玻璃微珠填充電纜料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種玻璃微珠填充電纜料及其制備方法。電纜料由以下重量百分比的組分組成：60%～79%的樹脂基料；和21%～40%的中空玻璃微珠填充料。制備方法包括配料、將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。本發明采用空心玻璃微珠作為填充材料，具有重量輕體積大、導熱系數低、抗壓強度高，分散性、流動性、穩定性好的優點。通過數百次的反復試驗，在對基體樹脂配方的篩選、捏合、擠出和造粒等各個環節有效控制的基礎上，成功解決了電線電纜產品環保性能和物理機械性能的平衡點。
【專利說明】玻璃微珠填充電纜料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及玻璃微珠填充電纜料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]傳統的電纜線在火災事故中因為不具備阻燃性能和釋放有毒的鹵素而面臨諸多的新技術挑戰。80年代以來，我國在建筑領域特別在大型公共場所、地鐵、核電站、艦船、醫院、圖書館、大劇院、高檔樓宇等特殊場合率先研究推廣阻燃電纜線和低煙無鹵素電纜線。 歐美日等國，諸如此類被稱為環保型電線電纜已成為所有電纜品種的主流產品，也有不少政府明確規定嚴禁使用或進口非環保型電纜。
[0003]環保型電纜必須同時滿足環保以及優良的材料機械性能和電性能的要求。一般的材料在滿足環保方面的要求下，就會出現材料的機械性、制造工藝等其他方面的矛盾。因為受使用場合的不同、品種規格的差別、制造工藝等因素的局限，目前國內環保型電纜料主要用鎂、鋁的水合物[Mg(0H)z，Al (OH) 3]系列為阻燃體系的主要成分。這一類電纜料具有優良的阻燃性、低發煙等特性。而缺點是不利于該材料的廣泛推廣應用，主要表現在:一是鎂鋁系列阻燃劑類似無機填料組合，其添加量比較大，在100份的樹脂基料中需添加120份以上的阻然劑才可能達到氧指數30的要求，極度惡化了樹脂的機械性能和加工性能，有的甚至在普通的PVC擠出機上無法加工，勞動生產率十分低下；二是許多廠家追求鎂鋁系列阻燃劑的顆粒細度，而事實上，阻燃劑顆粒越細小，電纜料越容易吸濕、受潮，在加工前需作烘干處理，增加勞動成本，降低了勞動生產率；三是電氣性能降低(特別是浸在水中)；四是在電纜使用一段時間后容易發生“起霜”現象，鎂、鋁系列的阻燃劑析出，降低了電纜的阻燃性能；五是鎂、鋁系列阻燃劑分解溫度較低，制約了粒料加工工藝和線纜擠制的加工工藝條件。這也是國內環保電線電纜制造中存在的一個普遍問題。
[0004]因此必須 對樹脂體系、阻燃體系、偶聯體系、抗老化體系和潤滑體系等作精心選擇，并采用相應的優化加工工藝，才能得到具有良好的機械物理性能和電性能又能符合使用要求的材料。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，提供一種玻璃微珠填充電纜料及其制備方法，以解決目前電纜料無法滿足良好的阻燃性能、機械物理性能和電性能又能達到環保要求的技術問題。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]玻璃微珠填充電纜料，由以下重量百分比的組分組成:60%-79%的樹脂；和 21%-40%的中空玻璃微珠填充料。
[0008]所述中空玻璃微珠的粒徑為I-500微米。
[0009]所述中空玻璃微珠的粒徑為10-100微米。
[0010]所述中空玻璃微珠的密度為0.1-0.3g/ cm 3。
[0011]所述中空玻璃微珠的密度為0.15-0.2g/ cm 3。[0012]所述的樹脂選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0013]一種玻璃微珠填充電纜料的制備方法，包括如下步驟:將60%-79%的樹脂和 21%-40%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。
[0014]所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在 1400-1800°C。
[0015]所述攪拌采用攪拌機攪拌至110-140°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌1-3分鐘。
[0016]本發明采用空心玻璃微珠作為填充材料，具有重量輕體積大、導熱系數低、抗壓強度高，分散性、流動性、穩定性好的優點。通過數百次的反復試驗，在對基體樹脂配方的篩選、捏合、擠出和造粒等各個環節有效控制的基礎上，成功解決了電線電纜產品環保性能和物理機械性能的平衡點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的玻璃微珠填充電纜料的制備方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖和實施例進一步描述本發明的具體技術方案，以便于本領域的技術人員理解本發明，而不構成對其權利的限制。
[0019]本發明采用新型空心玻璃微珠作為填充材料，通過數百次的反復試驗，成功解決了電線電纜產品環保性能和物理機械性能的平衡點。并在對基體樹脂配方的篩選、捏合、擠出和造粒等各個環節有效控制的基礎上使得電纜料的性能得到進一步提升。
[0020]本發明的玻璃微珠填充電纜料，由以下重量百分比的組分組成:60%-79%的樹脂基料；和21%-40%的中空玻璃微珠填充料。`
[0021]優選地，其中所述中空玻璃微珠的粒徑為I-500微米。更優選地，所述中空玻璃微珠的粒徑為10-100微米。
[0022]優選地，所述中空玻璃微珠的密度為0.1-0.3g/ Cm 3。更有選地，所述中空玻璃微珠的密度為0.15-0.2g/ cm 3。
[0023]所述的樹脂選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0024]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將60%-79%的樹脂基料和 21%-40%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。
[0025]優選地，所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1400-1800°C。經試驗，溫度超過1800°C或者低于1400°C會使得制成的低煙無鹵電纜料的電性能有所下降。
[0026]優選地，所述攪拌采用攪拌機攪拌至110_140°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌1-3分鐘。經試驗，在此溫度和攪拌時間的配合下，所制得的低煙無鹵電纜料的機械物理性能有較明顯的提高。
[0027]加料的步驟具體為，啟動真空上料機(開機后保持上料機為開啟狀態以保證持續供料)將粉料加入粉料料倉；粒料直接加入粒料料倉。色料(炭黑)不稱重，直接加入色料料倉。
[0028]實施例1
[0029]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:61.4%的樹脂基料和38.6% 的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為350微米。中空玻璃微珠的密度為0.15g/ cm 3。樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、 乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0030]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將61.4%的樹脂基料和38.6% 的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在 14000C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至125°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌1-3分鐘。
[0031]實施例2
