无卤环保高阻燃的聚烯烃材料及其制备方法和电缆护套

技术领域

本发明属于环保阻燃材料领域，尤其涉及一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料及其制备方法和电缆护套。

背景技术

无卤环保高阻燃低烟热塑性电缆线护套材料是一种满足RoHS指令和Reach法规的电缆料，以聚烯烃树脂为基料，加入阻燃剂、抗氧剂、偶联剂及其它助剂经混合塑化造粒而成。耐温等级为120℃。应用于电力电缆、通讯电缆、控制电缆、光缆、地铁电缆等电缆的绝缘阻燃保护套。市场前景广泛。

一直以来低烟无卤阻燃聚烯烃电缆护套料中用的都是氢氧化物阻燃剂居多，但是阻燃剂用量大，阻燃效率也低，只能满足一般阻燃要求，最高能通过IEC60332单根垂直燃烧测试，或者IEC60332-3C类成束燃烧测试。高阻燃材料的要求并不能达到，很难通过IEC60332-3A类燃烧测试。对于通信电缆用的CMR、CMP等测试更无法通过。

在中国专利CN108129742、CN111117054、CN101012326、CN11234361、CN111171437和CN111002502中均有低烟阻燃聚烯烃电缆线护套材料的制备方法。但是所述专利方法所用阻燃剂使用量都超过了总量的40%添加量，或者乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）的使用量超过总量的40%，树脂比例中占比超过50%。

由于无卤阻燃剂添加量大了，所生产的聚烯烃电缆线护套料的材料力学性能就会下降，断裂伸长率就很难超过250%。EVA用量大了，阻燃性能上去了，材料力学性能也能达到，但是由于EVA的价格偏高，所以其所生产的聚烯烃电缆线护套料的成本就会升高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，旨在解决背景技术中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其包括以下按照重量份计的组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物15~35份、低密度聚乙烯15~30份、高密度聚乙烯10~25份、接枝相容剂2~15份、硅烷偶联剂0.1~1份、无卤阻燃剂20~40份、抗氧剂0.1~1份、抗滴落剂0.05~1份、润滑剂0.1~0.5份、硅酮粉0.2~2份。

作为本发明实施例的一个优选方案，所述聚烯烃材料包括以下按照重量份计的组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物20~30份、低密度聚乙烯20~25份、高密度聚乙烯15~20份、接枝相容剂5~10份、硅烷偶联剂0.3~0.6份、无卤阻燃剂28~33份、抗氧剂0.3~0.6份、抗滴落剂0.1~0.5份、润滑剂0.2~0.3份、硅酮粉0.5~0.8份。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述无卤阻燃剂为FR601聚烯烃专用阻燃剂。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述聚烯烃材料的制备方法，其包括以下步骤：

按照上述各组分的重量份，称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂、硅烷偶联剂、无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉；

将乙烯-醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂、硅烷偶联剂进行混合，得到混合料；

将混合料与无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉进行混合后，再进行熔融挤出处理，得到所述聚烯烃材料。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述步骤中，熔融挤出处理的温度为170~190℃。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的聚烯烃材料。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电缆护套，其全部或部分包含上述的聚烯烃材料。

本发明实施例提供的一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其阻燃剂添加量较低，且能够保证阻燃性能达到IEC60332-3A类的燃烧测试，以及还能通过通信电缆用的CMR、CMP等测试，具有较优异的综合性能。

具体实施方式

为下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物2200g、低密度聚乙烯2130g、高密度聚乙烯1690g、接枝相容剂880g、硅烷偶联剂50g、无卤阻燃剂3100g、抗氧剂40g、抗滴落剂40g、润滑剂30g、硅酮粉65g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为170℃，180℃，185℃，190℃，195℃，190℃，190℃，185℃，185℃，180℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例2

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物1500g、低密度聚乙烯3000g、高密度聚乙烯2500g、接枝相容剂200g、硅烷偶联剂10g、无卤阻燃剂2000g、抗氧剂10g、抗滴落剂5g、润滑剂10g、硅酮粉20g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为160℃，170℃，175℃，185℃，190℃，185℃，185℃，180℃，180℃，175℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例3

