本發(fā)明涉及電纜領域，更具體為電纜用的輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物的制備方法。
背景技術：
聚烯烴以其優(yōu)異的電絕緣性、良好的耐化學性、良好的加工性能而倍受電線電纜行業(yè)的青睞，廣泛用于電線電纜的絕緣及護套包覆材料。但是，聚烯烴極易燃燒，且燃燒時放出大量的煙霧，因此電線電纜的阻燃問題，引起世界的關注，并由此制定了有關電線電纜的阻燃標準。隨著電纜阻燃技術的發(fā)展及對電線電纜火災事故的深刻認識,使用部門對電纜的阻燃要求越來越高，并以立法的形式對阻燃性提出新的要求，這就要求用做電線電纜包覆材料的聚烯烴具有較好的阻燃性。
聚烯烴熔點較低，用它作電線電纜包覆材料時，其長期工作溫度為60-70℃，這已不能滿足一些電線電纜行業(yè)的要求。目前電線電纜行業(yè)的發(fā)展是向耐高溫方向發(fā)展，例如電機引接電線、汽車低壓電線、機車車輛電線、石油平臺用電纜均要求耐溫等級125℃及125℃以上的電纜。機車及空調(diào)用電機引接線需要既阻燃又耐高溫的電纜。要使聚烯烴的長期工作溫度達到125℃，必須使聚烯烴交聯(lián)，而過氧化物交聯(lián)和硅烷交聯(lián)存在許多缺點，均不能實現(xiàn)耐溫等級125℃，故采用物理交聯(lián)的方法，即輻射交聯(lián)的方法，使聚烯烴形成三維網(wǎng)狀結構，從而提高使用溫度。
關于電線電纜包覆材料中所用的阻燃劑，通常采用含鹵化合物與三氧化二銻(Sb2O3)來達到阻燃的目的。用于聚烯烴的含鹵阻燃劑有氯系阻燃劑和溴系阻燃劑，常用的為溴系阻燃劑包括十溴聯(lián)苯醚、八溴二苯醚等。有鹵阻燃的缺點是，燃燒時發(fā)煙量大，產(chǎn)生有毒、有害、有腐蝕性的鹵化物。煙霧和腐蝕性有害氣體不僅妨礙消防工作和人員疏散,而且腐蝕各種設備，特別是精密儀器，即造成二次災害。
為此，本領域內(nèi)開發(fā)了無鹵阻燃體系。但是，作為無鹵阻燃、輻射交聯(lián)、耐高溫的復雜的體系，存在以下的矛盾:配方組成與熱老化性能的矛盾；抗氧體系與輻射交聯(lián)效應的矛盾；力學性能與阻燃性能的矛盾。如何解決好以上矛盾，得到綜合性能較好的配方仍然是困難的問題。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，發(fā)明人進行積極的研究，結果他們發(fā)現(xiàn)通過選擇特定的抗氧劑和無鹵阻燃劑，能夠得到阻燃性能、力學性能、耐高溫性能優(yōu)良的輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物的制備方法，包括下列步驟：
(1)由一部分基礎樹脂和阻燃劑制成阻燃母粒；
(2)將所述的阻燃母粒與其余一部分基礎樹脂、抗氧劑、任選的阻燃增效劑以及任選的其他添加劑混合，擠出造粒，然后成型，由此得到成形體；
(3)將步驟(2)中得到的成形體在30-120KGy的劑量下進行輻射交聯(lián)，由此得到輻射交聯(lián)的阻燃包覆組合物。
優(yōu)選地，其中所述阻燃劑為無鹵阻燃劑，還包含輻射交聯(lián)敏化劑，所述輻射交聯(lián)敏化劑具有下列結構：
優(yōu)選地，其中基于輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物的總重量，所述輻射交聯(lián)敏化劑的重量含量為1％～3％。
優(yōu)選地，其中基于輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物的總重量，所述硫酚類抗氧劑的重量含量為0.1％至1％。
優(yōu)選地，還包含阻燃增效劑，所述阻燃增效劑選自由有機硅化合物、金屬氧化物、硼化物、磷化物、氫氧化鈉及其任意組合構成的組中的至少一種。
優(yōu)選地，其中所述無鹵阻燃劑選自由氫氧化鎂、氫氧化鋁及其任意組合構成的組中的至少一種。
優(yōu)選地，其中所述基礎樹脂選自未改性的聚烯烴、三元乙丙橡膠、乙烯-乙酸乙烯共聚物或其任意的組合。
優(yōu)選地，其中所述乙烯-乙酸乙烯共聚物的乙酸乙烯含量為15-30重量％。
