本發(fā)明屬于有機(jī)高聚物技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種電力電纜線材,尤其涉及一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法。
背景技術(shù):
船舶工業(yè)是為水上交通、海洋開發(fā)和國防建設(shè)等行業(yè)提供技術(shù)裝備的現(xiàn)代綜合性產(chǎn)業(yè)。我國擁有適宜造船的漫長海岸線,發(fā)展船舶工業(yè)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。我國船舶行業(yè)未來需求增加,船用電纜的市場也隨之增加,市場需求也將逐步擴(kuò)大,市場發(fā)展前景廣闊。
傳統(tǒng)的電纜護(hù)套一般以氯丁橡膠(CR)和氯磺化聚乙烯為主體材料,其加工性能及成品性能欠佳,且成本較高。CN 103131067A公開了一種橡皮護(hù)套配方及制造方法,配方中采用氯丁橡膠與氯化聚乙烯為主體材料。然而傳統(tǒng)阻燃電纜有其局限性,燃燒后將會(huì)釋放大量有害腐蝕性鹵化氫氣體。毒氣將沿著通風(fēng)系統(tǒng)在整條船上快速蔓延,煙霧干擾視線,有害氣體彌漫,給現(xiàn)場逃生和救援帶來困難。此外,腐蝕性氣體還會(huì)腐蝕船體儀器等設(shè)施,較直接燃燒的危險(xiǎn)性更大。
CN 102746555A公開了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,其所述線材由下述組分按重量份組成:熱塑性彈性體(TPE)A:5-20份;熱塑性彈性體(TPE)B:15-40份;氫氧化鋁40-70份;安定劑:1-5份;硅酮母粒:1-5份。雖然所述電力電纜材料具有優(yōu)異的阻燃性能,燃燒時(shí)煙釋放量極低,煙中透光率可達(dá)到90%以上,但其在提高其阻燃性能的同時(shí),以犧牲其物理性能及耐油性能為代價(jià),造成其物理力學(xué)性能和耐油性能降低,限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。
因此,如何研究出一種具有良好阻燃性能同時(shí)兼具良好力學(xué)性能和耐油性能的船用電力電纜材料是亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有船用電力電纜材料在提高其阻燃性能的同時(shí),以犧牲其物理性能及耐油性能為代價(jià),造成其物理力學(xué)性能和耐油性能降低,限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用等問題。本發(fā)明提供了一種船用低煙無鹵防油電力電纜材料及其制備方法,所述電力電纜材料以熱塑性彈性體A、熱塑性彈性體B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、安定劑以及硅酮母粒的組合物為原料,利用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物與熱塑性彈性體A和熱塑性彈性體B發(fā)生協(xié)同作用,經(jīng)過組合物各組分的合理配比,得到了一種具有良好阻燃性能同時(shí)兼具良好力學(xué)性能和耐油性能的船用電力電纜材料。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明提供了一種船用低煙無鹵防油電力電纜材料,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:
其中,熱塑性彈性體A的重量份可為10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份或15份等;熱塑性彈性體B的重量份可為20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的重量份可為5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等;氫氧化鋁的重量份可為30份、30.5份、31份、31.5份、32份、32.5份、33份、33.5份、34份、34.5份或35份等;安定劑的重量份可為1份、2份、3份、4份或5份等;硅酮母粒的重量份可為1份、2份、3份、4份或5份等。
上述組合物各組分的重量份計(jì)組成不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制,通過以下技術(shù)方案,可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:
本發(fā)明所述電力電纜材料以上述組成配比制得的性能更優(yōu)。
優(yōu)選地,所述熱塑性彈性體A和熱塑性彈性體B的質(zhì)量比為1:2。
本發(fā)明中,又以熱塑性彈性體A和熱塑性彈性體B的質(zhì)量比為1:2時(shí)制得的電力電纜材料的性能為最優(yōu)。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為15~30wt%,例如15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、22wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用,進(jìn)一步優(yōu)選為19wt%。
本發(fā)明中,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物分子主鏈中含有極性較強(qiáng)的羰基,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物與熱塑性彈性體A和熱塑性彈性體B發(fā)生協(xié)同作用,進(jìn)而在保證電力電纜材料的低煙無鹵性能的基礎(chǔ)上,提高其防油性能以及綜合性能。
因此,本發(fā)明需控制乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量在合適的范圍內(nèi),若所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量小于15wt%,會(huì)使材料整體極性偏低,不利于提高防油性能;若所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量大于30wt%,會(huì)使乙烯-丙烯酸乙酯共聚物與熱塑性彈性體間的作用力減小即相容性變差,最終導(dǎo)致材料拉伸強(qiáng)度降低。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述熱塑性彈性體A按重量份計(jì)由以下組分組成:
其中,乙烯-丙烯共聚物的重量份可為10份、11份、12份、13份、14份、15份、18份、20份、22份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等;乙烯-辛稀共聚物的重量份可為1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等;聚乙烯的重量份可為20份、21份、22份、23份、24份、25份、28份、30份、32份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等;聚丙烯的重量份可為30份、31份、32份、33份、34份、35份、38份、40份、42份、45份、46份、47份、48份、49份或50份等。
