可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料及其制备方法与流程

1.本发明属于新材料技术领域，具体为可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料及其制备方法。


背景技术：

2.硫化硅橡胶陶瓷耐火材料，主要构成是硅橡胶和陶瓷粉(一种复配的无机粉体)，通过设备混合后挤出造粒。优点：耐火效果好，环保。缺点：挤出速度慢、硫化速度慢、无法单独作为护套层，只能作为耐火填充料，因为材料没有力学强度且材料不耐刮，价格昂贵。
3.热塑低烟无卤陶瓷阻燃材料，主要又聚烯烃、金属氢氧化物和其他无机填料组成，通过设备基础造粒。优点：价格便宜、力学性能可满足普通护套料，环保。缺点：耐热差、有一定的阻燃性，但是成瓷性、耐火、绝热不佳、材料很硬弯曲开裂。
4.上述两类结构均具备自己的好处与缺点，但是在实际应用中二者的好处需要同时体现出来，并且尽可能的需要规避现有存在的问题，因此针对该情况，本技术提出了可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料及其制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料，具体原料配方包括有基体材料、无机阻燃剂、无机成瓷复合添加剂、复合交联剂、润滑剂、抗氧剂与硅烷偶联剂，硅烷偶联剂与复合交联剂的重量比为100：2～10；
7.所述基体材料由聚烯烃弹性体树脂10wt％-20wt％和乙烯醋酸乙烯共聚物80wt％～90wt％组成，其中聚烯烃弹性体树脂的密度为0.840～0.920g/cm3，其中乙烯醋酸乙烯共聚物的va含量为18-70％，密度为0.920～0.980g/cm3，所述的硅烷偶联剂与复合交联剂的重量之和为基体材料重量的1％～5％。
8.本技术还提出了可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料制备方法，该制备方法包括有方法一与方法二，方法一具体操作步骤如下：
9.s1、将复合交联剂溶解入硅烷偶联剂中，得到含有复合交联剂剂的硅烷偶联剂溶液；
10.s2、将聚烯烃弹性体树脂和乙烯醋酸乙烯共聚物使用开炼机混合，得到混合物；
11.s3、将s1步骤中得到的含有复合交联剂的硅烷偶联剂吸附在s2步骤中得到的混合物中，得到混合料；
12.s4、将无机阻燃剂、无机成瓷复合添加剂、润滑剂、抗氧剂和s3步骤得到的混合料一起投入密炼机中，在120-140℃下混炼8～15分钟，然后加入催化剂，在120-140℃密炼3～5分钟，即得所述一种可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料；
13.方法二具体操作步骤如下：
14.s1、将复合交联剂在常温或加热条件下溶解入硅烷偶联剂中；
15.s2、将聚烯烃弹性体树脂和乙烯醋酸乙烯酯聚合物使用开炼机在温度80-100℃下混合；
16.s3、将s1步骤中得到的硅烷偶联剂吸附在s2步骤中得到的混合物中，得到混合料；
17.s4、将无机阻燃剂、无机成瓷复合添加剂、润滑剂、抗氧剂、s3步骤得到的混合料以及选择性的润滑剂一起投入密炼机中，在120-140℃下混炼5～10分钟，然后加入催化剂，在120-140℃密炼1～3分钟，即得材料。
18.优选的，s4步骤中无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝或二者的组合，无机阻燃剂与基体材料的重量比为0.5～2:1，更优选为0.5～1.5：1。
19.优选的，s4步骤中无机成瓷复合添加剂为选自硼酸锌、高岭土、氧化铝、二氧化硅、硼酸、氧化镁、氧化钙、氧化锌中的任选几种的组合。
