一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料及其制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為：基料58%-62%，阻燃劑33%-37%，偶聯(lián)劑0.8%-1%,含氟流變劑0.6%-1%，潤滑劑0.8%-1%，抗氧劑0.8%-1%，碳黑1%-1.4%，工藝包括將碳黑制成母料；將偶聯(lián)劑對(duì)阻燃劑進(jìn)行表面處理；將碳黑和抗氧劑進(jìn)行混合;再將上述步驟完成的混和物料加到經(jīng)偶聯(lián)劑處理后的阻燃劑中混合;將上述步驟完成的混合料加到基料中混合;將完成混合后的物料進(jìn)行塑煉。通過上述方式，本發(fā)明提高了其在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性；增強(qiáng)了塑料基料與無機(jī)填料界面的結(jié)合力;提高了無機(jī)填料與塑料基料的相容性。
【專利說明】一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料及其制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖光纜領(lǐng)域，特別是涉及一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料及其制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在某些環(huán)境中敷設(shè)使用的光纜，要求具有阻燃特性。例如在地鐵、隧道、石油、煤礦以及大樓、計(jì)算機(jī)房、公共建筑等場(chǎng)合使用的光纜。這時(shí)應(yīng)采用阻燃材料制作光纜護(hù)套，特別是隨著光纖到戶(FTTH)的迅速發(fā)展，室內(nèi)光纜尤其是皮線(接入網(wǎng)蝶形光纜)光纜中，必須采用阻燃護(hù)套料。阻燃護(hù)套料通常分兩大類，一是阻燃聚氯乙烯(PVC)護(hù)套料，一是阻燃聚烯烴(如EVA，PE)護(hù)套料。
[0003]聚氯乙烯分子中有氯原子(鹵素原子)比起聚乙烯這類純碳?xì)浠衔镉锌扇夹暂^低的優(yōu)點(diǎn)，聚氯乙烯護(hù)套還具有良好機(jī)械性能、抗化學(xué)反應(yīng)、以及良好的環(huán)境性能，被廣泛用作電纜護(hù)套料。聚氯乙烯中加入無機(jī)填料，抗氧化劑制成的阻燃料具有良好有阻燃性能，但是當(dāng)阻燃PVC燃燒時(shí)產(chǎn)生的游離氯與空氣中水分會(huì)反應(yīng)生成具有強(qiáng)烈腐蝕性的HCI，還會(huì)產(chǎn)生濃重的黑煙。因此，即使是低煙低鹵的阻燃PVC在燃燒時(shí)生成的黑煙和腐蝕性HCI還會(huì)帶來滅火的困難和對(duì)建筑物的損害。因而最好采用低煙、無鹵的阻燃聚烯烴材料作為護(hù)套料。但聚烯烴本身是易燃且延燃的物質(zhì)。為了降低其可燃性，要在混合物中填充無機(jī)物，如氫氧化鋁，氫氧化鎂等。
[0004]這些無機(jī)填料在一定溫度下會(huì)熔融，其分解溫度略高于護(hù)套擠出溫度。在聚合物中加入無機(jī)填料后，勢(shì)必降低其機(jī)械性能和擠出性能，因而可通過加入偶聯(lián)劑以改善混合物的機(jī)械和擠出性能，再加上適量的抗氧劑和炭黑，即制成低煙無鹵的阻燃護(hù)套料。但在大多數(shù)的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的商業(yè)產(chǎn)品中均存在抗開裂性差的問題。有的低煙無鹵阻燃光纜，甚至還在光纜盤上即發(fā)生開裂現(xiàn)象，通常是線盤的最外層向陽面的光纜護(hù)套發(fā)生開裂，往往是在夏季太陽暴曬下，在光纜彎曲受力和熱應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料及其制作工藝，能夠提高塑料基料在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性能，提高塑料基料與無機(jī)填料的界面結(jié)合力。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料58%-62%，阻燃劑33%-37%，偶聯(lián)劑0.8%-1%，含氟流變劑0.6%-1%，潤滑劑0.8%_1%，抗氧劑0.8%_1%，碳黑1%-1.4%,