上述熱塑性彈性體A組合物中各組分的重量份組成不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述乙烯-丙烯共聚物的分子量為10~20萬,例如11萬、12萬、13萬、14萬、15萬、16萬、17萬、18萬、19萬或20萬等,100℃下的門尼粘度為30~60,例如31、33、35、38、40、43、45、48、50、53、55、58或60等,硬度為邵氏A30-60,例如31、33、35、38、40、43、45、48、50、53、55、58或60等;上述乙烯-丙烯共聚物各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述乙烯-辛稀共聚物的分子量8-15萬,例如8萬、9萬、10萬、11萬、12萬、13萬、14萬或15萬等,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)為0.5~3g/10min,例如0.5g/10min、0.8g/10min、1g/10min、1.5g/10min、1.8g/10min、2g/10min、2.5g/10min、2.8g/10min或3g/10min等;上述乙烯-辛稀共聚物各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述聚丙烯為無硅共聚聚丙烯,分子量為8~16萬,例如8萬、9萬、10萬、11萬、12萬、13萬、14萬、15萬或16萬等,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)為1~6g/10min,例如1g/10min、2g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min或6g/10min等;上述聚丙烯各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述熱塑性彈性體B按重量份計(jì)由以下組分組成:
其中,乙烯-丙烯和非共軛雙烯三元共聚物的重量份可為20份、21份、22份、23份、24份、25份、28份、30份、32份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等;氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量份可為15份、16份、17份、18份、19份、20份、22份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等;聚乙烯的重量份可為30份、32份、35份、38份、40份、45份、50份、55份、60份、62份、65份、68份或70份等;白油的重量份可為25份、26份、27份、28份、29份、30份、32份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
上述熱塑性彈性體B組合物各組分案重量份計(jì)組成不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
其中,所述乙烯-丙烯和非共軛雙烯三元共聚物為乙烯-丙烯和少量非共軛雙烯的三元共聚物。
優(yōu)選地,所述乙烯-丙烯和非共軛雙烯三元共聚物的分子量為5~15萬,例如5萬、6萬、7萬、8萬、9萬、10萬、11萬、12萬、13萬、14萬或15萬等;100℃下的門尼粘度為30~70,例如30、32、35、38、40、45、50、55、60、62、65、68或70等;硬度為邵氏A20-50,例如20、22、25、28、30、35、40、42、45、48或50等;上述乙烯-丙烯和非共軛雙烯三元共聚物各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子量為8~14萬,例如8萬、9萬、10萬、11萬、12萬、13萬或14萬等;其中丁二烯類的含量為30~60wt%,例如30wt%、32wt%、35wt%、38wt%、40wt%、45wt%、50wt%、52wt%、55wt%、58wt%或60wt%等;苯乙烯的含量為40~70wt%,例如40wt%、42wt%、45wt%、48wt%、50wt%、55wt%、60wt%、62wt%、65wt%、68wt%或70wt%等;上述乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量為8~16萬,例如8萬、9萬、10萬、11萬、12萬、13萬、14萬、15萬或16萬等;熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)為1~5g/10min,例如1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、3.5g/10min、4g/10min、4.5g/10min或5g/10min等;上述聚乙烯各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述白油分子量為300~400,例如310、320、330、340、350、360、370、380、390或400等;40℃的運(yùn)動(dòng)粘度為15~35m2/s,例如15m2/s、18m2/s、20m2/s、22m2/s、25m2/s、28m2/s、30m2/s、32m2/s或35m2/s等;上述白油各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述氫氧化鋁為拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法制備得到的氫氧化鋁,其目數(shù)為4000~8000目,例如4000目、4500目、5000目、5500目、6000目、6500目、7000目、7500目或8000目等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述安定劑為由以下述組分按重量份計(jì)組成:
硬脂酸鈣 40-60份;
硬脂酸鋅 5-50份;
四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯 30-50份。
其中,硬脂酸鈣的重量份可為40份、41份、42份、43份、44份、45份、48份、50份、52份、55份、56份、57份、58份、59份或60份等;硬脂酸鋅的重量份可為5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或60份等;四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量份可為30份、32份、35份、40份、42份、45份、48份或50份等。
上述安定劑組合物各組分案重量份計(jì)組成不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述硅酮母粒由以下組分按重量份計(jì)組成:
低密度聚乙烯 10-20份;
硅油 20-60份;
二氧化硅 30-60份;
其中,低密度聚乙烯的重量份可為10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等;硅油20-60份的重量份可為20份、22份、25份、28份、30份、35份、40份45份、50份、52份、55份、58份或60份等;二氧化硅的重量份可為30份、32份、35份、38份、40份、45份、50份、52份、55份、58份或60份等。
上述硅酮母粒組合物各組分案重量份計(jì)組成不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述低密度聚乙烯的分子量為1~5萬,例如1萬、1.5萬、2萬、2.5萬、3萬、3.5萬、4萬、4.5萬或5萬等;熔融指數(shù)為5~10g/10min,例如5g/10min、5.5g/10min、6g/10min、6.5g/10min、7g/10min、7.5g/10min、8g/10min、8.5g/10min、9g/10min、9.5g/10min或10g/10min等;上述低密度聚乙烯各參數(shù)不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述硅油為二甲基硅油。
優(yōu)選地,所述二氧化硅為沉淀法制備得到的二氧化硅,目數(shù)4000~6000目,例如4100目、4200目、4300目、4400目、4500目、4800目、5000目、5200目、5500目、5600目、5700目、5800目、5900目或6000目等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
第二方面,本發(fā)明提供了上述電力電纜材料的制備方法,所述方法包括以下步驟:
