薄壁機車電纜用125℃輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及無鹵阻燃絕緣料領域，尤其涉及一種薄壁機車電纜用125°C輻照交聯 高耐磨無鹵阻燃絕緣料。
【背景技術】
[0002] 隨著軌道交通行業的迅速發展、歐盟R0HS和REACH環保法規的出臺以及安全的需 要，對軌道交通用線纜的要求也越來越高，要符合GB/T 12528.11-2004、TJ/CL 254-2013、 ΕΝ 50306等機車車輛線纜標準，不僅要求機車線纜安全、環保、節能、耐高溫、耐磨、無鹵阻 燃，而且要求向輕量化方向發展，即薄壁機車線是機車線纜的主要發展趨勢。
[0003] 目前，對于125°C輻照交聯低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料，國內一些廠家早有研究， 但既要達到國內外機車線纜的相關標準要求，又需具有高機械強度的產品并不多，而且用 于薄壁型機車線的更加少之又少。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣 料，該125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料具有耐磨性突出、機械強度高、阻燃性能優異、 低煙無毒、絕緣性能良好等特點的薄壁機車線用125°C輻照交聯低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣 料，即可以用于生產滿足EN50306標準中EI105要求的薄壁機車線的內層絕緣。
[0005] 為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是:一種薄壁機車電纜用125°C輻照 交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，由以下重量份的組分組成： 線性低密度聚乙烯 20~25份， 茂金屬聚乙稀 30~40份， 乙烯辛烯共聚物 20~40份， 馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物 5~20份， 氫氧化鋁 90~110份， 聚磷酸銨 10~20份， 有機蒙脫土 1~4份， 納米碳化錯 5~10份， 鋁鋯偶聯劑 1.2~1.8份， 娃酮粉 3~6份， PE蠟 0.8~1.5份， 四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇 0.8~1.2份， 2-巰基苯并咪唑鋅鹽 2~4份， 三烯丙基異三聚氰酸酯 1.5~3份； 所述納米碳化錯為的粒徑分布為20~60nm; 所述茂金屬聚乙稀的恪體指數為0.08~2g/10min;低密度聚乙稀的恪體指數為2~5g/ lOmin;乙稀辛稀共聚物的恪體指數為1~5g/10min; 所述馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物的接枝率為〇. 6%~1.2%。
[0006]上述技術方案進一步改進的技術方案如下： 1.上述方案中，所述鋁鋯偶聯劑為含鋁和鋯元素的有機絡合物的低聚物，其型號為 LK-620-1〇
[0007] 2.上述方案中，所述鋁鋯偶聯劑的比例為納米碳化鋯、氫氧化鋁、聚磷酸銨和有 機蒙脫土總重量的1~1.25%。
[0008] 3.上述方案中，所述硅酮粉為硅油和二氧化硅按照比例(40~60): (60~40)組成。
[0009] 4.上述方案中，所述有機蒙脫土型號為SD-2015E。
[0010] 5.上述方案中，所述四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇和2-巰基 苯并咪唑鋅鹽的比例為1: (2~4)。
[0011] 由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點： 1.本發明薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，采用納米碳化鋯為 填料，其晶體屬于NaCl型面心立方結構，具有超高的硬度，與線性低密度聚乙烯、高密度聚 乙烯、乙烯辛烯共聚物及相容劑進行合理復配，納米碳化鋯作為強化相能夠直接阻止的移 動或穩定晶界和亞晶界，限制可移動位錯的滑移或攀移，因而使得材料較強的抗磨損能力。
[0012] 2.本發明薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，采用含鋁和鋯 元素的有機絡合物的低聚物作為偶聯劑，能極大地改善氫氧化鋁、聚磷酸銨、有機蒙脫土、 納米碳化鋯等填料在由線性低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、乙烯辛烯共聚物和馬來酸酐接 枝乙烯-醋酸乙烯共聚物按照特定比例組成的基材體系中的分散性，使材料具有優異的機 械性能。
