專利名稱：：高效阻燃環保交聯型塑料及其制作工藝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及高分子塑料
技術領域：
，具體是指一種用于電線電纜的高效阻燃環保交聯型塑料及其制作工藝。
背景技術：
：隨著國家倡導環保要求的進一步推進，環保型電纜塑料已經逐漸取代PVC等高能耗、高污染、低性能的電纜塑料，但是在環保型塑料的制作過程中，還有很多問題急需解決，例如由于環保型塑料不能含有鹵族的阻燃劑，而只能使用氫氧化物等無機阻燃劑，需要添加50-60%(重量百分比)才能起到很好的最然性能，加之它們表面的高極性，會大幅度降低材料的機械性能，同時材料在燃燒時熔融物滴落，更易使火災蔓延，加劇火情，還有加入大量的氫氧化物會導致電纜蘭的電阻率增加，降低其絕緣性能、加劇老化，因此上述問題的解決就必須使配方及制作工藝能夠保證機械性能和阻燃、絕緣、抗老化等性能的平衡，這也是本發明要解決的問題。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種具有機械強度高、阻燃性能好等優點的高效阻燃環保交聯型塑料及其制作工藝。為實現上述目的，本發明提供的技術方案為高效阻燃環保交聯型塑料，其特征在于含有乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、Al(OH)3、Mg(OH)3、阻燃增效有機阻燃劑、季戊醇酯抗氧劑、季戊四醇抗氧劑、潤滑劑、交聯劑、納米成炭母料，其配方組成重量份為成分用量份(重量份)乙烯-醋酸乙烯共聚物55-65高密度聚乙烯5-25Al(OH)370-140Mg(OH)330-70阻燃增效有機阻燃劑6-10馬來酸酐相容劑20-30季戊醇酯抗氧劑1-1.4季戊四醇抗氧劑0.4-0.9潤滑劑0.5-1交聯劑4-5納米成炭母料3-10一種制造上述高效阻燃環保交聯型塑料的工藝，該工藝的具體步驟為，l)按重量比稱取原料；2)將乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、相容劑、抗氧劑、交聯劑、潤滑劑與配方量中A1(OH)3、Mg(OH》配方量的50%倒入密煉機，讓塑料助劑與粉化物充分混合，當料溫達到80°C±5°C，機中物料將結團塑化時，加入剩余50。/。的Al(OH)3、Mg(OH)3以及納米成炭母料，讓塑料與粉體充分混合塑化，當料溫達到100。C士5-C-11(TC士5。C時，時間7-8分鐘，把成團物料排出到物料箱。3)將物料箱物料經輸送機送到雙螺桿擠出機料斗，經料斗雙錐形螺桿破碎物料直接喂入到雙螺桿擠出機中。4)物料在雙螺桿擠出機中擠出水冷拉條，然后切粒，烘干，稱量，包裝。本發明配方的依據為a、樹脂配方的實驗確認。為實現與粉體的良好相容性，通常需要將兩種或者兩種以上的聚烯烴類聚合物復合，以獲得良好的綜合性能。b、阻燃協效劑和成炭催化劑的選擇。為了降低氫氧化物的添加量，需要加入阻燃協效劑和成炭催化劑，以達到相同的阻燃效果。c、相容劑的選擇。添加適量的相容劑，以提高機械性能。為保證材料的耐熱性，主要選擇高分子相容劑。d、其它助劑的選擇。主要包括改善加工流動性抑制螺桿扭矩上升；提高材料的耐熱耐老化性能；增加表面光滑性，改善表面質量；降低材料的電阻率；增加材料的抗酸能力等。對各成份的選擇的中試1基料的選擇及共混特性基料選用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)與HDPE(高密度聚乙烯)共混體系，或者選用EPDM與EVA共混體系。在EVA與HDPE共混體系中，HDPE的比例直接影響到產品的機械性能,在一定范圍內，HDPE的添加量與抗拉強度成正比，與斷裂伸長率成反比，為了兼顧產品4的抗拉強度與斷裂伸長率，必須把HDPE的添加量調節在一個適宜的范圍。一般HDPE與EVA的比例在2:3左右比較適合;在EPDM與EVA共混體系中，配比HDPE/EVAEPD廳VA1/31/22/31/12/11〃1/61/5.51/4.81/1.2抗拉強度/MPa8.998.5911.0113.413.911.912.39.848.58.1斷裂伸長率/0/0168220160.910940.6136169280309188隨著EPDM與EVA比值的增加，抗拉強度與斷裂伸長率均出現一個峰值，在配比為1:6時，得到比較滿意的結果，試驗結果見表1主料的選擇及配比對性。