其中，基料為高密度聚乙烯基料，
阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂的一種或多種，偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑，
抗氧劑包括1010酚類主抗氧劑和168亞磷酸酯類協(xié)同抗氧劑，
碳黑為槽法碳黑。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料60%，氫氧化鋁27%，氫氧化鎂8%，偶聯(lián)劑1%，含氟流變劑0.8%，潤滑劑1%，抗氧劑1%，碳黑1.2%。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述含氟流變劑為改性聚對(duì)苯二酰對(duì)苯二胺PPA。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述潤滑劑為PE蠟潤滑劑。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述槽法碳黑的粒度為15mm-30mm。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，包括以下步驟:
(1)將碳黑制成母料；
(2)將偶聯(lián)劑對(duì)阻燃劑進(jìn)行表面處理:先將阻燃劑進(jìn)行烘干，然后將偶聯(lián)劑和阻燃劑進(jìn)行混合，使阻燃劑的表面改性并進(jìn)一步去除水份；
(3)將碳黑和抗氧劑進(jìn)行混合；
(4)再將步驟(3)完成的混和物料加到經(jīng)偶聯(lián)劑處理后的阻燃劑中混合；
(5)將步驟(4)完成的混合料加到基料中混合；
(6)將完成混合后的物料進(jìn)行塑煉，并擠出后進(jìn)行冷卻，最后切粒，即完成制作。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(2)中偶聯(lián)劑和阻燃劑是在80°C -90°C溫度下混合10-12分鐘。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(2)中將阻燃劑進(jìn)行烘干至含水量小于0.5%。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(3)中碳黑和抗氧劑的混合時(shí)間為10分鐘，步驟(4)和步驟(5)中的混合時(shí)間均為10分鐘。
[0015]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(6)中塑煉的溫度為150°C _170°C。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料及其制作工藝選用塑料基料的耐熱性好，提高了其在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性；增強(qiáng)了塑料基料與無機(jī)填料界面的結(jié)合力；提高了無機(jī)填料與塑料基料的相容性；通過改進(jìn)加工工藝，使各種組分充分混合均勻，保持良好以塑化狀態(tài)，從而提高材料的抗開裂性能。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例包括:
實(shí)施例1:
一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料58%，阻燃劑33%，偶聯(lián)劑0.8%,含氟流變劑0.6%，潤滑劑0.8%，抗氧劑0.8%，碳黑1%，其中，基料為高密度聚乙烯基料，聚烯烴材料中有較高的耐熱性，可提高護(hù)套料在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性能。[0019]阻燃劑包括氫氧化招26%和氫氧化鎂7%。