[0013] 3.本發明薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，選用具有層狀 一維納米結構的有機蒙脫土作為成碳劑，配以氫氧化鋁、聚磷酸銨，組成無機阻燃體系，既 能形成良好的封閉炭層，又能有效吸收聚磷酸銨生成的磷化氫，同時抑制磷化氫的產生。同 時，作為耐磨添加劑的納米碳化鋯由于熔點很高，在燃燒過程的高溫下，也可在表面形成致 密氧化層，進一步加強了材料的結殼性，和無機阻燃體系構成了協同阻燃的效果，致使材料 具有較好的阻燃性能，不僅可以通過IEC標準的單根垂直燃燒試驗，還可通過C類成束燃燒 試驗。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合實施例對本發明作進一步描述： 實施例1~4: 一種薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，由以下重量 份的組分組成，如表1所示： 表1 所述納米碳化錯為的粒徑分布為20~60nm; 所述茂金屬聚乙稀的恪體指數為0.08~2g/10min;低密度聚乙稀的恪體指數為2~5g/ lOmin;乙稀辛稀共聚物的恪體指數為1~5g/10min; 所述馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物的接枝率為〇. 6%~1.2%。
[0015] 上述鋁鋯偶聯劑為含鋁和鋯元素的有機絡合物的低聚物，其型號為LK-620-1。
[0016] 上述鋁鋯偶聯劑的比例為納米碳化鋯、氫氧化鋁、聚磷酸銨和有機蒙脫土總重量 的1~1.25%。
[0017] 上述有機蒙脫土型號為SD-2015E。
[0018] 實施例1~4中，鋁鋯偶聯劑的比例為納米碳化鋯與氫氧化鋁、聚磷酸銨、有機蒙脫 土總重量的占比依次為：實施例1為1.08%、實施例1為1.06%、實施例3為1.0%、實施例4為 1.18%〇
[0019] 實施例1~4中，四[β-(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇和2-巰基苯并咪 唑鋅鹽的比例依次為:實施例1為1:2.2、實施例2為1:3、實施例3為1:3.5、實施例4為1:2。
[0020] -種用于上述薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料的制備方 法，包括以下步驟： 第一步:將按配方重量計量的線性低密度聚乙烯20~25份、茂金屬聚乙烯30~40份、乙烯 辛烯共聚物20~40份、馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5~20份，在高速混合機中高速混 合30秒鐘，經雙螺桿造粒機混合塑化造粒。加工溫度為：輸送段120~130°C，熔融段140~ 155°C，混煉段160~170°C，排氣段155~165°C，均化段155~165°C，機頭160~170°C; 第二步:在上述材料加入按配方重量計量的氫氧化鋁90~110份、聚磷酸銨10~20份、有 機蒙脫土 1~4份、納米碳化鋯5~10份、鋁鋯偶聯劑1.2~1.8份、硅酮粉3~6份、PE蠟0.8~1.5份、 四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.8~1.2份、2-巰基苯并咪唑鋅鹽2~4份 和三烯丙基異三聚氰酸酯1.5~3份，在高速混合機中混合30秒鐘，再在雙階機中捏合塑化造 粒。雙階機包括雙螺桿和單螺桿，其中雙螺桿的加工溫度為:輸送段100~115°C，熔融段120 ~135°C，混煉段140~150°C，排氣段145~155°C，均化段145~155°C，機頭150~160°C;單 螺桿加工溫度為：第一區120~135°C，第二區120~135°C，第三區120~135°C，機頭130~ 145°C，切粒風冷后包裝； 第三步:將第二步所得材料在電線電纜擠線機生產線上，在一區120~130°C，二區130 ~145°C，三區145~165°C，四區145~165°C，機頭150~160°C的溫度下擠出，包覆在導體線 芯上，再進行輻照加工，輻照后熱延伸15%~30%。
[0021]實施例1~4所制得的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃電纜料的性 能測試數據如表2所示： 表2 將實施例1~4所得的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料用作導體 截面為0.75mm2、壁厚為0.18mm的電線測試性能結果如下表3所示： 表3 從表2~3中性能可以看出，本發明薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣 料，采用特定參數的線性低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、乙烯辛烯共聚物和馬來酸酐接枝乙 烯-醋酸乙烯共聚物作為基體材料，與納米碳化鋯、氫氧化鋁、聚磷酸銨、有機蒙脫土混合， 并配有特定的鋁鋯偶聯劑和潤滑劑，具有較高的機械強度、低煙無毒、以及優異的耐磨性 能、阻燃性和絕緣性能等，可以用于生產滿足EN50306標準要求的薄壁型機車電纜的內層絕 緣。
