一種高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電纜絕緣塑料技術領域，尤其涉及一種高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑 料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著電機、電子電器、汽車等相關行業的飛速發展以及輻照交聯技術在電 線電纜工業的廣泛應用，輻照交聯電線也呈較快的發展趨勢。目前，輻照交聯電線已成功的 應用于電機、感溫元件、大功率燈飾、汽車低壓信號控制、各類機車、軌道交通、礦產開發、X 射線高壓擊發及大功率傳輸等行業。其中，應用最為廣泛的是交聯聚烯烴電纜絕緣塑料。 交聯聚烯烴電纜絕緣塑料，是采用物理輻照方法，促成聚烯烴材料交聯，從而形成新的更穩 定的網狀分子結構。經過輻照后的聚烯烴絕緣材料具有耐高溫、耐熱沖擊、耐臭氧、耐化學 溶劑以及良好的電氣絕緣性能，和延長電線電纜的使用壽命等優點，因而得到廣泛的應用。 良好的交聯聚烯烴電纜絕緣塑料需要具有較高的阻燃性能，同時滿足環保要求；但是，現有 技術制備的交聯聚烯烴電纜絕緣塑料，在具有良好阻燃性能的同時，均含有鹵素，對環境會 造成污染，不能達到環保的要求且現有的電纜絕緣塑料的強度較低，并且耐火性能還有待 進一步提尚。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑 料及其制備方法，制備的電纜絕緣塑料具有較高的阻燃性能，不含鹵素，并且較高力學強 度。
[0004] 本發明提供了一種高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑料，包括： EVA共聚物25~55質量份； 甲基乙烯基硅橡膠15~55質量份； 玻璃粉3~7質量份； 氮磷阻燃劑8~16質量份； 蒙脫土 0. 5~2質量份； 相容劑1~8質量份； 抗氧劑1~6質量份； 硫化劑1~6質量份； 交聯劑1~6質量份； 所述氮磷阻燃劑為表面經硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。
[0005] 優選的，所述EVA共聚物為EVA與辛烯、丙烯、丁烯或戊烯的共聚物；所述相容劑 為馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠；所述抗氧劑為抗氧劑1010,所述交聯劑為丙基三甲氧基硅 烷；所述氮磷阻燃劑選自氮磷阻燃劑NPR，所述硫化劑為DCP、TAIC、氧化鎂和季戊四醇的混 合物。
[0006] 優選的，所述氮磷阻燃劑粒徑為10nm~150nm。
[0007] 本發明還提供了前述高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑料的制備方法，包括： 步驟1)備料； 步驟2)將EVA樹脂與烯烴在密煉機中混合，熔融后，加入交聯劑在140°C~180°C溫度 下進行熔融共混，得到EVA共聚物，其中：EVA、烯烴和交聯劑的質量比為1 :(1~2) :(0. 1~ 0.3)； 步驟3)將氮磷阻燃劑分散于溶劑中，載40°C溫度下加熱攪拌，然后加入硅烷偶聯劑或 鈦酸酯偶聯劑進行反應，反應結束后，過濾除去多余溶液，固體經干燥得到表面經活化后的 氮磷阻燃劑； 步驟4)將步驟2制備的EVA共聚物與步驟3制備的表面經活化后的氮磷阻燃劑以及 甲基乙烯基硅橡膠、玻璃粉、相容劑、抗氧劑、硫化劑和交聯劑混合，然后在130°C溫度下密 煉機內進行密煉，至混合物熔融后，采用雙階雙螺桿擠出機擠出造粒，得到交聯聚烯烴電纜 絕緣塑料。
[0008] 與現有技術相比，本發明采用表面經硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑作為阻燃 劑，制備交聯聚烯烴電纜絕緣塑料，由于活化后的氮磷阻燃劑表面帶有有機基團，因此能夠 在基體樹脂中更加均勻的分散，從而給產品帶來良好的阻燃性能；同時由于避免了使用傳 統的有機鹵化物阻燃劑，而不會在產品中引入鹵素元素，因此制備的電纜絕緣塑料具有較 高的阻燃性能，同時不含鹵素。
[0009] 本發明采用表面經硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑作為阻燃劑，制備電纜絕緣 塑料，由于活化后的氮磷阻燃劑表面帶有有機基團，因此能夠在基體樹脂中更加均勻的分 散，從而給產品帶來良好的阻燃性能；同時由于避免了使用傳統的有機鹵化物阻燃劑，而不 會在產品中引入鹵素元素，因此制備的電纜絕緣塑料具有較高的阻燃性能，同時不含鹵素。
[0010] 本發明提供的電纜絕緣塑料不但具有絕緣性能優異的EVA共聚物，還含有甲基乙 烯基硅橡膠，實驗證明，兩者結合得到的材料絕緣性能更加優異。
[0011] 本發明提供的電纜絕緣塑料中含有玻璃粉，作用是：當溫度升高至玻璃粉軟化溫 度時，玻璃粉熔融形成液相，填充于EVA共聚物和甲基乙烯基硅橡膠之間；隨著時間的延 長，液相逐漸滲入聚合物網絡，冷卻固化后，起到橋連作用，強化聚合物結構。
[0012] 本發明提供的高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑料無需添加有機鹵化物作為阻燃劑， 在具有較高阻燃性能的同時，不含鹵素，具有良好的環保性能。對制備的交聯聚烯烴電纜 絕緣塑料進行性能測試，結果表明，本發明提供的交聯聚烯烴材料不含鹵素，并且垂直燃燒 VW-1小于5秒。
[0013] 本發明將EVA與烯烴進行聚合，可以提高EVA的耐低溫性能。
[0014] 本發明首先對氮磷阻燃劑表面進行活化，使其帶有有機基團，這樣可以避免氮磷 阻燃劑的團聚，同時，由于其表面帶有有機基團，可以與EVA共聚物基體樹脂混合的更加均 勻，使制備的產品具有優良的阻燃性能。
[0015] 本發明在阻燃劑中加入蒙脫土，可以有效降低反應熱釋放率，同時，蒙脫土可以與 阻燃劑產生協同作用，大大提高阻燃劑的阻燃性能，使產品具有較高的阻燃性能。
[0016] 本發明采用表面經硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑作為阻燃劑，制備交聯聚烯 烴電纜絕緣塑料，由于活化后的氮磷阻燃劑表面帶有有機基團，因此能夠在基體樹脂中更 加均勻的分散，從而給產品帶來良好的阻燃性能；同時由于避免了使用傳統的有機鹵化物 阻燃劑，而不會在產品中引入鹵素元素，因此制備的交聯聚烯烴電纜絕緣塑料具有較高的 阻燃性能，同時不含鹵素。
【具體實施方式】
[0017] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0018] 本發明提供了一種高強度無鹵素耐火電纜絕緣塑料，包括： EVA共聚物25~55質量份； 甲基乙烯基硅橡膠15~55質量份； 玻璃粉3~7質量份； 氮磷阻燃劑8~16質量份； 蒙脫土 0. 5~2質量份； 相容劑1~8質量份； 抗氧劑1~6質量份； 硫化劑1~6質量份； 交聯劑1~6質量份； 所述氮磷阻燃劑為表面經硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