在EVA/HDPE體系的探索過程中，也嘗試用含有不同的醋酸乙烯(VA)含量及不同的融熔指數的EVA，但試驗結果表明VA含量過低，無機填料添加量對機械性能影響敏感，并限制了阻燃劑的添加量；VA含量過高則材質太軟，耐高溫性能差，拉伸強度偏低，融熔指數也不能太高，否則難以滿足抗拉強度的要求。2、相容劑的選用與用量由于所添加的大量無機填料與高分子聚合物的相容性很差，在添加了本公司自制的相容劑后大大提高了它們之間的相容性，提高了材料的機械性能。相容劑的用量也直接影響到材料的機械性能，一般用量在8%_15%之間比較適宜，試驗結果見表2。表2相容劑的添加量對機械性能的影響相容劑添加量/%03.871116拉伸強度/MPa6.987.6312.4111.0211.63斷裂伸長率/%293150.9146.8153.6133從表2結果可以看出，添加相容劑可大幅度提高材料的抗拉強度，同時降低斷裂伸長率，這樣只要添加適宜，便可使材料的機械性能滿足于標準的要求，并能保證一定的阻燃劑添加量。3、阻燃劑的選用及協效性研究對于阻燃體系的選用搭配以及它們相互之間的協效性的研究，阻燃劑用量的研究，我們做了大量的工作。比較適宜于低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的阻燃體系主要有Al(OH)3/Mg(0H)2/阻燃劑A和A1(0H)3/Mg(0H)2/阻燃劑A/阻燃劑B等兩種。Al(啦3與Mg(0H)2比例一般為l:1，它們共用有一定的協效作用，再加入協效型阻燃劑，也起著一定的協效作用，這樣的加入不僅可提高阻燃性能，還可增加材料在燃燒時的成炭效果，在防止滴落方面有著較顯著的效果，而協效型阻燃劑，與其一起加入后，可提高材料的3-4個百分點的氧指數，而且材料在燃燒時更不易產生滴落物。表3為不同體系阻燃劑用量對氧指數及燃燒現象的影響。目前阻燃性能要求比較高的材料就是做成電線后要求通過UL標準的VW-1垂直燃燒試驗。要通過這個試驗，除了氧指數外，自熄性和成炭性對能否通過VW-1試驗也起著至關重要的作用，選A1(0H)3/Mg(0H)2/阻燃劑A/阻燃劑B體系并適當加大阻燃劑量，可望通過VW-1試驗。表3不同體系阻燃劑用量對氧指數及燃燒現象的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>4、抗氧劑的選用及協效性研究抗氧劑選用是否得當，添加量是否恰到好處，都直接影響到產品的抗熱老化性能。抗氧劑A/抗氧劑D有很好的協同作用，采用這一抗氧體系，可使材料具有比較優秀的抗熱氧化性能。試驗結果見表4。表4抗氧劑的選用與材料老化性能的關系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注抗氧劑體系配方的配比為抗A為1份，抗B為1份，抗C為0.5份，抗D為0.5份。5加工助劑的選用對于加工性能太差這一問題，我們選用道康寧公司生產的加工助劑，當添加0.5%-1%時明顯降低擠出造粒過程中的主機電流及熔體壓力，同時可將生產效率提高40%-50%。本發明創新突破點(1)我們設計和制備一種具有潤滑功能和阻燃增效的有機高分子，通過水相化學反應，在氫氧化物粉體表面和微粒中形成有機高分子層。(2)將有機—無機的復合白色粉體，通過預分散在聚烯烴的載體中，然后加入3—4%到配方中，降低表面電阻率，增加材料的抗酸性。(3)通過阻燃增效和催化成炭進一步提高阻燃效率等催化燃燒過程的成炭量，防止融滴發生。(4)通過抗熱老化和相容劑助劑的組合，改善材料的機械性能以及經過高溫后的機械性能保持率。(5)對氫氧化物阻燃要求高填充量的特點，采用密煉和擠出造粒的組合工藝，以獲得良好的塑化效果。用本發明公開的配方身產的高效節能環保型電纜的各項指標均達到國內領先水平，以下是產品的檢測報告(轉下頁)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發明是以聚烯烴為基礎樹脂，氫氧化物為主阻燃劑，配以相溶劑、阻燃協效、成炭催化劑等助劑，通過塑化混合后造粒，制備出低煙無鹵、機械強度高、阻燃性能好等綜合性能良好的環保型PE電線電纜未用材料。