[发明专利]一种耐高温热氧老化聚烯烃材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种耐高温热氧老化聚烯烃材料及其制备方法和应用。本发明的聚烯烃材料，包括按照如下重量份计算的组分：15～20份LLDPE；25～30份EBA；5～10份POE；无卤阻燃剂40～50份；受阻酚类主抗氧剂0.1～1份；辅抗氧剂0.1～0.3份；其它助剂0～8份；其中，所述受阻酚类主抗氧剂和辅抗氧剂的平均粒径独立地为3～10μm，且受阻酚类主抗氧剂的粒径的最小值大于辅抗氧剂的粒径的最大值。本发明通过对抗氧剂组合的大量筛选，可以显著提高聚烯烃材料在高温下的抗老化性能。其中，制备得到的聚烯烃材料在经过180℃热氧老化处理168h后，仍然能够具有很好的阻燃性能；拉伸强度保持率在80％以上，可高达85％；断裂伸长率在80％以上，可高达86％。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种耐高温热氧老化聚烯烃材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子信息技术的发展，带动了电线电缆行业的发展。电缆用来保护其中的金属电路，常常在恶劣环境条件下使用，如高低温、强烈的紫外线照射、高臭氧浓度、化学腐蚀等。在恶劣的环境下，电缆保护材料很容易发生老化变脆，甚至被分解，进而发生电缆材料裸露，容易引发短路、火灾等重大灾害。

聚烯烃是常用的电缆保护套材料，通过对基体的改性或向其中添加阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等功能助剂，可以提高聚烯烃的阻燃性能和老化性能，但是由于室外环境恶劣，高强度阳光照射下，电缆保护材料的温度可高达100℃甚至更高，因此，亟需提高聚烯烃材料在高温下的耐热氧老化性能，提高材料在高温条件下的使用寿命。有专利CN113621187A通过含硫助剂与过氧化物交联剂相互配合来提高聚乙烯的绝缘性和热氧老化性能，可耐135℃高温。但是，有些线缆材料的使用温度高达150℃甚至180℃，因此其耐高温热氧老化性能(尤其是耐更高温度)的提升仍然是业内难点。

因此，需要开发一种聚烯烃电缆保护材料，使其能够在更加苛刻的环境中长时间使用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够在更高温度(150℃)下使用的耐高温热氧老化聚烯烃材料。

本发明的另一目的在于，提供所述耐高温热氧老化聚烯烃材料的制备方法。

本发明的另一目的在于，提供所述耐高温热氧老化聚烯烃材料在制备电缆保护材料中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐高温热氧老化聚烯烃材料，包括按照如下重量份计算的组分：

其中，所述受阻酚类主抗氧剂和辅抗氧剂的平均粒径独立地为3～10μm，且受阻酚类主抗氧剂的粒径的最小值大于辅抗氧剂的粒径的最大值。

在树脂基体中添加抗氧剂可以提高材料的抗氧化性能，但是常规的抗氧剂组合得到的材料在高温下(尤其是在150℃以上的高温)的老化速度会加快，使用寿命变短。

本发明的发明人通过对抗氧剂组合的大量筛选，创造性地发现：在常规的抗氧剂组合中，如对抗氧剂的粒径进行筛选，制备得到的材料在高温(150℃)下的老化性能会有所提高；在此基础上，通过进一步研究发现，在特定的粒径范围内，选用特定种类的主抗氧剂，同时控制主抗氧剂的粒径大于辅抗氧剂的粒径，则制备得到的材料在高温下的抗氧化性能显著提高，可以满足材料在高温下的长期使用。

另外，本发明人还发现，如在基体中添加极性较大的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)，还可以在不添加相容剂的条件下，提高材料的力学性能(例如拉伸性能)；且极性较大的EBA，还会对抗氧剂有一定的吸附作用，由于抗氧剂的粒径不同，EBA对不同粒径的抗氧剂的吸附作用也不同，因此，能够使主抗氧剂和辅抗氧剂在基体中才形成一种特定分布顺序的抗氧剂网络结构，这种特定的抗氧剂分布，可以显著提高材料在高温下的老化性能。