[0020]氫氧化鋁即三水合氧化鋁，(簡(jiǎn)稱ATH)，是主要的無機(jī)金屬氫氧化物阻燃劑，占無機(jī)阻燃劑用量的80%以上，ATH受熱后，三個(gè)結(jié)晶水會(huì)在三個(gè)不同的溫度下釋放。ATH的阻燃機(jī)理可以歸納為:一:填充ATH可以使可燃性高聚物的濃度下降；二 ；ATH吸熱后脫水，水化為水蒸氣吸收聚合物燃燒所放出的熱量，抑制聚合物的溫度升高，稀釋可燃性氣體和氧的濃度，阻止燃燒反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；三:ATH脫水后可在可燃物表面生成Al2O3隔熱層，阻止聚合物與氧接觸，起到阻燃作用。ATH的阻燃效果與其添加量有很大的關(guān)系，一般需要50%以上才能有明顯的效果。如此大的添加量會(huì)使塑料的粘度增大，塑性降低，斷裂伸長率下降。為了解決這個(gè)問題，一般采用偶聯(lián)劑處理ATH，可取得較好的效果。ATH的粒度對(duì)聚合物阻燃性能以及力學(xué)性能有很大的影響，研究表明，等量的阻燃劑，粒度越小，比表面積越大，阻燃效果越好，超細(xì)粒度的ATH，可增強(qiáng)界面的相互作用，有效的改善共聚物的力學(xué)性能。本發(fā)明的配方中采用微AH-2規(guī)格的氫氧化鋁，其平均粒徑< 3微米。
[0021]金屬氫氧化鎂(MH)也是一種有效的無鹵阻燃劑，其原理和氫氧化鋁相似。據(jù)研究表明，采用氫氧化鎂阻燃聚烯烴氧指數(shù)可達(dá)到41。以氫氧化鎂為無鹵阻燃劑的研究很多，均取得較好的效果，氫氧化鎂阻燃劑和氫氧化鋁類似，也叫高添加型阻燃劑，為此，對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行了各種表面處理是必要的。單獨(dú)使用一種阻燃劑一般很難滿足無鹵阻燃電纜料的使用要求，因此，常常選用兩種或兩種以上的阻燃劑配合使用。
[0022]將氫氧化鋁與氫氧化鎂配合使用，可以起到協(xié)同作用，雖然氫氧化鎂分解吸收的熱量比氫氧化鋁小，但是分解溫度較高，可以達(dá)到340°C。氫氧化鎂有促進(jìn)聚合物表面成炭作用，兩者結(jié)合使用使阻燃效果更好。
[0023]偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑，在光纜以PE等聚烯烴為基料，以水合氧化鋁等不含游離水的干阻燃填充劑的護(hù)套料中，采用單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑較為有效，如三異硬脂?；佀岙惐?L-T999。
`[0024]所述含氟流變劑為改性聚對(duì)苯二酰對(duì)苯二胺PPA。它有改善聚烯烴的流變性能，熔體粘度調(diào)節(jié)，表面改性等功效。PPA是一種超細(xì)的微粒，在塑料體中具有極佳的滑動(dòng)性。加工時(shí)可用PE基料和PPA粉料制成母粒，再加到基料中去。含氟流變劑的功效可歸結(jié)如下；(a)含氟流變劑可遷移到機(jī)頭/熔體界面形成一層簿膜，作為機(jī)頭的潤滑劑，從而減小擠出壓力；(b)在一定的溫度下，加入PPA的PE開始發(fā)生連續(xù)熔體破裂的剪切速率值遠(yuǎn)高于未加PPA的PE開始發(fā)生連續(xù)熔體破裂的剪切速率值。因而可有效地消除熔體破裂現(xiàn)象，降低熔體溫度，提高擠出效率；(c)避免擠出的護(hù)套表面出現(xiàn)鯊皮斑，使表面光亮滑爽。對(duì)一定的聚合物及加工條件，PPA的含量有一個(gè)最佳值，含量過大不僅增加生產(chǎn)成本還會(huì)影響護(hù)套的擠出性能。通常含量應(yīng)小于1%。
[0025]所述潤滑劑為PE蠟潤滑劑。高聚物的在熔融之后通常具有較高的粘度，在加工過程中，熔融的高聚物在擠出時(shí)，通過螺膛和模具流道時(shí)，聚合物熔體必定要與加工機(jī)械表面產(chǎn)生摩擦，有些摩擦對(duì)聚合物的加工是很不利的，這些摩擦使熔體流動(dòng)性降低，同時(shí)嚴(yán)重的摩擦?xí)棺o(hù)套表面變得粗糙，缺乏光澤或出現(xiàn)流紋。為此，需要加入以提高潤滑性、減少摩擦、降低界面粘附性能為目的助劑。這就是潤滑劑。潤滑劑除了改進(jìn)流動(dòng)性外，還可以起熔融促進(jìn)劑、防粘連和防靜電劑、爽滑劑等作用。潤滑劑可分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩種，外潤滑劑的作用主要是改善聚合物熔體與加工設(shè)備的熱金屬表面的摩擦。它與聚合物相容性較差，容易從熔體內(nèi)往外遷移，所以能在塑料熔體與金屬的交界面形成潤滑的薄層。內(nèi)潤滑劑與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內(nèi)部起到降低聚合物分子間內(nèi)聚力的作用，從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動(dòng)性。本專利采用PE蠟潤滑劑，是因?yàn)樗cPE基料同質(zhì)，有更好的相容性。