具體實施例方式實施例l配方組成及其重量分如下成分用量份(重量份)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>交聯劑5納米成炭母料3實施例3配方組成及其重量分如下成分用it份(重i乙烯-醋酸乙烯共聚物60高密度聚乙烯22Al(OH)3卯Mg(OH)355阻燃增效有機阻燃劑8馬來酸酐相容劑30季戊醇酯抗氧劑1季戊四醇抗氧劑0.8潤滑劑0.9交聯劑5納米成炭母料10上述實施例l、實施例2、實施例3的具體制作工藝如下l)按重量比稱取原料；2)將乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、相容劑、抗氧劑、交聯劑、潤滑劑與配方量中Al(OH)3、Mg(OH)3配方量的50%倒入密煉機，讓塑料助劑與粉化物充分混合，當料溫達到8(TC士5'C，機中物料將結團塑化時，加入剩余50。/。的Al(OH)3、Mg(OH)3以及納米成炭母料，讓塑料與粉體充分混合塑化，當料溫達到10(TC士5'C-11(TC士5-C時，時間7-8分鐘，把成團物料排出到物料箱。3)將物料箱物料經輸送機送到雙螺桿擠出機料斗，經料斗雙錐形螺桿破碎物料直接喂入到雙螺桿擠出機中。4)物料在雙螺桿擠出機中，以喂料頻率在15-30HE，主電機頻率在28-45HE，溫度一區135°C、二區145°C、三區150°C、四區155°C、五區155°C、模頭溫度165°C，在雙螺桿擠出水冷拉條，隨后切粒，烘干，稱量，包裝。權利要求1、高效阻燃環保交聯型塑料，其特征在于含有乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、Al(OH)3、Mg(OH)3、阻燃增效有機阻燃劑、季戊醇酯抗氧劑、季戊四醇抗氧劑、潤滑劑、交聯劑、納米成炭母料，其配方組成重量份為成分用量份(重量份)乙烯-醋酸乙烯共聚物55-65高密度聚乙烯5-25Al(OH)370-140Mg(OH)330-70阻燃增效有機阻燃劑6-10馬來酸酐相容劑20-30季戊醇酯抗氧劑1-1.4季戊四醇抗氧劑0.4-0.9潤滑劑0.5-1交聯劑4-5納米成炭母料3-102、制造上述權利要求1所述的高效阻燃環保交聯型塑料的工藝，其特征在于該工藝的具體步驟為，1)按重量比稱取原料；2)將乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、相容劑、抗氧劑、交聯劑、潤滑劑與配方量中A1(OH)3、Mg(OH)3配方量的50。/。倒入密煉機，讓塑料助劑與粉化物充分混合，當料溫達到80°C±5°C，機中物料將結團塑化時，加入剩余50。/。的Al(OH)3、Mg(OH)3以及納米成炭母料，讓塑料與粉體充分混合塑化，當料溫達到10(TC士5"C-ll(TC士5t:時，時間7-8分鐘，把成團物料排出到物料箱。3)將物料箱物料經輸送機送到雙螺桿擠出機料斗，經料斗雙錐形螺桿破碎物料直接喂入到雙螺桿擠出機中。4)物料在雙螺桿擠出機中擠出水冷拉條，然后切粒，烘干，稱量，包裝。全文摘要本發明具體是指一種用于電線電纜的高效阻燃環保交聯型塑料及其制作工藝。含有乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、Al(OH)<sub>3</sub>、Mg(OH)<sub>3</sub>、阻燃增效有機阻燃劑、季戊醇酯抗氧劑、季戊四醇抗氧劑、潤滑劑、交聯劑、納米成炭母料，其配方組成重量份為乙烯-醋酸乙烯共聚物55-65，高密度聚乙烯5-25，Al(OH)<sub>3</sub>70-140Mg(OH)<sub>3</sub>30-70，阻燃增效有機阻燃劑6-10，馬來酸酐相容劑20-30，季戊醇酯抗氧劑1-1.4，季戊四醇抗氧劑0.4-0.9，潤滑劑0.5-1，交聯劑4-5，納米成炭母料3-10。本發明是以聚烯烴為基礎樹脂，氫氧化物為主阻燃劑，配以相溶劑、阻燃協效、成炭催化劑等助劑，通過塑化混合后造粒，制備出低煙無鹵、機械強度高、阻燃性能好等綜合性能良好的環保型PE電線電纜未用材料。文檔編號C08K3/00GK101323687SQ20081002977公開日2008年12月17日申請日期2008年7月28日優先權日2008年7月28日發明者區卓琨,李海亮,郭偉明申請人:廣東電纜廠有限公司;佛山市南海電纜材料有限公司