一种紫外光交联高阻燃电缆料的制作方法

1.本发明涉及聚合物材料相关技术领域，具体为一种紫外光交联高阻燃电缆料。


背景技术：

2.在紫外光交联行业中，早期多采用中压汞灯作为辐射源，它们寿命短，大约在500～ 1000小时，使用时光强很快衰减，发光波长范围宽，可用于交联的特定波长的部分只占总功率的2～3％，交联效率特别低下，同时伴生的红外光发热量特别大，需要配备大功率冷却设备，如要匹配到高速生产所需的辐照剂量，则所需设备的装机容量大。
3.近年来，有一种led紫外所发出的可用于交联的紫外光能达到输入功率的30％以上，使用40000小时后的辐照强度仍有70％；瞬时点亮，提高了生产效率，非常节能，没有红外线发出，没有更高的环境温升，用半导体发光，对环境无污染。在电线电缆交联行业中，越来越得到行业的认可。
4.氯化聚乙烯(cpe)是由高密度聚乙烯(hdpe)经氯化取代反应制得的高分子材料，为饱和高分子材料，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性、着色性能及韧性，与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高；在橡胶工业中，cpe可作为高性能、高质量的特种橡胶，也可以与乙丙橡胶(epr)、天然橡胶(nr)、丁腈橡胶(nbr)、氯磺化聚乙烯(csm)等其它橡胶共混使用；橡胶型cpe是一种综合性能优良、耐热氧臭氧老化、阻燃性佳的特种合成橡胶。
5.现有的cpe电缆料多采用管道蒸汽硫化方式，设备资金投入多，当阻燃性能要求高时，配方中需要加入较多量的无机阻燃剂，容易吸湿，在蒸汽中硫化时，断面会产生气孔，表面毛糙。
6.橡胶型cpe高阻燃胶料，经配方改造后，用led紫外光交联技术装置来生产高阻燃橡皮电线电缆是本发明专利的实质性意义。


技术实现要素：

7.为解决现有的技术问题。本发明提供了一种紫外光交联高阻燃电缆料，按质量份数计，包括以下组份：100份基体树脂、20～30份双酚a-双(二苯基磷酸酯)、5～15份硼酸锌、30～50份针状硅灰石、20～30份氢氧化镁、15～25份氧化钙、5～15份硬脂酸钡、5-15份沸石401ps、2～5份石蜡、4～6份紫外光吸收剂、3～5份交联剂。
8.优选或可选的，所述基体树脂为橡胶型氯化聚乙烯；所述基体树脂为低氯含量与低门尼粘度型，氯含量为25
±
1％，121℃下测试的门尼粘度为55
±
5pa
·
s。
9.优选或可选的，所述基体树脂为cm252。
10.优选或可选的，所述紫外光吸收剂为吸收波长在370nm～440nm的长波长紫外线吸收剂。
11.优选或可选的，所述长波长紫外线吸收剂具体为chisorb-2990。
12.优选或可选的，所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
为双键化工生产、吸收波长在370nm-440nm的长波长紫外线吸收剂；双酚a-双(二苯基磷酸酯)即bdp，分子量696.04，无色透明液体，相对密度1.258，磷含量8.9％，bdp 是无卤有机磷系阻燃剂,具有相对分子量大、热稳定性高、挥发性低等优点；针状硅灰石为江西广源4000目针状硅灰石；401ps是pq公司生产的一种合成硅铝酸钠沸石，由硅原子、铝原子、氧原子的空间三维结构组成，粉末粒径3-5微米，比重1.99g/cm3，堆积密度0.4-0.48g/cm3，夯实密度0.5-0.75g/cm3。
26.实施例1
27.本实施例提供了一种紫外光交联高阻燃电缆料以及制备方法，包括：
28.步骤ⅰ.配料：按质量份数计，将：
29.100份氯化聚乙烯、20份双酚a-双(二苯基磷酸酯)、15份硼酸锌、50份针状硅灰石、20份氢氧化镁、15份氧化钙、5份硬脂酸钡、15份沸石401ps、5份石蜡、4份紫外光吸收剂chisorb-2990、3份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯进行配置。
30.步骤ⅱ.混炼：先将基体树脂加入密炼机混炼1.5min，待胶料包辊后分别加入硬脂酸钡、沸石401ps、石蜡、光吸收剂、交联剂、硼酸锌、针状硅灰石、氢氧化镁、氧化钙、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯进行混炼，混炼时间为3min；翻斗清扫、压上顶栓混炼时间4min，待负荷稳定；
31.步骤ⅲ.翻炼：在翻包机上下翻炼二次；
32.步骤ⅳ.出片：到开炼机上翻炼二次后挤出打卷，再在压延机上碾页至厚度为1mm，得到所述紫外光交联高阻燃电缆料。
33.实施例2
34.与实施例1相比，本实施例区别仅在于调整了配料的质量份数比，具体为100份氯化聚乙烯、25份双酚a-双(二苯基磷酸酯)、10份硼酸锌、40份针状硅灰石、25份氢氧化镁、20份氧化钙、10份硬脂酸钡、10份沸石401ps、3份石蜡、5份紫外光吸收剂 chisorb-2990、4份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，其余条件则与实施例1完全相同。
35.实施例3
36.与实施例1相比，本实施例区别仅在于调整了配料的质量份数比，具体为100份氯化聚乙烯、30份双酚a-双(二苯基磷酸酯)、5份硼酸锌、30份针状硅灰石、30份氢氧化镁、25份氧化钙、15份硬脂酸钡、5份沸石401ps、2份石蜡、6份紫外光吸收剂 chisorb-2990、5份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，其余条件则与实施例1完全相同。
37.将实施例1-3所得紫外光交联高阻燃电缆料进行性能测试，在橡胶挤出机上生产电缆，经led紫外光装置交联后，进行性能测试，详细测试结果如表1所示。
38.表1
39.[0040][0041]
空气热老化试验：试验温度是70℃、试验时间是240h；
[0042]
热延伸试验：试验温度是200℃、负载是0.2n/mm2、时间是15min。
[0043]
从上表中，实施例3的双酚a-双(二苯基磷酸酯)含量最高，因此其增塑效果最为明显，在实施例中表现出更高的柔韧性，即交联前的门尼粘度稍低；实施例3表现出更高的抗张强度，这是由于实施例3中的紫外光吸收剂chisorb-2990与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的含量高于另外两体系，较大程度地提高了交联度，从而使其具备更高的强度，而发生老化后，其拉伸强度变化也未发生更显著的变化；现有氯化聚乙烯的常温氧指数为20，可以看出，加入本阻燃体系后，各实施例的常温氧指数均显著发生改善。
[0044]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。