[0026]抗氧劑用以抗熱氧老化?？寡鮿┌?010酚類主抗氧劑和168亞磷酸酯類協(xié)同抗氧劑，前者可吸收氧化反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，后者則可阻斷連鎖反應(yīng)，抑制氧化過程的進(jìn)行。
[0027]碳黑為槽法碳黑，粒度為15_30nm。以碳黑母料形式加入基料混和。
[0028]實(shí)施例2:
一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料60%,阻燃劑35%，偶聯(lián)劑1%,含氟流變劑0.8%，潤滑劑1%，抗氧劑1%，碳黑1.2%。
[0029]其中，基料為高密度聚乙烯基料，聚烯烴材料中有較高的耐熱性，可提高護(hù)套料在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性能。
[0030]阻燃劑包括氫氧化招27%和氫氧化鎂8%。
[0031]氫氧化鋁即三水合氧化鋁，(簡(jiǎn)稱ATH)，是主要的無機(jī)金屬氫氧化物阻燃劑，占無機(jī)阻燃劑用量的80%以上，ATH受熱后，三個(gè)結(jié)晶水會(huì)在三個(gè)不同的溫度下釋放。ATH的阻燃機(jī)理可以歸納為:一:填充ATH可以使可燃性高聚物的濃度下降；二 ；ATH吸熱后脫水，水化為水蒸氣吸收聚合物燃燒所放出的熱量，抑制聚合物的溫度升高，稀釋可燃性氣體和氧的濃度，阻止燃燒反應(yīng)繼續(xù) 進(jìn)行；三:ATH脫水后可在可燃物表面生成Al2O3隔熱層，阻止聚合物與氧接觸，起到阻燃作用。ATH的阻燃效果與其添加量有很大的關(guān)系，一般需要50%以上才能有明顯的效果。如此大的添加量會(huì)使塑料的粘度增大，塑性降低，斷裂伸長率下降。為了解決這個(gè)問題，一般采用偶聯(lián)劑處理ATH，可取得較好的效果。ATH的粒度對(duì)聚合物阻燃性能以及力學(xué)性能有很大的影響，研究表明，等量的阻燃劑，粒度越小，比表面積越大，阻燃效果越好，超細(xì)粒度的ATH，可增強(qiáng)界面的相互作用，有效的改善共聚物的力學(xué)性能。本發(fā)明的配方中采用微AH-2規(guī)格的氫氧化鋁，其平均粒徑< 3微米。
[0032]金屬氫氧化鎂(MH)也是一種有效的無鹵阻燃劑，其原理和氫氧化鋁相似。據(jù)研究表明，采用氫氧化鎂阻燃聚烯烴氧指數(shù)可達(dá)到41。以氫氧化鎂為無鹵阻燃劑的研究很多，均取得較好的效果，氫氧化鎂阻燃劑和氫氧化鋁類似，也叫高添加型阻燃劑，為此，對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行了各種表面處理是必要的。單獨(dú)使用一種阻燃劑一般很難滿足無鹵阻燃電纜料的使用要求，因此，常常選用兩種或兩種以上的阻燃劑配合使用。
[0033]將氫氧化鋁與氫氧化鎂配合使用，可以起到協(xié)同作用，雖然氫氧化鎂分解吸收的熱量比氫氧化鋁小，但是分解溫度較高，可以達(dá)到340°C。氫氧化鎂有促進(jìn)聚合物表面成炭作用，兩者結(jié)合使用使阻燃效果更好。
[0034]偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑，在光纜以PE等聚烯烴為基料，以水合氧化鋁等不含游離水的干阻燃填充劑的護(hù)套料中，采用單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑較為有效，如三異硬脂?；佀岙惐?L-T999。
[0035]所述含氟流變劑為改性聚對(duì)苯二酰對(duì)苯二胺PPA。它有改善聚烯烴的流變性能，熔體粘度調(diào)節(jié)，表面改性等功效。PPA是一種超細(xì)的微粒，在塑料體中具有極佳的滑動(dòng)性。加工時(shí)可用PE基料和PPA粉料制成母粒，再加到基料中去。含氟流變劑的功效可歸結(jié)如下；(a)含氟流變劑可遷移到機(jī)頭/熔體界面形成一層簿膜，作為機(jī)頭的潤滑劑，從而減小擠出壓力；(b)在一定的溫度下，加入PPA的PE開始發(fā)生連續(xù)熔體破裂的剪切速率值遠(yuǎn)高于未加PPA的PE開始發(fā)生連續(xù)熔體破裂的剪切速率值。因而可有效地消除熔體破裂現(xiàn)象，降低熔體溫度，提高擠出效率；(c)避免擠出的護(hù)套表面出現(xiàn)鯊皮斑，使表面光亮滑爽。對(duì)一定的聚合物及加工條件，PPA的含量有一個(gè)最佳值，含量過大不僅增加生產(chǎn)成本還會(huì)影響護(hù)套的擠出性能。通常含量應(yīng)小于1%。