20.优选的，s1步骤中复合交联剂为选自过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、安息香二乙醚、二苯甲酮、过氧化二苯甲酰中的任选几种的组合。
21.优选的，s1步骤中硅烷偶联剂为选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷以及甲基三乙氧基硅烷中的任选一种或几种的组合。
22.优选的，s4步骤中润滑剂为硅酮、ebs、pe蜡、二甲基硅油中的任选一种或几种的组合且一般润滑剂与基体材料的重量比为0.01～0.1:1。
23.优选的，s4步骤中抗氧剂可以且优选为抗氧剂1010、ps802、抗氧剂168、bht、se-10、ky405中的任选一种或几种的组合且一般的抗氧剂与基体材料的重量比为0.005～0.05:1，优选地，抗氧剂与基体材料的重量比为0.008～0.02:1。
24.本发明的有益效果如下：
25.1、本发明通过通过对基础树脂的硅烷接枝技术，可以提高基础树脂和无机粉体的相容性；通过对粉体的共混预处理，可以提高粉体间的相容性；通过复合交联方式，提高树脂的交联程度，可以提供更多的可接枝的支链和提高材料的耐热等级防止后续的煮水或蒸汽交联造成黏连，再将收卷后的电缆进行水煮或蒸汽交联；通过硅烷接枝的树脂，可以极大的提高无机粉体填充量从而达到更佳的耐火、耐燃和绝热效果；通过不同比例的无机粉体的混合，在高温燃烧中达到成瓷效果且控制燃烧残渣膨胀率(100
±
5％)，保持1:1的膨胀率可以避免燃烧残渣开裂或破碎，保持其完整性；通过复合交联可以使材料具有一定的力学性能，耐热性能。
附图说明
26.图1为本发明高温燃烧绝热试验结果图；
27.图2为本发明高温燃烧绝热试验过程及样式图；
28.图3为本发明产品柔性抗开裂试验示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料，其通过如下步骤制备得到：
31.s1、将4份复合交联剂过氧化二异丙苯在常温状态下溶解入100份硅烷偶联剂乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷中，得到含有复合交联剂的硅烷偶联剂；
32.s2、将20份聚烯烃弹性体树脂和80份乙烯醋酸乙烯共聚物使用开炼机在约90℃开炼混合，得到聚烯烃弹性体/乙烯醋酸乙烯共聚物混合物备用；
33.s3、将2份s1步骤中得到的含有复合交联剂的硅烷偶联剂吸附在100份s2步骤中得到的聚烯烃弹性体/乙烯醋酸乙烯共聚物混合物，得到混合料，具体操作如下：将s2步骤中得到的聚烯烃弹性体/乙烯醋酸乙烯共聚物混合物放入250ml单口圆底烧瓶，将单口圆底烧瓶放入35℃水浴中预热15分钟，最后精确加入s1步骤中得到的含有复合交联剂剂的硅烷偶联剂，使用橡皮塞堵住单口烧瓶，在35℃水浴中缓慢摇晃，使之充分均匀吸收；
34.s4、将100份s3步骤中得到的混合料、120份无机阻燃剂氢氧化铝、120份无机成瓷复合添加剂、2份润滑剂硅酮、3份抗氧剂1010一起投入密炼机中，在约130℃下混炼8分钟；然后加入0.2份催化剂二丁基锡二月桂酸酯，在约140℃密炼2分钟，反应得到可复合交联陶瓷化低烟无卤绝热聚烯烃材料。
35.图1中为高温燃烧绝热试验图：
36.火焰温度950
±
50℃，时间为0.75h，试样为管状，尺寸长20cm，壁厚5mm。
37.图2高温燃烧绝热试验过程及样式图：
38.在持续燃烧20分钟后，内部测得最高温度为166℃，保持2分钟后，在第22分钟温度开始下降，最终保持在161℃，将燃烧后的残渣剥开，内部结构保持良好，且带有微孔结构，因此试验结果显示本试制品具有良好的绝热性能。
39.图3为该产品柔性抗开裂试验示意图：
40.从图上可知，该材料能够进行大幅度的卷曲拉扯扭曲，并且整体操作相对流程，结构韧性较大，不会出现明显的僵硬与开裂情况。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。