[0022]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種薄壁機車電纜用125°c輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，其特征在于：由以下重 量份的組分組成： 線性低密度聚乙烯 20~25份， 茂金屬聚乙稀 30~40份， 乙烯辛烯共聚物 20~40份， 馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物 5~20份， 氫氧化鋁 90~110份， 聚磷酸銨 10~20份， 有機蒙脫土 1~4份， 納米碳化錯 5~10份， 鋁鋯偶聯劑 1.2~1.8份， 娃酮粉 3~6份， PE蠟 0.8~1.5份， 四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇 0.8~1.2份， 2-巰基苯并咪唑鋅鹽 2~4份， 三烯丙基異三聚氰酸酯 1.5~3份； 所述納米碳化錯為的粒徑分布為20~60nm; 所述茂金屬聚乙稀的恪體指數為0.08~2g/10min;低密度聚乙稀的恪體指數為2~5g/lOmin;乙稀辛稀共聚物的恪體指數為1~5g/10min; 所述馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物的接枝率為〇. 6%~1.2%。2. 根據權利要求1所述的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，其特 征在于:所述鋁鋯偶聯劑為含鋁和鋯元素的有機絡合物的低聚物，其型號為LK-620-1。3. 根據權利要求1所述的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，其特 征在于:所述鋁鋯偶聯劑的比例為納米碳化鋯、氫氧化鋁、聚磷酸銨和有機蒙脫土總重量的 1~1.25%〇4. 根據權利要求1所述的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，其特 征在于:所述硅酮粉為硅油和二氧化硅按照比例(40~60) : (60~40)組成。5. 根據權利要求1所述的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，其特 征在于:所述有機蒙脫土型號為SD-2015E。6. 根據權利要求1所述的薄壁機車電纜用125°C輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，其特 征在于:所述四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇和2-巰基苯并咪唑鋅鹽的 比例為1: (2~4)。
【專利摘要】本發明一種薄壁機車電纜用125℃輻照交聯高耐磨無鹵阻燃絕緣料，由以下重量份的組分組成：線性低密度聚乙烯20~25份、茂金屬聚乙烯30~40份、乙烯辛烯共聚物20~40份、馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5~20份、氫氧化鋁90~110份、聚磷酸銨10~20份、有機蒙脫土1~4份、納米碳化鋯5~10份、鋁鋯偶聯劑1.2~1.8份、硅酮粉3~6份、PE蠟0.8~1.5份、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇0.8~1.2份、2-巰基苯并咪唑鋅鹽2~4份、三烯丙基異三聚氰酸酯1.5~3份。本發明具有耐磨性突出、機械強度高、阻燃性能優異、低煙無毒、絕緣性能良好等特點的薄壁機車線用125℃輻照交聯低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料，即可以用于生產滿足EN50306標準中EI105要求的薄壁機車線的內層絕緣。
【IPC分類】C08L23/06, C08L83/04, C08K3/32, C08K3/22, C08L23/08, C08K13/06, C08K5/10, C08K3/34, C08K3/14, C08L51/00
【公開號】CN105440412
【申請號】CN201510960622
【發明人】曾光新, 高曉慧
【申請人】中廣核三角洲（蘇州）高聚物有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月21日