[0036]所述潤滑劑為PE蠟潤滑劑。高聚物的在熔融之后通常具有較高的粘度，在加工過程中，熔融的高聚物在擠出時(shí)，通過螺膛和模具流道時(shí)，聚合物熔體必定要與加工機(jī)械表面產(chǎn)生摩擦，有些摩擦對(duì)聚合物的加工是很不利的，這些摩擦使熔體流動(dòng)性降低，同時(shí)嚴(yán)重的摩擦?xí)棺o(hù)套表面變得粗糙，缺乏光澤或出現(xiàn)流紋。為此，需要加入以提高潤滑性、減少摩擦、降低界面粘附性能為目的助劑。這就是潤滑劑。潤滑劑除了改進(jìn)流動(dòng)性外，還可以起熔融促進(jìn)劑、防粘連和防靜電劑、爽滑劑等作用。潤滑劑可分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩種，外潤滑劑的作用主要是改善聚合物熔體與加工設(shè)備的熱金屬表面的摩擦。它與聚合物相容性較差，容易從熔體內(nèi)往外遷移，所以能在塑料熔體與金屬的交界面形成潤滑的薄層。內(nèi)潤滑劑與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內(nèi)部起到降低聚合物分子間內(nèi)聚力的作用，從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動(dòng)性。本專利采用PE蠟潤滑劑，是因?yàn)樗cPE基料同質(zhì)，有更好的相容性。
[0037]抗氧劑用以抗熱氧老化?？寡鮿┌?010酚類主抗氧劑和168亞磷酸酯類協(xié)同抗氧劑，前者可吸收氧化反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，后者則可阻斷連鎖反應(yīng)，抑制氧化過程的進(jìn)行。
[0038]碳黑為槽法碳黑，粒度為15_30nm。以碳黑母料形式加入基料混和。
[0039]實(shí)施例3:
一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料62%，阻燃劑37%，偶聯(lián)劑1%，含氟流變劑1%，潤滑劑1%，抗氧劑1%，碳黑1%_1.4%。
[0040]其中，基料為高密度聚乙烯基料，聚烯烴材料中有較高的耐熱性，可提高護(hù)套料在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性能。`
[0041 ] 阻燃劑包括氫氧化招28%和氫氧化鎂9%。
[0042]氫氧化鋁即三水合氧化鋁，(簡(jiǎn)稱ATH)，是主要的無機(jī)金屬氫氧化物阻燃劑，占無機(jī)阻燃劑用量的80%以上，ATH受熱后，三個(gè)結(jié)晶水會(huì)在三個(gè)不同的溫度下釋放。ATH的阻燃機(jī)理可以歸納為:一:填充ATH可以使可燃性高聚物的濃度下降；二 ；ATH吸熱后脫水，水化為水蒸氣吸收聚合物燃燒所放出的熱量，抑制聚合物的溫度升高，稀釋可燃性氣體和氧的濃度，阻止燃燒反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；三:ATH脫水后可在可燃物表面生成Al2O3隔熱層，阻止聚合物與氧接觸，起到阻燃作用。ATH的阻燃效果與其添加量有很大的關(guān)系，一般需要50%以上才能有明顯的效果。如此大的添加量會(huì)使塑料的粘度增大，塑性降低，斷裂伸長率下降。為了解決這個(gè)問題，一般采用偶聯(lián)劑處理ATH，可取得較好的效果。ATH的粒度對(duì)聚合物阻燃性能以及力學(xué)性能有很大的影響，研究表明，等量的阻燃劑，粒度越小，比表面積越大，阻燃效果越好，超細(xì)粒度的ATH，可增強(qiáng)界面的相互作用，有效的改善共聚物的力學(xué)性能。本發(fā)明的配方中采用微AH-2規(guī)格的氫氧化鋁，其平均粒徑< 3微米。
[0043]金屬氫氧化鎂(MH)也是一種有效的無鹵阻燃劑，其原理和氫氧化鋁相似。據(jù)研究表明，采用氫氧化鎂阻燃聚烯烴氧指數(shù)可達(dá)到41。以氫氧化鎂為無鹵阻燃劑的研究很多，均取得較好的效果，氫氧化鎂阻燃劑和氫氧化鋁類似，也叫高添加型阻燃劑，為此，對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行了各種表面處理是必要的。單獨(dú)使用一種阻燃劑一般很難滿足無鹵阻燃電纜料的使用要求，因此，常常選用兩種或兩種以上的阻燃劑配合使用。