(1)將配方量的熱塑性彈性體A、熱塑性彈性體B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、安定劑和硅酮母粒通過密煉機(jī)熔融共混,然后通過雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒,得到粒子;
(2)將步驟(1)得到的粒子通過擠出機(jī)擠成線材;
(3)將步驟(2)得到的線材經(jīng)電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)制得成品。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,上述制備方法步驟(1)中所述雙螺桿擠出機(jī)分為六個(gè)區(qū),各區(qū)的工作溫度為:
第一區(qū)90~100℃,例如90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃等;
第二區(qū)100~120℃,例如100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃等;
第三區(qū)120~140℃,例如120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;
第四區(qū)120~140℃,例如120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;
第五區(qū)140~150℃,例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等;
第六區(qū)150~160℃,例如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃或160℃等;
上述雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)工作溫度不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,步驟(1)中所述單螺桿擠出機(jī)分為五個(gè)區(qū),各區(qū)的工作溫度為:
第一區(qū)100~110℃,例如100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃等;
第二區(qū)110~120℃,例如110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃等;
第三區(qū)130~140℃,例如130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;
第四區(qū)140~150℃,例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等;
第五區(qū)140~150℃例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等。
上述單螺桿擠出機(jī)各區(qū)工作溫度不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟(2)中所述擠出機(jī)分為四個(gè)區(qū),各區(qū)的工作溫度為:
第一區(qū)130~140℃,例如130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;
第二區(qū)140~150℃,例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等;
第三區(qū)150~180℃,例如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃或180℃等;
第四區(qū)160~180℃;160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、170℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃或180℃等;
上述擠出機(jī)各區(qū)工作溫度不僅限于所列舉的數(shù)值,各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,步驟(3)中線材經(jīng)電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)后形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中,線材經(jīng)電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)后形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后,其耐油性明顯增強(qiáng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明以熱塑性彈性體A、熱塑性彈性體B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、安定劑以及硅酮母粒的組合物為原料,利用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物與熱塑性彈性體A和熱塑性彈性體B發(fā)生協(xié)同作用,使制備得到的船用電力電纜材料不僅具有良好阻燃性能,其同時(shí)兼具良好力學(xué)性能和耐油性能,其抗張強(qiáng)度可達(dá)20MPa以上,斷裂伸長率可達(dá)270%以上,煙中透光率可達(dá)96%以上。
(2)本發(fā)明制備的船用電力電纜材料,其制備方法過程簡單,操作容易,耗能低,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為更好地說明本發(fā)明,便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子,并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍,本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
本發(fā)明具體實(shí)施例部分提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:
其制備方法包括以下步驟:
(1)將配方量的熱塑性彈性體A、熱塑性彈性體B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、安定劑和硅酮母粒通過密煉機(jī)熔融共混,然后通過雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒,得到粒子;
(2)將步驟(1)得到的粒子通過擠出機(jī)擠成線材;
(3)將步驟(2)得到的線材經(jīng)電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)制得成品。
以下為本發(fā)明典型但非限制性實(shí)施例:
實(shí)施例1:
本實(shí)施例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:熱塑性彈性體A 13份、熱塑性彈性體B 26份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物10份、氫氧化鋁35份、安定劑3份和硅酮母粒3份。
所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為20wt%。
所述熱塑性彈性體(TPE)A由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯共聚物20份、乙烯-辛稀共聚物5份、聚乙烯30份和聚丙烯45份。其中,所述的乙烯-丙烯共聚物的分子量為15萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;乙烯-辛稀共聚物分子量10萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)1.0g/10min;聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min。
