[发明专利]一种含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法，含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料的原料包括如下组分：乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物55～75份、弹性体10～20份、茂金属线性低密度聚乙烯10～25份、相容剂5～10份、润滑剂3～8份、抗氧剂0.5～2份、无机填料60～100份、石墨烯1～5份和炭黑母粒3份，乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物、弹性体和茂金属线性低密度聚乙烯的重量和为100份，无机填料为氢氧化镁或氢氧化铝中的至少一种与碳酸钙镁石的混合物，所述份数为重量份数。本发明石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料可达到UL94 V‑0的阻燃级别,且质地柔软、机械性能优良、使用寿命长，利于电缆的加工以及敷设。

技术领域

本发明涉及一种含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法，属于电线电缆料领域。

背景技术

因低烟无卤电缆料燃烧时烟密度释放较低，国内市场对低烟无卤电缆的需求量越来越大。一般低烟无卤电缆料厂家通过在配方中加入大量的无机阻燃剂，并添加红磷来提高电缆的阻燃性能。但这会带来三个问题：1.电缆料的机械性能恶化，对于大截面的电缆，容易造成开裂现象；2.红磷燃烧产生大量的烟，大大的增加了电缆燃烧时产生的烟密度，这与“低烟”性能相违背；3.材料质硬，对电缆的敷设造成不便。因此寻找一种与无机填料具有协同阻燃作用的添加剂显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中电缆料机械性能差、低阻燃高烟、质硬等缺陷，本发明提供一种含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料，其原料包括如下组分：

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、弹性体和茂金属线性低密度聚乙烯的重量和为100份，无机填料为氢氧化镁或氢氧化铝中的至少一种与碳酸钙镁石的混合物，所述份数为重量份数。

也即无机填料为氢氧化镁+碳酸钙镁石，或氢氧化铝+碳酸钙镁石，或氢氧化镁+氢氧化铝+碳酸钙镁石。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物简称为EVA。茂金属线性低密度聚乙烯简称为mLLDPE。

申请人经研究发现，在聚烯烃电缆料中加入碳酸钙镁石和石墨烯作为氢氧化镁和/或氢氧化铝的协效阻燃剂，碳酸钙镁石和石墨烯与氢氧化镁和/或氢氧化铝及其他组分之间的协同效应非常显著；碳酸钙镁石的加入增加了电缆料燃烧过程形成的炭层厚度；而石墨烯的加入提高了炭层的强度，从而大大提高炭层的质量，较好的隔绝了氧气与燃烧物的接触，提高了阻燃性能；本申请通过对原料组分及用量的选择，使它们之间的协同效应发挥到最佳，从而制得了柔软型高阻燃低烟无卤电缆料，该电缆料能通过0.8mm UL 94V-0垂直燃烧试验。

为了进一步提高含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料的低烟阻燃性剂柔软性，优选，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯的质量含量为20％～50％；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指数为2～10g/10min。

为了进一步保证含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料的柔软性同时保证其低烟阻燃性，优选，弹性体为乙烯与α-烯烃的共聚物或乙丙橡胶中的至少一种，弹性体的熔融指数为0.5～10g/10min。

为了进一步保证含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料的柔软性，同时促进各组分之间的协同效应，提高阻燃性，优选，茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.5～20g/10min。

为了进一步保证含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料的均匀性，同时进一步促进各组分之间的协同效应，优选，相容剂为PE-g-MAH或EVA-g-MAH，其中，PE-g-MAH中，PE的熔融指数为0.5～20g/10min；EVA-g-MAH中，EVA的VA含量为5％～30％，EVA的熔融指数为2～10g/10min。