耐溫125℃阻燃耐油熱塑性彈性體電線電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電線電纜成型材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐溫125°C阻燃耐油 熱塑性彈性體電線電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在市場(chǎng)對(duì)于電線電纜的需求日益增加，同時(shí)對(duì)于它的性能要求也越來越嚴(yán)苛， 這加速許多企業(yè)、學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)對(duì)于電線電纜材料的技術(shù)研發(fā)進(jìn)程。以前的電線電纜材 料主要是PVC和XLPE這兩種，但是隨著人們和社會(huì)對(duì)于環(huán)保的日益關(guān)注，使得PVC這一傳 統(tǒng)原料的使用遭到了很大的限制。而XLPE這一材料對(duì)于許多工廠來說，它增加了交聯(lián)這一 工序，使得成產(chǎn)成本大幅度增加。但是作為"黃金橡膠"的熱塑性彈性體由于它環(huán)保、無毒、 可回收，近年來得到了大量地應(yīng)用。
[0003] 熱塑性彈性體大致包括聚苯乙烯類彈性體、聚烯烴類彈性體、動(dòng)態(tài)硫化橡膠類彈 性體、聚氨酯類彈性體、聚酯類彈性體。聚苯乙烯類彈性體手感柔和，成本低下，但是其耐溫 性差（一般<90°C)，不耐油；聚烯烴類彈性體耐彎曲疲勞性性優(yōu)異，易加工，但同樣它不耐 油；動(dòng)態(tài)硫化類彈性體耐油、耐溫性比前兩者要好，但還是不能滿足現(xiàn)在的市場(chǎng)需求；聚氨 酯類彈性體具有優(yōu)良的耐油、耐磨性，但是它耐溫性差、不耐水；聚酯類彈性體具有優(yōu)異的 耐油性，耐溫可達(dá)ll〇°C，但是它硬度較大、加工溫度范圍窄。
[0004] 現(xiàn)在對(duì)于耐溫、阻燃、耐油性電線電纜料，市場(chǎng)上已有較多相應(yīng)的專利技 術(shù)公開，例如，CN101445630A(高強(qiáng)度特柔軟耐油橡皮彈性體的電纜料及其制備）、 CN103113635A(-種耐油用電力電纜料及其制備方法）和CN103571067A(-種高強(qiáng)度耐油 乙丙橡膠電纜料）等等。上述專利技術(shù)中電線電纜料都是熱固性即交聯(lián)型的電纜材料，由 于必須經(jīng)過輻照交聯(lián)或硅烷交聯(lián)才可使用，這無疑會(huì)增加生產(chǎn)成本。而且上述中的電纜料 耐溫阻燃性都沒有進(jìn)行改性加強(qiáng)，應(yīng)用也會(huì)有所限制。又如CN104629183A(耐油耐高溫阻 燃性熱塑性彈性體電纜料及其制備方法）中，配方比例為熱塑性彈性體20 - 35份，耐油改 性劑5 - 15份，聚丙烯5 - 10份，相容劑1 - 5份，填充油2 - 6份，阻燃劑15 - 25份，潤(rùn)滑劑 0. 2 - 0. 6份，抗氧劑0. 4 - 0. 8份。由于其中阻燃劑和耐油改性劑中使用了含有鹵素的物 質(zhì)，使得電纜料含鹵，燃燒后有毒、不環(huán)保，嚴(yán)重危害人體健康。
[0005] 現(xiàn)在的出口美標(biāo)電源線、充電粧電線電纜對(duì)于材料的耐油、耐高溫變形和阻燃都 提出來更高的要求，但是目前的電線電纜料還不能全部滿足這些要求，所以對(duì)目前的基材 進(jìn)行改性研究勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有耐溫125°C的高耐溫、耐油 和阻燃優(yōu)異性能且能夠滿足UL62對(duì)于材料性能要求的電線電纜料及其制備方法；本發(fā)明 所得材料在高溫125°C下變形率為18 - 23% ;在60°C浸泡于IRM903#油中168h后，材料力 學(xué)性能變化率在15-20%之間；阻燃性能優(yōu)異，達(dá)到1.6mmULV0級(jí)，完成滿足了UL62對(duì)TPE材料的嚴(yán)苛要求。
[0007] 本發(fā)明采用SEBS和TPV作為主要基材，加入耐溫性優(yōu)良的填料，并同時(shí)加入耐油 改性劑，在相容劑的幫助下，解決填料與基材相容性差的問題，克服了填料的加入導(dǎo)致材料 機(jī)械性能降低的問題；在此基礎(chǔ)上，選用合理、優(yōu)良的阻燃劑，從而可以制備出耐高溫、耐油 的阻燃電線電纜料。
[0008] 本發(fā)明目的是要制備具有耐油性的電線電纜材料，而熱塑性彈性體耐油性差，本 發(fā)明通過加入相應(yīng)的極性材料來增加復(fù)合物的極性解決耐油性差的問題。但耐油改性劑 屬于極性物質(zhì)，而主基材熱塑性彈性體為非極性物質(zhì)，由于極性差異，這兩者混合很難結(jié)合 好，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過加入相容劑如馬來酸酐接枝物可以增加兩者的界面結(jié)合力，進(jìn)而解決 該問題。
[0009] 對(duì)于熱塑性彈性體來說，其耐熱溫度一般只有80_90°C，想要獲得耐溫125°C的復(fù) 合物；發(fā)明人發(fā)現(xiàn)加入相應(yīng)的填料可以增加材料的耐熱性，但填料種類繁多，并非所有填料 都能實(shí)現(xiàn)該目的，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)云母和陶土熱分解溫度高，同時(shí)與本發(fā)明其他原料融合性好， 對(duì)材料有相應(yīng)的增強(qiáng)作用；當(dāng)然填料的加入難免影響材料的力學(xué)性能，發(fā)明人通過相容劑 等原料的選擇，并選用云母或陶土作為填料有效解決了該問題。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：
