[发明专利]一种耐老化聚乙烯材料及其制备方法和线缆

说明书

本申请涉及电路输送设备的技术领域，更具体地说，它涉及一种耐老化聚乙烯材料及其制备方法和线缆。一种耐老化聚乙烯材料，包括以下重量份的原料：90‑110份聚乙烯、10‑20份马来酸酐接枝聚乙烯以及5‑10份有机－无机复合剂，所述有机－无机复合剂为钛酸酯－有机硅组合物修饰的抗紫外线金属氧化物。本申请的耐老化聚乙烯材料制备的线缆具备优良的抗紫外线老化性能。

技术领域

本申请涉及电路输送设备的技术领域，更具体地说，它涉及一种耐老化聚乙烯材料及其制备方法和线缆。

背景技术

随着全球经济的迅猛发展及人类环保意识的增强，各领域对电线电缆的质量和性能的要求也越来越高，特别是线缆的安全问题越来越受到人们关注，因此如何提高线缆的阻燃性能也成为电线电缆行业的发展方向。

目前，为了提高线缆的阻燃性能，人们通常会选用无卤低烟聚乙烯作为护套的主要原料，然而，由于线缆需要安装在户外，所以线缆需要长时间受到阳光照射，从而引起线缆护套发生老化降解，从而导致线缆护套表面容易产生开裂。

因此，目前亟需一种耐老化的材料代替无卤低烟聚乙烯作为护套的主要原料。

发明内容

为了改善无卤低烟聚乙烯材料的耐老化性能，本申请提供一种耐老化聚乙烯材料及其制备方法和线缆。

第一方面，本申请提供一种耐老化聚乙烯材料，采用如下的技术方案：

一种耐老化聚乙烯材料，包括以下重量份的原料：90-110份聚乙烯、10-20份马来酸酐接枝聚乙烯以及5-10份有机－无机复合剂，所述有机－无机复合剂为钛酸酯－有机硅组合物修饰的抗紫外线金属氧化物。

钛酸酯以及有机硅均可以对紫外线进行吸收，捕获自由基，分解氢过氧化物，而抗紫外线金属氧化物对紫外线具有较强的屏蔽作用，所以当三者协同使用时可以相互影响，从而大幅度提高聚乙烯的抗紫外线老化能力。

而由下述实验可以看出，相对于单独使用钛酸酯或者有机硅来说，将这种混合使用可以更为有效地提高聚乙烯的抗紫外线老化性能。究其原因在于，有机硅中的有机基团可以负载于钛酸酯上，从而有效防止有机基团物理迁移或挥发损失，从而有效提高聚乙烯的抗紫外线老化能力。

而且，当钛酸酯与有机硅协同使用时，钛酸酯－有机硅组合物的表面将形成大量亲水基团以及疏水基团。因此，钛酸酯－有机硅组合物可以通过分子中亲水基团定向吸附在抗紫外线金属氧化物上，又通过分子中疏水性非水介基闭，增加了抗紫外线金属氧化物与聚乙烯的相容性，降低界面的自由能，从而有利于抗紫外线金属氧化物被聚乙烯所润湿和分散，间接提高有机－无机复合剂对聚乙烯抗紫外线老化性能的提升效果。

优选的，所述抗紫外线金属氧化物为二氧化钛、氧化铟锡以及钛铟锡氧化固熔体中的一种。

虽然二氧化钛、氧化铟锡以及钛铟锡氧化固熔体对紫外线均具有优良的屏蔽效果，但是由下述实验数据可以看出，相对于二氧化钛以及氧化铟锡来说，使用钛铟锡氧化固熔体后的聚丙烯耐老化性能更佳，究其原因在于，钛铟锡氧化固熔体中存在Ti-In-Sn-O体系，而该体系对紫外线具备更为优良的屏蔽效果和吸收效果，从而有效提高聚乙烯的抗紫外老化性能。

另外，由于钛铟锡氧化固熔体也有Ti的存在，而钛酸酯实际上属于钛的烷氧化物，因此钛酸酯可以更为稳定的连接于钛铟锡氧化固熔体上，有效减少钛酸酯发生物理损失或者抽出的可能性，间接提高有机－无机复合剂对聚乙烯抗紫外线老化性能的提升效果。

优选的，所述抗紫外线金属氧化物为钛铟锡氧化固熔体，所述钛铟锡氧化固熔体由二氧化钛与氧化铟锡以(3-5)：1的重量比例混合焙烧而得。