[0044]將氫氧化鋁與氫氧化鎂配合使用，可以起到協(xié)同作用，雖然氫氧化鎂分解吸收的熱量比氫氧化鋁小，但是分解溫度較高，可以達(dá)到340°C。氫氧化鎂有促進(jìn)聚合物表面成炭作用，兩者結(jié)合使用使阻燃效果更好。
[0045]偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑，在光纜以PE等聚烯烴為基料，以水合氧化鋁等不含游離水的干阻燃填充劑的護(hù)套料中，采用單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑較為有效，如三異硬脂酰基鈦酸異丙酯0L-T999。
[0046]所述含氟流變劑為改性聚對(duì)苯二酰對(duì)苯二胺PPA。它有改善聚烯烴的流變性能，熔體粘度調(diào)節(jié)，表面改性等功效。PPA是一種超細(xì)的微粒，在塑料體中具有極佳的滑動(dòng)性。加工時(shí)可用PE基料和PPA粉料制成母粒，再加到基料中去。含氟流變劑的功效可歸結(jié)如下；
(a)含氟流變劑可遷移到機(jī)頭/熔體界面形成一層簿膜，作為機(jī)頭的潤滑劑，從而減小擠出壓力；(b)在一定的溫度下，加入PPA的PE開始發(fā)生連續(xù)熔體破裂的剪切速率值遠(yuǎn)高于未加PPA的PE開始發(fā)生連續(xù)熔體破裂的剪切速率值。因而可有效地消除熔體破裂現(xiàn)象，降低熔體溫度，提高擠出效率；(c)避免擠出的護(hù)套表面出現(xiàn)鯊皮斑，使表面光亮滑爽。對(duì)一定的聚合物及加工條件，PPA的含量有一個(gè)最佳值，含量過大不僅增加生產(chǎn)成本還會(huì)影響護(hù)套的擠出性能。通常含量應(yīng)小于1%。
[0047]所述潤滑劑為PE蠟潤滑劑。高聚物的在熔融之后通常具有較高的粘度，在加工過程中，熔融的高聚物在擠出時(shí)，通過螺膛和模具流道時(shí)，聚合物熔體必定要與加工機(jī)械表面產(chǎn)生摩擦，有些摩 擦對(duì)聚合物的加工是很不利的，這些摩擦使熔體流動(dòng)性降低，同時(shí)嚴(yán)重的摩擦?xí)棺o(hù)套表面變得粗糙，缺乏光澤或出現(xiàn)流紋。為此，需要加入以提高潤滑性、減少摩擦、降低界面粘附性能為目的助劑。這就是潤滑劑。潤滑劑除了改進(jìn)流動(dòng)性外，還可以起熔融促進(jìn)劑、防粘連和防靜電劑、爽滑劑等作用。潤滑劑可分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩種，外潤滑劑的作用主要是改善聚合物熔體與加工設(shè)備的熱金屬表面的摩擦。它與聚合物相容性較差，容易從熔體內(nèi)往外遷移，所以能在塑料熔體與金屬的交界面形成潤滑的薄層。內(nèi)潤滑劑與聚合物有良好的相容性，它在聚合物內(nèi)部起到降低聚合物分子間內(nèi)聚力的作用，從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動(dòng)性。本專利采用PE蠟潤滑劑，是因?yàn)樗cPE基料同質(zhì)，有更好的相容性。
[0048]抗氧劑用以抗熱氧老化。抗氧劑包括1010酚類主抗氧劑和168亞磷酸酯類協(xié)同抗氧劑，前者可吸收氧化反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，后者則可阻斷連鎖反應(yīng)，抑制氧化過程的進(jìn)行。
[0049]碳黑為槽法碳黑，粒度為15_30nm。以碳黑母料形式加入基料混和。
[0050]本發(fā)明還涉及一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，包括以下步驟:
(1)將碳黑制成母料；
(2)將偶聯(lián)劑對(duì)阻燃劑進(jìn)行表面處理:先將阻燃劑進(jìn)行烘干至含水量小于0.5%，然后將偶聯(lián)劑和阻燃劑在80°C -90°C溫度下混合10-12分鐘，使阻燃劑的表面改性并進(jìn)一步去除水份；
(3)將碳黑和抗氧劑進(jìn)行混合10分鐘；
(4)再將步驟(3)完成的混和物料加到經(jīng)偶聯(lián)劑處理后的阻燃劑中混合10分鐘；(5)將步驟(4)完成的混合料加到基料中混合10分鐘；
