一种低烟无卤双耐油护套料及其制备方法与流程

本发明属于护套料，尤其涉及一种低烟无卤双耐油护套料及其制备方法。

背景技术：

1、在轨道交通装备、高端工业自动化设备快速迭代升级的背景下，机器人专用线缆、机车配套传输线缆等特种线缆的应用工况日趋复杂严苛，对护套基材的综合服役性能提出更高标准。这类设备长期连续运行，线缆护套不仅需要长期耐受设备润滑体系中的矿物油、合成润滑油侵蚀，还需适配高温作业环境。因此，开发同时具备优异双介质耐油性、125℃高温长效稳定性以及低烟无卤环保阻燃特性的护套材料，已成为高端特种线缆材料领域的重点研发方向。

2、当前市面通用的低烟无卤电缆护套材料存在明显性能短板，难以满足高端行业en50264规范要求。常规产品普遍耐油适配性差，无法同时抵御矿物油与合成润滑油的双重侵蚀，长期浸油服役后易出现基材溶胀、体积膨胀、力学性能衰减等问题，直接降低线缆防护可靠性。与此同时，传统无卤护套材料的额定长期工作温度仅为90℃，耐热等级偏低，在125℃持续高温工况下易发生热老化、性能失效，无法适配高端装备长时间高温连续运行的使用需求。

3、为弥补传统无卤材料耐油性能不足的缺陷，业内部分改良产品采用含卤阻燃体系优化耐油性能，但该改性方式存在突出安全弊端。含卤配方体系在高温热分解或燃烧过程中，会产生大量刺激性、腐蚀性有毒烟气，既会造成精密设备元器件腐蚀损坏，也会在火情场景中危害人身安全，不符合当下高端装备线缆低烟、无毒、无卤的安全环保设计准则，应用场景受到严格限制。

4、为规避含卤材料的安全缺陷，现有无卤耐油改性技术多通过大比例掺配耐油橡胶组分，实现双介质耐油指标达标。但该配方设计存在显著工业化落地难题，高填充橡胶组分会大幅降低基材的挤出成型加工性能，生产过程中易出现护套表面瑕疵、成型稳定性差等问题，导致产品良品率偏低。此外，高耐油橡胶原料成本高昂，大幅抬高物料与生产成本，不利于该类耐油护套材料的产业化批量生产与市场推广。

5、因此，研发一款兼具耐高温、双耐油、安全环保且适配工业化大规模生产的辐照交联护套料，是本领域现阶段亟需攻克的技术难题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种低烟无卤双耐油护套料及其制备方法，通过优化基体树脂复配体系、改性无卤阻燃体系，使所得护套料可适配125℃长期连续工作工况，兼顾耐矿物油、耐合成润滑油的双重耐油性能，同时具备优异的低烟无卤阻燃性能与高速挤出加工性能。

2、本发明的第一个目的是提供一种低烟无卤双耐油护套料，所述低烟无卤双耐油护套料的原料组分及其质量份为：复配共聚物30-45份、羰基改性乙丙橡胶15-25份、辐照交联剂1.3-2.5份、阻燃剂107-139份和功能助剂17.9-28.6份；

3、所述复配共聚物由第一乙烯-醋酸乙烯共聚物和第二乙烯-醋酸乙烯共聚物按质量比（20-30）:（10-15）复配得到；

4、所述第一乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯酯质量分数为40%-65%；

5、所述第二乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯酯质量分数为26%-33%。

6、在本发明的一个实施例中，所述辐照交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。

7、在本发明的一个实施例中，所述阻燃剂以质量份计包括：改性氢氧化铝80-95份、改性氢氧化镁25-40份和硼酸镁晶须2-4份；采用改性氢氧化铝、改性氢氧化镁复配硼酸镁晶须作为阻燃组分，在保障材料低烟无卤特性的前提下，缓解高阻燃剂填充带来的力学性能劣化问题，使材料具备优良力学表现，燃烧烟密度等级符合gb/t 17651相关规定。

