[发明专利]一种无卤阻燃辐照交联电缆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃辐照交联电缆料及其制备方法，针对现有技术中添加膨胀阻燃剂易在聚合物中发生迁移导致性能下降、无机阻燃剂阻燃效率低以及高添加量时材料力学性能下降的不足，通过采用一种高效的阻燃交联剂，能够在减少无机填料添加量的前提下提供较好的阻燃性能，并通过辐照交联使其参与到交联网络结构中，提升力学性能和阻燃效果。

技术领域

本发明涉及一种电线电缆料，具体涉及一种无卤阻燃辐照交联电缆料及其制备方法。

背景技术

近些年来高分子材料在各个领域都得到广泛的应用，但是这类材料具有易燃的缺点，限制了在某些特殊领域的使用，高分子的阻燃性能研究就具有了深刻的意义。现有的阻燃剂主要可分为卤系阻燃剂、无机金属氢氧化物和膨胀阻燃剂等。含卤阻燃剂受热和燃烧过程中产生卤化氢捕获氢氧自由基，抑制火焰，阻燃效率高且对基材性能影响比较小，但在燃烧过程中会释放卤化氢有毒气体，也逐渐被无卤阻燃剂所替代；无机金属氢氧化物在燃烧过程中的分解会吸收大量热量同时生成的氧化物能够包覆在聚合物的表面从而隔绝空气和热量以起到阻燃效果，但其阻燃效率较低和橡胶的相容性差，导致高添加量时在基材中的分散不均匀从而会大大降低材料的力学性能；膨胀阻燃剂具有无卤环保、高效阻燃等特性，但是其本身的阻燃体系较为复杂，成本较高，且由于这类阻燃剂在聚合物基材中容易发生迁移从而导致阻燃效率的下降。因此，开发一种低烟无卤且能够解决阻燃剂在聚合物中的迁移问题的新型阻燃交联剂就显得尤为重要，这类阻燃交联剂不经能够具有高效的阻燃性能，同时可以在辐照过程中起到交联作用从而减少其迁移，但是实际使用时并不能代替交联剂的作用，因此电缆材料中需要另外加入交联剂。

国内一些公开的无卤阻燃电缆中虽然阻燃性能已经达到一定的要求，但是无机填料添加量大导致加工性能差的问题仍然没有解决，同时也没有设计这种具有阻燃功能的交联剂，例如中广核三角洲(苏州)新材料研发有限公司的专利“耐辐照核级电缆用低烟无卤阻燃护套料”，江苏达胜高聚物股份有限公司的专利“一种单层绝缘材料的核级电缆”。其中“耐辐照核级电缆用低烟无卤阻燃护套料”公开了一种以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主的无卤阻燃辐照聚烯烃电缆材料，能达到较好的阻燃性能指标，但是其中的无机填料的添加量质量份数达到160，严重的降低了材料的加工性能，并且协效阻燃剂微胶囊红磷在基材中只是通过物理作用分散，避免不了分子的迁移，从而影响电缆材料的长期稳定性。

发明内容

为了避免上述现有技术所存在的不足之处，本发明旨在提供一种无卤阻燃辐照交联电缆料及其制备方法。本发明针对现有技术中添加膨胀阻燃剂易在聚合物中发生迁移导致性能下降、无机阻燃剂阻燃效率低以及高添加量时材料力学性能下降的不足，通过采用一种高效的阻燃交联剂，能够在减少无机填料添加量的前提下提供较好的阻燃性能，并通过辐照交联使其参与到交联网络结构中，提升力学性能和阻燃效果。

本发明首先合成了具有交联功能的阻燃剂，并使其与无机阻燃填料复合，以降低聚烯烃电线电缆料中无机阻燃填料的使用量，避免材料力学性能的损失，同时通过辐照交联将阻燃交联剂引入到交联体系中，减少在聚合物中的迁移，增强力学性能。

本发明采用的阻燃交联剂具有磷-氮和酚类结构，本身能起到阻燃作用，同时可在高温条件下催化无机阻燃填料脱水形成空气阻隔层，发挥屏蔽助燃气体的作用提高阻燃效率，从而实现降低无机阻燃填料使用量的目的，同时阻燃交联剂可在辐照条件下参与构筑聚合物交联网络结构，减少阻燃交联剂迁移的，从而保证了电缆材料良好的力学和阻燃性能。

本发明无卤阻燃辐照交联电缆料，其原料按质量份数构成如下：

所述三元乙丙橡胶为5-亚乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯与乙烯和1-丙烯的共聚物(DOW IP3720)。

所述无机阻燃填料选自纳米氢氧化镁或纳米氢氧化铝。

所述阻燃交联剂是由六氯环三磷腈与含不饱和双键的多官能团单体反应制备得到；所述含不饱和双键的多官能团单体包括丁香油酚、乙烯基苄胺等，优选为丁香油酚。