所述熱塑性彈性體(TPE)B由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物25份、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、聚乙烯30份和白油30份。其中,所述乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物分子量為10萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量為12萬,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述白油分子量為360,運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)為30㎡/s;所述乙烯-丙烯酸酯共聚物丙烯酸乙酯含量15~30%;所述氫氧化鋁為拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法制備的,目數(shù)6000目。
所述安定劑由下述組分按重量份組成:硬脂酸鈣50份、硬脂酸鋅15份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯35份。
所述的硅酮母粒由下述組分按重量份組成:低密度聚乙烯15份、硅油35份和二氧化硅50份。其中,所述低密度聚乙烯分子量2萬,熔融指數(shù)8g/10min;所述硅油為二甲基硅油;所述二氧化硅為沉淀法二氧化硅,目數(shù)5000目。
所述材料的制備方法為:
(1)將配方量的熱塑性彈性體A、熱塑性彈性體B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、安定劑和硅酮母粒通過密煉機(jī)熔融共混,然后通過雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒,得到粒子;
(2)將步驟(1)得到的粒子通過擠出機(jī)擠成線材;
(3)將步驟(2)得到的線材經(jīng)電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)制得成品。
其中,步驟(1)中密煉機(jī)熔融共混的具體參數(shù)為:密煉溫度為120~140℃,密煉時(shí)間為10~15分鐘;
步驟(1)中雙螺桿擠出機(jī)分為六個(gè)區(qū),各區(qū)的工作溫度為:第一區(qū)90~100℃,第二區(qū)100~120℃,第三區(qū)120~140℃,第四區(qū)120~140℃,第五區(qū)140~150℃,第六區(qū)150~160℃;單螺桿擠出機(jī)分為五個(gè)區(qū),各區(qū)的工作溫度為:第一區(qū)100~110℃,第二區(qū)110~120℃,第三區(qū)130~140℃,第四區(qū)140~150℃,第五區(qū)140~150℃;
步驟(2)中所述擠出機(jī)分為四個(gè)區(qū),各區(qū)的工作溫度為:第一區(qū)130~140℃,第二區(qū)140~150℃,第三區(qū)150~180℃,第四區(qū)160~180℃。
對本實(shí)施例中制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:熱塑性彈性體A 15份、熱塑性彈性體B 20份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物8份、氫氧化鋁33份、安定劑2份和硅酮母粒2.5份。
所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為15wt%。
所述的熱塑性彈性體(TPE)A由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯共聚物20份、乙烯-辛稀共聚物5份、聚乙烯30份和聚丙烯45份。其中,所述的乙烯-丙烯共聚物的分子量為15萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;所述乙烯-辛稀共聚物分子量10萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)1.0g/10min;所述聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述聚丙烯為無硅共聚聚丙烯,分子量11萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.5g/10min。
所述的熱塑性彈性體(TPE)B由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物25份、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、聚乙烯30份和白油30份。其中,所述乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物分子量為10萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量為12萬,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述白油分子量為360,運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)為30㎡/s;所述的氫氧化鋁為拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法制備的,目數(shù)6000目。
所述的安定劑由下述組分按重量份組成:硬脂酸鈣50份、硬脂酸鋅15份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯35份。
所述的硅酮母粒由下述組分按重量份組成:低密度聚乙烯15份、硅油35份和二氧化硅50份。其中,所述的低密度聚乙烯分子量2萬,熔融指數(shù)8g/10min;所述硅油為二甲基硅油;所述的二氧化硅為沉淀法二氧化硅,目數(shù)5000目。
所述材料的制備方法與實(shí)施例1中所述制備方法相同。
對本實(shí)施例中制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
實(shí)施例3:
本實(shí)施例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:熱塑性彈性體A 10份、熱塑性彈性體B 30份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物5份、氫氧化鋁30份、安定劑1份和硅酮母粒1份。
所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為30wt%。
所述的熱塑性彈性體(TPE)A由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯共聚物10份、乙烯-辛稀共聚物1份、聚乙烯20份和聚丙烯30份。其中,所述的乙烯-丙烯共聚物的分子量為15萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;所述乙烯-辛稀共聚物的分子量10萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)1.0g/10min;所述聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述聚丙烯為無硅共聚聚丙烯,分子量11萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.5g/10min。
