[发明专利]免水煮低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种交联聚烯烃组合物及其制备方法，特别是涉及一种可在自然条件下不经水煮或水蒸气浴而交联的低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃电缆料及其制备方法。在制备硅烷交联聚烯烃的过程中，使用一种包含酯类化合物和有机锡类化合物及金属氧化物的自催化交联体系，可不经水煮或水蒸气浴过程而获得交联聚烯烃。该组合物主要用于具有阻燃要求的低压(10KV以下)电线电缆的生产。

背景技术

电线电缆用交联型低烟无卤阻燃聚烯烃组合物，在中国目前主要以辐照交联技术制造，硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃料主要依靠进口，价格昂贵。辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料制成电线电缆后，还需要经过辐照设备辐照后才能交联，该设备价格昂贵，增加了电缆制造成本。并且辐照交联由于受到辐照强度和角度及材料厚度的限制，一般适用于厚度较薄、结构圆形对称的电线电缆。

所以非阻燃的低压交联电线电缆一般采用硅烷交联的方式，硅烷交联聚烯烃组合物的生产工艺主要有一步法和两步法两种。一步法又称Monosil法，它是将聚烯烃树脂与各种加工助剂经专用计量装置初步混合后，在挤出机内发生接枝反应并成型制品，之后于温水浴或水蒸气浴中完成交联。这种方法需用特殊规格的专用挤出机，投资巨大，且生产工艺较难控制。两步法又称Sioplas法，它首先分别制成可交联的硅烷接枝聚烯烃(A料)及含交联催化剂的催化母料(B料)，然后将二者按一定比例混合，通过挤出机挤出制备交联聚烯烃制品。

有关硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的专利有2002年4月24日公开的中国专利CN1345893A：一种无卤阻燃硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法和2007年3月7日公开的中国专利CN1923879A：硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其生产工艺。CN1345893A中利用一步法制备硅烷交联聚乙烯电缆护套料，该专利中介绍的方法虽然简单易行，但没有实际工业化生产的可能性，仅仅是简单地从实验室实验的角度上对无卤阻燃硅烷交联聚乙烯电缆料制备的可行性进行了初步研究。CN1923879A中利用一步法和两步法相结合的办法生产硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，它首先分别制成掺混了交联剂硅烷和交联引发剂的阻燃聚烯烯烃(A料)及含阻燃剂和交联催化剂的阻燃催化母料(B料)，然后将二者按一定比例混合，通过挤出机成型线缆制品后，经水煮完成交联。该制备方法是用强制喂料挤出机制备成阻燃聚烯烃后，通过搅拌混合机把液态硅烷和引发剂直接混合在阻燃聚烯烃粒料中。利用双螺杆挤出机挤出造粒含有大量无机阻燃剂的阻燃聚烯烃料时，挤出机均匀喂料以及各组分之间充分混炼均匀都有很大的困难。

相关专利还有日本住友电木株式会社在中国申请并于2003年3月5日授权的CN1102615C：制造阻燃型硅烷交联聚烯烃的方法。该方法也是一种利用一步法和两步法相结合的方法制造阻燃型硅烷交联聚烯烃的方法。在硅烷交联过程中使用了含高浓度硅烷的载体聚合物。其使用的基础树脂是α-烯烃均聚物或共聚物，载体树脂是颗粒状的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等。该方法使用的基础树脂和载体树脂较为复杂，生产成本高，且基础树脂的硅烷交联性欠佳，颗粒状载体树脂对硅烷的吸附性也不理想。以此法制备的阻燃型硅烷交联聚烯烃电缆料挤制的电缆柔软度欠佳，不利于电缆的弯曲敷设。

此外，日本专利JP-A-3-167229公开了一种一步法的硅烷交联方法。该方法利用多孔性聚合物作为载体树脂，在该方法中，除了硅烷和自由基引发剂外，在载体聚合物中也要加入交联催化剂，在储存的过程中，催化剂会引起硅烷的齐聚，影响了下一步的交联效果。

所有上述制备阻燃交联聚烯烃料的方法虽然都省去了辐照这一复杂环节，但都需要水煮或水蒸气浴交联过程，费时耗能。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术所存在的缺陷，利用一步法和两步法相结合的方法，提供了一种在自然环境中存放就可以完成交联过程的低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃组合物，省去了水煮或水蒸气浴交联费时耗能的过程，节省了时间，提高了经济效益。该组合物无卤低烟阻燃，耐热性能、热老化性能和加工性能良好，制备工艺简单，生产成本低，经济效益好，可用于阻燃型低压(10KV以下)电线电缆的生产，加工成的电线电缆表面光滑，柔韧，综合性能好。

本发明的技术解决方案：免水煮低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃组合物，其特征在于，由基料A和催化剂母料B按重量比100∶4～6，混合均匀制成。