[发明专利]微波诱导膨胀阻燃硅烷交联电缆用聚烯烃护套材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种护套材料及其制备方法。

背景技术

阻燃聚烯烃材料由于具有拉伸强度高、冲击韧性好、耐磨、自润滑性、电气性能良好、优良的加工性和阻燃性等诸多方面的优异性能，目前已广泛用于电子、电器、汽车、机械制造、化工、食品、日用品、医疗卫生等领域。但在电缆材料应用领域，阻燃聚烯烃材料的性能还不能完全满足实际应用上的要求。例如，普通聚烯烃材料的强度、热变形温度以及耐溶剂性等方面无法达到某些特殊使用条件下的要求。对于阻燃聚烯烃材料以上缺点，交联是一种有效的解决办法。交联可以形成三维的网络结构，一方面可以提高材料的强度、耐热性能以及热变形温度，另一方面限制了聚烯烃材料在潮湿环境下的吸水率及提高了其耐溶剂性。目前使阻燃聚烯烃材料交联的现有制备方法主要有化学交联法、电子束辐射交联法及硅烷交联。已有研究表明很多材料对于微波有特殊的吸收作用，即在微波的作用下分子会迅速升温，当温度达到一定程度会自身发生分解反应或者诱导周围的分子发生相应的分解反应（化工学报2006,57,663）。因此，在硅烷交联绝缘材料体系中引入微波吸收材料和阻燃剂可以在微波诱导下产生瞬间高温，如果体系中存在可以分解产生水的分子，则体系在微波诱导后既可以产生具有催化硅烷分子交联的内部水分子。

化学交联需要在高温高压和专用设备中长时间反应，能量消耗大，生产效率低；而且由于大多数聚烯烃的熔融温度较高，过氧化物引发剂会提前分解，造成预交联。而高能辐射交联设备投资高、操作维护复杂、防护要求苛刻，产品成本高，同时高能辐射能量较高，能造成尼龙分子主链的断裂，也会导致对材料内部结构的破坏以及相关性能的恶化。硅烷交联是利用硅烷通过熔融接枝，接到大分子链上，然后侧基发生水解，在催化剂存在下脱水缩合，形成Si-O-Si交联，但在交联时需要水煮，耗费工时长，产品稳定性差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有制备阻燃硅烷交联护套材料需要水煮，且水煮时间长，产品稳定性差、阻燃效果差的技术问题，提供了一种微波诱导膨胀阻燃硅烷交联电缆用聚烯烃护套材料及其制备方法。

微波诱导膨胀阻燃硅烷交联电缆用聚烯烃护套材料按重量份数由100份干燥的聚烯烃树脂、25～80份膨胀型阻燃剂、0.1～4份硅烷偶联剂、0.2～3份微波吸收剂、0.1～4份产水剂、0.3～5份多官能团交联剂、0.01～5份交联促进剂和0.07～0.5份抗氧剂制成。

所述聚烯烃树脂是高密度聚乙烯（HDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、低密度线性聚乙烯（LLDPE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）及聚烯烃弹性体中的一种或其中几种的组合。

所述膨胀型阻燃剂是膨胀型阻燃剂IFR-P500、膨胀型阻燃剂IFR-P601、膨胀型阻燃剂IFR-P602、膨胀型阻燃剂IFR-P603、膨胀型阻燃剂IFR-T800及膨胀型阻燃剂IFR-MT800中的一种或其中几种的组合。

所述微波吸收剂是碳黑、石墨、二氧化锰及钡铁氧体中的一种或其中几种的组合。

所述产水剂是氢氧化镁（Mg(OH)₂）、氢氧化铝（Al(OH)₃）、硼酸锌(2ZnO·B₂O₃·3.5H₂O)及水合硫酸镉(CdSO₄·8H₂O)中的一种或其中几种的组合。

所述硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷（A171）、乙烯基三乙氧基硅烷（A151），γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、苯氮甲基三乙氧基硅烷、γ-乙二氮基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷及γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷中的一种或其中几种的组合。

所述多官能团交联剂是三聚氰酸三烯丙酯（TAC）、三聚异氰酸三烯丙酯（TAIC）、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯（TMPTA）、三羟甲基丙烷三烯丙醚（TMPAE）、季戊四醇三烯丙醚（PETAE）、季戊四醇四烯丙醚及三甘醇甲基丙烯酸酯（TEGMA）中的一种或其中几种的组合。

所述交联促进剂是乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-1，氯三氟乙烯共聚物、乙烯-二氟乙烯共聚物、六氯乙烷及四氯甲烷中的一种或其中几种的组合。

所述抗氧剂是酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、磷酸酯类抗氧剂及含硫酯类抗氧剂中的两种或两种以上组成的混合物；