(6)將完成混合后的物料進(jìn)行塑煉，塑煉溫度為150°C-170°C，并擠出后進(jìn)行冷卻，最后切粒，即完成制作。
[0051]本發(fā)明用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料及其制作工藝選用塑料基料的耐熱性好，提高了其在熱態(tài)時(shí)的抗開裂性；增強(qiáng)了塑料基料與無機(jī)填料界面的結(jié)合力；提高了無機(jī)填料與塑料基料的相容性；通過改進(jìn)加工工藝，使各種組分充分混合均勻，保持良好以塑化狀態(tài)，從而提高材料的抗開裂性能。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā) 明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其特征在于，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料58%-62%，阻燃劑33%-37%，偶聯(lián)劑0.8%_1%，含氟流變劑0.6%_1%，潤滑劑 0.8%-1%，抗氧劑 0.8%-1%，碳黑 1%-1.4%， 其中，基料為高密度聚乙烯基料， 阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂的一種或多種， 偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯類偶聯(lián)劑， 抗氧劑包括1010酚類主抗氧劑和168亞磷酸酯類協(xié)同抗氧劑， 碳黑為槽法碳黑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其特征在于，其組份及含量重量百分?jǐn)?shù)為:基料60%，氫氧化鋁27%，氫氧化鎂8%，偶聯(lián)劑1%，含氟流變劑0.8%，潤滑劑1%，抗氧劑1%，碳黑1.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其特征在于，所述含氟流變劑為改性聚對(duì)苯二酰對(duì)苯二胺PPA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其特征在于，所述潤滑劑為PE蠟潤滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料，其特征在于，所述槽法碳黑的粒度為15mm-30mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)將碳黑制成母料； (2)將偶聯(lián)劑對(duì)阻燃劑進(jìn)行表面處理:先將阻燃劑進(jìn)行烘干，然后將偶聯(lián)劑和阻燃劑進(jìn)行混合，使阻燃劑的表面改性并進(jìn)一步去除水份； (3)將碳黑和抗氧劑進(jìn)行混合； (4)再將步驟(3)完成的混和物料加到經(jīng)偶聯(lián)劑處理后的阻燃劑中混合； (5)將步驟(4)完成的混合料加到基料中混合； (6)將完成混合后的物料進(jìn)行塑煉，并擠出后進(jìn)行冷卻，最后切粒，即完成制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，其特征在于，步驟(2)中偶聯(lián)劑和阻燃劑是在80°C _90°C溫度下混合10-12分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，其特征在于，步驟(2)中將阻燃劑進(jìn)行烘干至含水量小于0.5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，其特征在于，步驟(3)中碳黑和抗氧劑的混合時(shí)間為10分鐘，步驟(4)和步驟(5)中的混合時(shí)間均為10分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光纜的具有抗開裂性的低煙無鹵阻燃護(hù)套料的制作工藝，其特征在于，步驟(6)中塑煉的溫度為150°C -170°C。
【文檔編號(hào)】C08K9/04GK103694528SQ201310563544
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】石明, 於茹敏, 陳炳炎 申請(qǐng)人:江蘇南方通信科技有限公司