所述的熱塑性彈性體(TPE)B由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物20份、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、聚乙烯30份和白油25份。其中,所述的乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物分子量為10萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述的氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量為12萬,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述白油分子量為360,運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)為30㎡/s;所述的氫氧化鋁為拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法制備的,目數(shù)6000目。
所述的安定劑由下述組分按重量份組成:硬脂酸鈣40份、硬脂酸鋅5份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯30份。
所述的硅酮母粒由下述組分按重量份組成:低密度聚乙烯10份、硅油20份和二氧化硅30份。其中,所述的低密度聚乙烯分子量2萬,熔融指數(shù)8g/10min;所述硅油為二甲基硅油;所述二氧化硅為沉淀法二氧化硅,目數(shù)5000目。
所述材料的制備方法與實(shí)施例1中所述制備方法相同。
對本實(shí)施例中制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
實(shí)施例4:
本實(shí)施例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述材料由以下組分按重量份計(jì)組成:熱塑性彈性體A 13份、熱塑性彈性體B 25份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物20份、氫氧化鋁35份、安定劑5份和硅酮母粒5份。
所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為20wt%。
所述的熱塑性彈性體(TPE)A由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯共聚物30份、乙烯-辛稀共聚物10份、聚乙烯40份和聚丙烯50份。其中,所述乙烯-丙烯共聚物的分子量為15萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;所述的乙烯-辛稀共聚物分子量10萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)1.0g/10min;所述的聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述的聚丙烯為無規(guī)共聚聚丙烯,分子量11萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.5g/10min。
所述的熱塑性彈性體(TPE)B由以下組分按重量份組成:乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物40份、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份、聚乙烯70份和白油40份。其中,所述的乙烯-丙烯及少量非共軛雙烯三元共聚物分子量為10萬,門尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述的氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量為12萬,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述的聚乙烯為低密度聚乙烯,分子量12萬,熔融指數(shù)(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述的白油分子量為360,運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)為30㎡/s;所述的氫氧化鋁為拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法制備的,目數(shù)6000目。
所述的安定劑由下述組分按重量份組成:硬脂酸鈣60份、硬脂酸鋅50份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯50份。
所述的硅酮母粒由下述組分按重量份組成:低密度聚乙烯20份、硅油60份和二氧化硅60份。其中,所述的低密度聚乙烯分子量2萬,熔融指數(shù)8g/10min;所述的硅油為二甲基硅油;所述的二氧化硅為沉淀法二氧化硅,目數(shù)5000目。
所述材料的制備方法與實(shí)施例1中所述制備方法相同。
對本實(shí)施例中制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
對比例1:
本對比例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述制備原料中除了不含乙烯-丙烯酸乙酯共聚物外,其他物料用量及制備方法均與實(shí)施例1中相同。
制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
對比例2:
本對比例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述制備原料中除了所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為5wt%(<15wt%)外,其他物料用量及制備方法均與實(shí)施例1中相同。
制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
對比例3:
本對比例提供了一種船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料及其制備方法,所述制備原料中除了所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為40wt%(>30wt%)外,其他物料用量及制備方法均與實(shí)施例1中相同。
制得的船用低煙無鹵防油高性能電力電纜材料進(jìn)行性能測試,測試結(jié)果如表1中所示。
表1:實(shí)施例1-4和對比例1-3制得的電力電纜材料進(jìn)行性能測試結(jié)果表
綜合實(shí)施例1-4和對比例1-3的結(jié)果可以看出,本發(fā)明以熱塑性彈性體A、熱塑性彈性體B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、安定劑以及硅酮母粒的組合物為原料,利用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物與熱塑性彈性體A和熱塑性彈性體B發(fā)生協(xié)同作用,使制備得到的船用電力電纜材料不僅具有良好阻燃性能,其同時(shí)兼具良好力學(xué)性能和耐油性能,其抗張強(qiáng)度可達(dá)20MPa以上,斷裂伸長率可達(dá)270%以上,煙中透光率可達(dá)96%以上。
同時(shí),本發(fā)明制備的船用電力電纜材料,其制備方法過程簡單,操作容易,耗能低,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
申請人聲明,本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法,但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法,即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,對本發(fā)明的任何改進(jìn),對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。