[0011] 耐溫125°C阻燃耐油熱塑性彈性體電線電纜料，以質(zhì)量百分比計(jì)，其原料組成為：
[0012] 熱塑性彈性體 25-40% 軟化增塑劑 5-10% 聚丙烯樹脂 5-15% 耐油改性劑 6-12% 相容劑 2-5% 填料 10-15% 阻燃劑 20-30% 抗氧劑 光穩(wěn)定劑 0,1-1% 潤(rùn)滑劑 0. 1~3%
[0013] 所述的熱塑性彈性體為占質(zhì)量百分比為20-40%的高分子量SEBS和占質(zhì)量百分 比為60-80%的酚醛樹脂硫化TPV的混合物；
[0014] 所述的耐油改性劑為丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠和聚氨酯彈性體中的至少一種；
[0015] 所述的相容劑為EPDM接枝馬來酸酐、Ρ0Ε接枝馬來酸酐和PS接枝甲基丙烯酸縮 水甘油酯中的至少一種。
[0016] 所述的填料為云母和陶土中的至少一種。
[0017] 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述的軟化增塑劑為飽和直鏈環(huán)烷烴油和白 礦油中的至少一種。
[0018] 優(yōu)選地，所述的聚丙烯樹脂為嵌段共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一種。
[0019] 優(yōu)選地，所述阻燃劑為有機(jī)次膦酸鹽、次磷酸鹽和磷氮系阻燃劑中的至少一種。
[0020] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類或含硫酯類中的至少一種。
[0021] 優(yōu)選地，所述光穩(wěn)定劑為羥基二苯甲酮類光穩(wěn)定劑、羥基苯并三唑類光穩(wěn)定劑、受 阻胺類穩(wěn)定劑以及復(fù)合型高效光穩(wěn)定劑中的至少一種；
[0022] 優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為聚硅氧烷類、硬脂酸復(fù)合酯類和飽和烴類中的至少一種。
[0023] 所述耐溫125°C的阻燃耐油熱塑性彈性體電線電纜料的制備方法，包括以下步 驟：
[0024] (1)先用熱塑性彈性體充分吸收軟化增塑劑，然后將吸收好軟化增塑劑的熱塑性 彈性體和聚丙烯樹脂、耐油改性劑、相容劑、填料、阻燃劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑及其潤(rùn)滑劑組 分按比例充分混勻，獲得混合物；
[0025] (2)將所述混合物加入長(zhǎng)徑比為40 :1~48 :1、擠出溫度為170~200 °C、轉(zhuǎn)速為 300~450rpm的強(qiáng)剪切雙螺桿擠出機(jī)中熔融混煉，然后依次經(jīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒和干 燥工序后得到一種耐溫125°C的阻燃耐油熱塑性彈性體電線電纜料制品。
[0026] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0027] 1)本發(fā)明實(shí)施例所得熱塑性彈性體電線電纜料125°C熱變形都小于21%，拉伸 強(qiáng)度都高于11. 8Mpa，阻燃性能都在V0級(jí)，具有高耐溫、耐油、阻燃性優(yōu)良、無鹵、機(jī)械性能 極佳以及極易擠出加工成型等優(yōu)點(diǎn)；具體而言，本發(fā)明所得材料在高溫125°C下變形率為 18 - 23% ;在60°C浸泡于IRM903#油中168h后，材料力學(xué)性能變化率在15 - 20%之間；阻 燃性能優(yōu)異，達(dá)到1. 6mmULV0級(jí)，完成滿足了UL62對(duì)TPE材料的嚴(yán)苛要求
[0028] 2)本發(fā)明采用SEBS和TPV作為主要基材，加入耐溫性優(yōu)良的填料，并同時(shí)加入耐 油改性劑，在相容劑的幫助下，解決其與基材相容性差的問題，在此基礎(chǔ)上，選用合理、優(yōu)良 的阻燃劑，從而可以制備出耐高溫、耐油的阻燃電線電纜料。
[0029] 3) -般熱塑性彈性體耐油性差，要制備具有耐油性的電線電纜材料，改善熱塑性 彈性體耐油性是一個(gè)難題，本發(fā)明選用熱塑性彈性體為非極性物質(zhì)，加入極性材料來增加 復(fù)合物的極性獲得耐油性，但極性差異，兩者混合很難結(jié)合好，本發(fā)明采用馬來酸酐接枝物 來增加兩者的界面結(jié)合力有效解決該問題。
[0030] 4)對(duì)于一般熱塑性彈性體來說，耐熱溫度只有80-90°C，本發(fā)明加入相應(yīng)的填料 來增加材料的耐熱性，云母和陶土熱分解溫度高，價(jià)格便宜，同時(shí)對(duì)材料有相應(yīng)的增強(qiáng)作 用，但是填料的加入容易影響材料的力學(xué)等方面的性能，本發(fā)明通過熱塑性彈性體的選用， 通過耐油改性劑以及相容劑等配合，有效解決了該問題，獲得耐溫125°C的復(fù)合物。
[0031] 5)本發(fā)明電線電纜材料的制備方法工藝操作簡(jiǎn)單，并且加工溫度可以控制在 180 - 200