優(yōu)選地，其中所述無鹵阻燃劑的粒徑為0.1-3微米。
在混合時，可以使用單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、Buss-kneader連續(xù)混合機。優(yōu)選使用Buss-kneader連續(xù)混合機。這種混和機的螺桿雖然只有一條，但螺桿上的螺紋不是連續(xù)的，螺紋每轉一圈，中斷三次。機筒是可打開式，便于快速清理物料，其內(nèi)表面按一定的規(guī)律裝有三排捏合銷或齒，而且可以調(diào)整或更換。螺桿上各元件也是積木式的，套裝在芯軸上。芯軸和機筒都可以通入導熱油進行加熱或冷卻。Buss-Knedaer連續(xù)混合機與常規(guī)單螺桿擠出機的最大區(qū)別是螺桿在連續(xù)旋轉的同時，還按一定的規(guī)律做軸向的往復運動，這就使物料在螺桿和機筒中的運動狀態(tài)大為復雜。
特別是，上述Buss-Knedaer連續(xù)混合機具有以下優(yōu)點：
(1)出色的分散分布效果；
(2)均勻的剪切混合，沒有過高的剪切峰值；
(3)填料可以從沿料筒的不同的加料點加入，這對于阻燃劑的共混物是很有優(yōu)勢的，可實現(xiàn)60-70％的高的填料添加量。
例如，制備本發(fā)明的包覆組合物的更具體方法可以按照以下兩個工藝步驟進行。
本發(fā)明的組合物及其制備方法得到了綜合性能優(yōu)良的輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物，其能夠耐受125攝氏度以上的高溫，并且具有優(yōu)異的阻燃性(氧指數(shù))和機械性能。本發(fā)明的方法還解決了現(xiàn)有技術中使用雙螺桿擠出機對原料加工的困難問題。
具體實施方式
以下將描述實施本發(fā)明的實施方案。然而，本發(fā)明的范圍不局限于所述的實施方式，只要不損害主旨，可以對本發(fā)明進行各種更改。除非另有說明，否則以下的比例和％分別是指重量比和重量％。
實施例1
將雙輥的前、后輥控制電壓調(diào)到150伏，保持1小時，輥溫升至130℃，加入40重量份EVA1(基礎樹脂，VA含量為15％)和20重量份EVA2(基礎樹脂，VA含量為30％)開煉約1分鐘，再加入40重量份氫氧化鎂開煉約3分鐘，出片，再將片材用粉碎機粉碎得到阻燃母粒。
將阻燃母粒、EVA等基礎樹脂加入高速攪拌機中，加入少量白油，攪拌15秒左右再加入硫酚類抗氧劑-1#(得自美國大湖公司)，充分攪拌后出料，加入熔融的敏化劑攪拌均勻。
將混和均勻的物料加入擠出機中，控制擠出機的料筒溫度為:1800℃(加料口)、220℃、225℃、220℃、210℃(機頭)，經(jīng)過冷卻水槽，牽引，電熱鼓風干，切粒機切粒，得到共混料。
在注射機上注射樣條，料筒溫度210℃，注射壓力4MPa，成型周期45秒，得到測氧指數(shù)的樣條，尺寸為(125X6.5X3)mm3。將樣條用伽馬射線在100的劑量下輻射，然后根據(jù)按GB/T2406-93，將試樣垂直固定在燃燒筒中，使氧、氮混合氣流由下向上流過，點燃試樣頂端，同時記時和觀察試樣燃燒長度，與所規(guī)定的判據(jù)相比較。在不同的氧濃度中實驗一組試樣，測定塑料剛好維持平穩(wěn)燃燒時的最低氧氣濃度即為氧指數(shù)，用混合氣中氧含量的體積百分數(shù)表示。
得到測力學性能樣片，尺寸為(100X 100X 1)mm3。再把樣片置于恒溫恒濕箱中24-48小時進行狀態(tài)調(diào)節(jié)，即可按GB1040-92，把1mm厚的樣片用樣刀沖壓成II型試樣，夾于拉力機的夾具上，在25℃的溫度下，以100mm/min的速度進行拉伸，得到試樣的拉伸強度和斷裂伸長率。
結果氧指數(shù)為26，拉伸強度為20.95MPa并且斷裂伸長率為730％。同時樣品可以承受125℃以上的高溫。
實施例2
按照與實施例1基本相同的方式制備輻射交聯(lián)阻燃包覆組合物，不同之處在于不使用輻射交聯(lián)敏化劑，所述輻射交聯(lián)敏化劑具有下列結構：
然后采用相同的方式進行測試。結果，氧指數(shù)不到23，拉伸強度為18.4并且斷裂伸長率為570％。樣品的耐溫性能較差。