8、在本发明的一个实施例中，所述功能助剂以质量份计包括：乙烯-醋酸乙烯酯接枝聚氨酯共聚物10-15份、马来酸酐接枝三元乙丙共聚物5-10份、硅烷偶联剂0.6-1.0份、抗氧剂1.5-1.6份和润滑剂0.8-1.0份；所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷。

9、在本发明的一个实施例中，所述抗氧剂由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇和硫代二丙酸双月桂酯按质量比（1.8-2.2）:1复配得到。

10、在本发明的一个实施例中，所述润滑剂由醋酸乙烯基笼型聚倍半硅氧烷和氟硅母粒按质量比1:（3.8-4.2）复配得到；该复配体系中醋酸乙烯基可与氟硅链段发生相互作用，使两组分能够在树脂体系内部均匀分散，削弱高分子链之间的内摩擦，降低熔体流动阻力，缓解高剪切加工条件下出现的熔体撕裂、鲨鱼皮等加工缺陷，实现高速加工过程中的高效润滑，同时提升护套料制品的表面光滑度与耐磨性能。

11、本发明的第二个目的是提供一种所述的低烟无卤双耐油护套料的制备方法，包括以下步骤：

12、s1、通过密炼机对复配共聚物、羰基改性乙丙橡胶、辐照交联剂、阻燃剂和功能助剂进行预混，得到混合料；

13、s2、采用双螺杆挤出机对s1所述混合料进行熔融共混，再经水冷切粒，得到混合母粒；

14、s3、采用单螺杆挤出机对s2所述混合母粒进行高速挤出，再经水冷定型，得到所述低烟无卤双耐油护套料。

15、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述预混的温度为140℃-150℃，转速为40rpm-60rpm。

16、在本发明的一个实施例中，在s2中，所述熔融共混的温度为160-170℃，转速为200rpm-300rpm。

17、在本发明的一个实施例中，在s3中，所述高速挤出的速率为100m/min-200m/min。

18、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

19、（1）本发明所述的护套料采用高低醋酸乙烯酯含量的乙烯醋酸乙烯共聚物、羰基改性乙丙橡胶与乙烯醋酸乙烯酯接枝聚氨酯共聚物组成协同复配基体树脂体系，高醋酸乙烯酯含量乙烯醋酸乙烯共聚物所携带的大量醋酸乙烯酯基团，能够在辐照交联过程中与羰基改性乙丙橡胶的羰基基团相互作用形成强极性高分子链段，借助链段上的极性基团构筑致密的抗油污阻隔屏障，降低基体与非极性矿物油的相容性，抑制油介质向材料内部渗透，使护套料同时具备优异的耐矿物油、耐合成润滑油双耐油性能，满足en 50264标准对于材料经高温长时间浸油后的力学性能保持率要求。

20、（2）本发明所述的护套料通过电子束辐照工艺实现交联，相较于化学交联方式不存在化学残留且交联效率更高，高能射线可激发高分子产生自由基，促使相邻分子链通过共价键键合形成三维网状结构，将原本易发生相对滑移的线性高分子固定，从分子层面阻断各类环境因素的破坏路径，有效降低材料受环境应力作用产生蠕变、开裂的概率；交联形成的三维网状结构能够缩小材料内部分子间隙，阻碍油、水等环境介质向基体内部渗透，减轻介质对高分子链带来的溶胀、腐蚀与氧化破坏，同时促使材料由热塑性转变为热固性，规避高温工况下的熔融流动现象，抑制热氧老化引发的分子链断裂降解，显著提升极端温度工况下的性能稳定性，交联后护套料的拉伸与抗冲击性能明显增强，可抵御紫外线、酸碱等复杂外界环境的持续侵蚀，延长恶劣工况下的服役寿命，所得护套料长期允许工作温度可达125℃，可实现该温度下长期连续运行，同时具备优良耐低温性能，能够满足-40℃低温卷绕无裂纹的使用要求，适配轨道交通、工业装备等多种严苛应用场景。