[发明专利]一种快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料、其制备方法及其应用，快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料的原料组分包括：基料100份，低烟无卤阻燃剂100‑170份，乙烯基硅烷0.1‑10份，氨基硅烷0.1‑10份，过氧化二异丙苯0.02‑0.2份，交联催化剂1‑10份，润滑剂1‑10份和复合抗氧剂0.1‑10份。本发明使用了复合硅烷接枝技术，利用氨基硅烷的助粘性和乙烯基硅烷的可接枝性加速形成接枝点，再利用硅烷水解生成硅醇缩合的反应形成交联产物，显著提高了硅烷的接枝速率和接枝度，并在降低了加工过程中预交联的风险，为电线电缆制品提供了更加稳定的理化性能和加工性能，提升了使用温度；同时改善了材料的加工性能，提高了制备效率；且在阻燃、耐候性能上有了进一步提升。

技术领域

本发明涉及一种快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料、其制备方法及其应用，属于低烟无卤阻燃电缆料技术领域。

背景技术

近年来，随着社会的发展，电线电缆的应用场合逐渐广泛，同时对电线电缆的阻燃性能、机械性能、电性能和环保的要求也逐渐提高。作为含卤阻燃电缆料的替代者，低烟无卤电缆料拥有更加广泛的应用，也更加环保，但是其阻燃性能与机械性能面临较大挑战。

在一般的低烟无卤聚烯烃电缆料使用中，由于聚烯烃的熔点较低，导致在较高温度下，电线电缆无法使用，容易引起安全隐患。因此对聚烯烃材料采用交联工艺，目前常用的方法主要分为硅烷交联、辐照交联和过氧化物交联。辐照交联工艺是在敏化剂的作用下，通过辐照射出的电子电流形成自由基，引发交联，在辐照交联加工过程中，由于电子电流的波动较大，容易造成交联程度不均一，而且辐照设备成本较高，不利于成本控制。过氧化物交联的交联程度受到高温管道的温度、长度影响较大，且占地面积较大。硅烷交联工艺是在聚烯烃树脂上通过引发剂接枝硅烷，再通过水煮或者自然条件下用接枝后的硅烷相互交联，得到交联型电缆料，该工艺设备成本低，交联程度均一，但由于引发剂用量较大，在接枝过程中容易发生预交联现象，导致产品性能不稳定。

发明内容

本发明提供一种快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料、其制备方法及其应用，快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料制备时引入了氨基硅烷作为助粘剂，降低了引发剂的用量，加快了硅烷接枝速率，提高了接枝率，在一定程度上降低了接枝过程中预交联的风险，提高了产品的稳定性、使用温度、阻燃性和生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料，其原料组分包括：基料100份，低烟无卤阻燃剂100-170份，乙烯基硅烷0.1-10份，氨基硅烷0.1-10份，过氧化二异丙苯0.02-0.2份，交联催化剂1-10份，润滑剂1-10份和复合抗氧剂0.1-10份，所述份数为质量份数；其中，基料为乙烯-醋酸乙烯酯：乙烯辛烯共聚物或乙烯丁烯共聚物：线性低密度聚乙烯：聚乙烯接枝马来酸酐的质量比为(50-70):(5-20):(15-30):(5-15)的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡：硅酮母粒的质量比为(0.5-5):(1-10)的混合物。

上述快速交联二步法硅烷交联低烟无卤绝缘料，使用复合硅烷接枝技术，利用氨基硅烷的助粘性和乙烯基硅烷的可接枝性加速形成接枝点，再利用硅烷水解生成硅醇缩合的反应，及Si-O-Si交联反应，交联得到目标产物。

本申请引入氨基硅烷，进一步加快了接枝速率，提高了接枝率，在一定程度上降低了材料在接枝交联过程中的预交联的风险，为电线电缆制品提供了更稳定的耐热和机械性能。通过选择特定组成的润滑剂和高融指的乙烯共聚物作为基料，改善了物料的加工性能，提高了制备效率。

为了加快硅烷接枝速率，降低材料预交联的风险，氨基硅烷为双-(3-三甲氧基硅丙基)胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷或十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。