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物3500g、低密度聚乙烯1500g、高密度聚乙烯1000g、接枝相容剂1500g、硅烷偶联剂100g、无卤阻燃剂4000g、抗氧剂100g、抗滴落剂100g、润滑剂50g、硅酮粉200g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为180℃，185℃，190℃，195℃，200℃，195℃，195℃，190℃，190℃，175℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例4

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物1800g、低密度聚乙烯1800g、高密度聚乙烯2200g、接枝相容剂300g、硅烷偶联剂20g、无卤阻燃剂2500g、抗氧剂20g、抗滴落剂10g、润滑剂15g、硅酮粉50g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为170℃，180℃，185℃，190℃，195℃，190℃，190℃，185℃，185℃，180℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例5

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物3200g、低密度聚乙烯2800g、高密度聚乙烯1200g、接枝相容剂1200g、硅烷偶联剂80g、无卤阻燃剂3500g、抗氧剂80g、抗滴落剂80g、润滑剂40g、硅酮粉150g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为170℃，180℃，185℃，190℃，195℃，190℃，190℃，185℃，185℃，180℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例6

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物2000g、低密度聚乙烯2000g、高密度聚乙烯2000g、接枝相容剂500g、硅烷偶联剂30g、无卤阻燃剂2800g、抗氧剂30g、抗滴落剂10g、润滑剂20g、硅酮粉50g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为170℃，180℃，185℃，190℃，195℃，190℃，190℃，185℃，185℃，180℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例7

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物3000g、低密度聚乙烯2500g、高密度聚乙烯1500g、接枝相容剂1000g、硅烷偶联剂60g、无卤阻燃剂3300g、抗氧剂60g、抗滴落剂50g、润滑剂30g、硅酮粉80g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为170℃，180℃，185℃，190℃，195℃，190℃，190℃，185℃，185℃，180℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

实施例8

该实施例提供了一种无卤环保高阻燃的聚烯烃材料，其制备方法包括以下步骤：

S1、称取乙烯-醋酸乙烯共聚物2500g、低密度聚乙烯2200g、高密度聚乙烯1800g、接枝相容剂800g、硅烷偶联剂45g、无卤阻燃剂3000g、抗氧剂45g、抗滴落剂30g、润滑剂25g、硅酮粉65g；各原料均为市售产品；其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，具体可采用市售KH550硅烷偶联剂；无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，具体可采用济南逆火新材料有限公司市售的FR601聚烯烃专用阻燃剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；硅酮粉为浙江润禾有机硅新材料有限公司提供。

S2、先将上述称取的乙烯-醋酸乙烯共聚物投入到高速混合机中，接着，往高速混合机中继续投入上述称取的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝相容剂和硅烷偶联剂，并开动高速混合机进行中速搅拌约5分钟，此时混合机内温达到50℃左右，停止高速混合机，得到混合料。

S3、继续向高速混合机中添加上述称取的无卤阻燃剂、抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、硅酮粉，并再次开启高速混合机进行高速搅拌10分钟，使得物料与上述混合料充分混合后，再放出物料，输送到双螺杆机喂料仓中进行熔融挤出处理，即可得到可用作为电缆护套材料的无卤环保高阻燃的聚烯烃材料。具体的，熔融挤出处理过程中，先给双螺杆挤出机预升温，主机升温模块依次设置为170℃，180℃，185℃，190℃，195℃，190℃，190℃，185℃，185℃，180℃；待双螺杆挤出机升温好后，开动主机，再开喂料机，顺利挤出切粒，即可得到聚烯烃材料。

上述实施例制得的聚烯烃材料的阻燃性能达到IEC60332-3A类的燃烧测试，且能通过通信电缆用的CMR、CMP等测试，具有较优异的综合性能。

（备注：建议提供一下本发明得到的材料的IEC60332-3A类的燃烧测试、CMR、CMP等测试的具体测试数据）

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。