技术特征：
1.一种紫外光交联高阻燃电缆料，按质量份数计，包括以下组份：100份基体树脂、20～30份双酚a-双(二苯基磷酸酯)、5～15份硼酸锌、30～50份针状硅灰石、20～30份氢氧化镁、15～25份氧化钙、5～15份硬脂酸钡、5～15份沸石401ps、2～5份石蜡、4～6份紫外光吸收剂、3～5份交联剂。2.根据权利要求1所述的紫外光交联高阻燃电缆料，其特征在于，所述基体树脂为氯化聚乙烯；所述氯化聚乙烯，氯含量为25％～26％，121℃下测试的门尼粘度为45-60pa
·
s。3.根据权利要求1所述的紫外光交联高阻燃电缆料，其特征在于，所述紫外光吸收剂为吸收波长在370nm～440nm的长波长紫外线吸收剂。4.根据权利要求3所述的紫外光交联高阻燃电缆料，其特征在于，所述长波长紫外线吸收剂具体为chisorb-2990。5.根据权利要求1所述的紫外光交联高阻燃电缆料，其特征在于，所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。6.一种根据权利要求1～5任一项所述紫外光交联高阻燃电缆料，其特征在于，所述紫外光交联高阻燃电缆料制备方法包括：步骤ⅰ.配料：按照100份基体树脂、20～30份双酚a-双(二苯基磷酸酯)、5～15份硼酸锌、30～50份针状硅灰石、20～30份氢氧化镁、15～25份氧化钙、5～15份硬脂酸钡、5-15份沸石401ps、2～5份石蜡、4～6份紫外光吸收剂、3～5份交联剂进行配置；步骤ⅱ.混炼：先将基体树脂加入密炼机，待胶料包辊后分别加入硬脂酸钡、沸石401ps、石蜡、光吸收剂、交联剂、硼酸锌、针状硅灰石、氢氧化镁、氧化钙进行混炼；步骤ⅲ.翻炼：在翻包机上下翻炼至少二次；步骤ⅳ.出片：到开炼机上翻炼二次后挤出打卷；再在压延机上碾页，料片厚度为0.8～1.5mm，得到所述紫外光交联高阻燃电缆料。

技术总结
本发明公开了一种紫外光交联高阻燃电缆料，属于聚合物材料相关技术领域，本发明按质量份数计，包括以下组份：100份基体树脂、20～30份双酚A-双(二苯基磷酸酯)、5～15份硼酸锌、30～50份针状硅灰石、20～30份氢氧化镁、15～25份氧化钙、5～15份硬脂酸钡、5～15份沸石401PS、2～5份石蜡、4～6份紫外光吸收剂、3～5份交联剂。本发明采用低氯含量、低门尼粘度、橡胶型CPE为高阻燃料主胶，经橡胶挤出机与LED紫外光交联装置配合，不用传统管道蒸汽硫化方式，使生产效率得到提高；将BDP应用到CPE电缆料上，与结壳剂硼酸锌、阻燃协效剂针状硅灰石、阻燃剂氢氧化镁一起组成阻燃体系，提高CPE阻燃性能；用长波长Chisorb-2990光吸收剂搭配交联装置，提高交联度。提高交联度。


技术研发人员：田维生 黄敏建 田玲 王志鹏 杨希 王成
受保护的技术使用者：远东新材料有限公司 江苏华东智能线缆检测有限公司
技术研发日：2022.03.08
技术公布日：2022/5/20