉体颗粒的直径D50为1～2μm；所述无机填料为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种混合物；所述无机填料为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物时，所述氢氧化铝和氢氧化镁的质量比为3∶1。

自制复合阻燃剂中的对二乙基次膦酸铝为高磷含量无卤环保型阻燃剂，能满足最严格阻燃标准要求的热固性和热塑性塑料应用；三聚氰胺尿酸盐为含氮的无卤环保型阻燃剂；对二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐混合后产生很好的协同作用，提升阻燃电缆料的性能。

为实现上述第二目的，本发明还提供如下技术方案：

一种高阻燃低烟无卤电缆料的制备方法，具体为如下工艺：

电缆料的制备：按质量百分比称取各种组成组分，将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、自制复合阻燃剂两种组分在高速混合机中175～185℃条件下混合30s，然后投入双螺杆造粒机中混合塑化造粒，得到复合阻燃剂母粒；双螺杆造粒机的加工温度为：输送段160～170℃、熔融段170～175℃、混炼段180～190℃、排气段180～190℃、均化段180～190℃、机头180～190℃，得到的所述复合阻燃剂母粒用干燥冷空气干燥；双螺杆造粒机的混合塑化造粒过程对自制复合阻燃剂及相关混合物进行有效预混，提升其阻燃性能和分散性能，改善表面光洁度；