[0032]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:79%的樹脂基料和21%的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為3微米。中空玻璃微珠的密度為0.lg/cm 3。樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0033]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將79%的樹脂基料和21%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。 所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1800°C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至140°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌2分鐘。
[0034]實施例3
[0035]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:73%的樹脂基料和27%的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為58微米。中空玻璃微珠的密度為0.17g/ cm 3。 樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0036]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將73%的樹脂基料和27%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。 所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1650°C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至130°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌I分鐘。
[0037]實施例4
[0038]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:65%的樹脂基料和35%的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為490微米。中空玻璃微珠的密度為0.3g/cm 3。 樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。[0039]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將65%的樹脂基料和35%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。 所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1750°C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至110°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌3分鐘。
[0040]實施例5
[0041]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:63%的樹脂基料和37%的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為98微米。中空玻璃微珠的密度為0.27g/cm3。 樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0042]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將63%的樹脂基料和37%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。 所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1450°C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至130°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌2分鐘。
[0043]比較例1
[0044]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:80%的樹脂基料和20%的中空玻璃微珠填充料。
[0045]比較例2
[0046]玻璃微珠高強環保低煙無鹵電纜料由以下重量百分比的組分組成:58%的樹脂基料和42%的中空玻璃微珠填充料。
[0047]比較例3
[0048]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:63%的樹脂基料和37%的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為98微米。中空玻璃微珠的密度為0.27g/cm3。 樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0049]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將63%的樹脂基料和37%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。 所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1300°C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至100°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌5分鐘。
[0050]比較例4
[0051]玻璃微珠填充電纜料由以下重量百分比的組分組成:73%的樹脂基料和27%的中空玻璃微珠填充料。中空玻璃微珠的粒徑為58微米。中空玻璃微珠的密度為0.17g/ cm 3。 樹脂基料選自SEBS、EVA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0052]該玻璃微珠填充電纜料的制備方法包括如下步驟:將73%的樹脂基料和27%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。 所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在1900°C。所述攪拌采用攪拌機攪拌至150°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌0.5 分鐘。
[0053]本發明的玻璃微珠填充電纜料的數據如下表I。
[0054]
【權利要求】
1.一種玻璃微珠填充電纜料，由以下重量百分比的組分組成:60%-79%的樹脂；和21%-40%的中空玻璃微珠填充料。
2.如權利要求1所述的玻璃微珠填充電纜料，其特征在于，所述中空玻璃微珠的粒徑為I-500微米。
3.如權利要求2所述的玻璃微珠填充電纜料，其特征在于，所述中空玻璃微珠的粒徑為10-100微米。
4.如權利要求1所述的玻璃微珠填充電纜料，其特征在于，所述中空玻璃微珠的密度為 0.1 -0.3g/ cm 3。
5.如權利要求4所述的玻璃微珠填充電纜料，其特征在于，所述中空玻璃微珠的密度為 0.15 -0.2g/ cm 3。
6.如權利要求1所述的玻璃微珠填充電纜料，其特征在于，所述的樹脂選自SEBS、EVA、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。
7.一種玻璃微珠填充電纜料的制備方法，包括如下步驟:將60%-79%的樹脂和21%-40%的中空玻璃微珠填充料進行配料；將配料進行攪拌后加料；混煉擠出；以及磨面風冷熱切造粒。
8.如權利要求7所述的玻璃微珠填充電纜料的制備方法，其特征在于，所述混煉擠出采用單螺桿與雙螺桿組合的雙階混煉擠出方法，螺桿溫度控制在 1400-1800度。
9.如權利要求7所述的玻璃微珠填充電纜料的制備方法，其特征在于，所述攪拌采用攪拌機攪拌至110_140°C后，將稱好的粒料加入粒料拌料機中，啟動攪拌機攪拌1-3分鐘。
【文檔編號】C08L23/06GK103450620SQ201210181565
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月4日 優先權日:2012年6月4日
【發明者】范載云, 侯志輝 申請人:上海斯瑞聚合體科技有限公司