一种电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及电梯扁电缆技术领域，具体涉及一种电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.目前，随着生活水平的提高以及社会技术进步，新建建筑楼盘等基本都配备电梯，而电梯所用的扁电缆普遍要求兼具较好的耐磨性、无卤阻燃性、耐高低温的能力以及优异的柔软性、机械性能等；对于生产厂家而言，则要求电梯扁电缆用材料加工工艺好，尤其是挤出速度要快，易加工且便于加工，同时原料成本尽可能的低，产品批次间稳定性佳，而且还要符合各项国家以及行业规定，例如目前普遍对于环保性以及安全性要求较高，则电梯扁电缆用材料必须低卤甚至无卤阻燃，而现有的pvc扁电缆弹性料在使用以及制造或废气处理中会产生大量的有害物质，对人的身体健康造成一定伤害，而且在燃烧时会散发出大量浓烟，安全性较差，进而已经难以满足需求。
3.对此，中国发明专利cn103881242b，其公开了一种高速电梯扁电缆用耐磨无卤阻燃弹性料，该弹性料克服了pvc扁电缆弹性料存在的缺陷，但是，该材料由于配方中采用了多种树脂物理共混，使得体系混匀的难度大大提升，各种树脂的界面相容性以及分界线更难以稳定把控，造成在加工过程中，对于技术参数的准确性与波动幅度要求更严格，否则易产生批次间产品质量不均一，而且也较容易出现不良品；此外，为了提升弹性料的耐磨以及耐弯折性能，该体系中还添加了较多的功能弹性体tpu和sebs的混合物，不仅使得加工工序多增加一步获得前述混合物的过程，而且该两种功能弹性体的价格较贵，使得生产成本较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种改进的电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料，该材料配方简单，易加工且成本低廉，尤其是还能够兼具获得优异的耐磨性、无卤阻燃性、耐高低温的能力以及优异的柔软性、机械性能等。
5.本发明同时还提供了一种上述电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料的制备方法。
6.本发明同时还提供了一种采用上述电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料制备的电梯扁电缆用绝缘护套。
7.为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：
8.一种电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料，其原料包括三元乙丙橡胶、相容剂、阻燃剂、润滑剂和抗氧剂，所述三元乙丙橡胶的乙烯含量为65
‑
75％，充油比例大于等于40phr，门尼粘度为40
‑
75；
9.所述原料还包括线性低密度聚乙烯、引发剂和硅烷偶联剂，所述引发剂、所述硅烷偶联剂和所述三元乙丙橡胶与所述线性低密度聚乙烯的总投料量的投料质量比为0.0005
‑
0.0020∶0.015
‑
0.045∶1；
10.所述电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料通过使线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶在挤出之前并在引发剂作用下部分或全部接枝硅烷偶联剂，然后与其它原料共混挤出而得；或，所述电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料通过使原料中各物料混合密炼，然后挤出而得；其中，所述混合密炼过程中，线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶在引发剂作用下部分或全部接枝硅烷偶联剂。
11.根据本发明，所述电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料含有三元乙丙橡胶与线性低密度聚乙烯通过硅氧烷键相互键合形成的交联网状分子。
12.根据本发明的一些实施方式，所述三元乙丙橡胶的乙烯含量为65
‑
75％，充油比例为40
‑
100phr，门尼粘度为40
‑
65。
13.根据本发明的一些优选方面，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为15
‑
25g/10min。
14.根据本发明的一些优选方面，所述硅烷偶联剂包含乙烯基三甲氧基硅烷(硅烷171)、乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷(硅烷172)，以及选择性的二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷。本发明中，乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷用于处理阻燃剂尤其是含有无机粉体例如氢氧化铝的阻燃剂，提升其在体系中的分散性；乙烯基三甲氧基硅烷用于接枝线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶。
15.进一步地，所述硅烷偶联剂由投料质量比为1.2
‑
4∶1的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷构成。根据本发明的一些优选方面，所述硅烷偶联剂由投料质量比为1.5
‑
2∶1的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷构成。
16.在本发明中，充油的三元乙丙橡胶可商购获得，其充油所采用的油包括但不限于白油等；其中“充油比例”是指充油所采用的油占三元乙丙橡胶的质量百分数，例如充油比例为50％，也即意味着充油的油的质量为三元乙丙橡胶相当，当充油比例为100％，也即指充油的油的质量是三元乙丙橡胶的2倍。进一步地，还可以采用如下表示方式，采用phr，其表示对每100份(以质量计)橡胶(或树脂)添加的份数，例如当充油比例为40phr，即表示100份树脂中添加40份的油。
17.根据本发明的一些优选方面，所述相容剂为马来酸酐接枝poe和/或马来酸酐接枝poe/lldpe，所述相容剂的熔融指数为0.5
‑
1.5g/10min，该两种相容剂均可通过商购获得。
18.根据本发明的一些优选方面，所述三元乙丙橡胶、所述线性低密度聚乙烯和所述相容剂的投料质量比为1∶0.12
‑
0.60∶0.12
‑
0.40。
19.根据本发明的一些优选方面，以质量份数计，所述原料中：三元乙丙橡胶50
‑
70份、线性低密度聚乙烯10
‑
30份、相容剂10
‑
20份、引发剂0.05
‑
0.1份、硅烷偶联剂1.5
‑
3.5份、阻燃剂100
‑
135份、润滑剂1
‑
5份和抗氧剂0.5
‑
2份。
20.根据本发明的一些具体且优选的方面，所述引发剂为过氧化二异丙苯(dcp)或2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)己烷或者二者的混合物。
21.根据本发明的一些具体且优选的方面，所述阻燃剂包含氢氧化铝以及选择性的氢氧化镁和/或氮磷阻燃剂。
22.根据本发明的一些具体且优选的方面，所述润滑剂为选自eva蜡、pe蜡、硅酮母粒、流变剂ppa和硬脂酸盐中的两种以上的组合。
23.根据本发明的一些具体且优选的方面，所述抗氧剂含有抗氧剂1010，以及还含有选自抗氧剂dltp、抗氧剂1024、抗氧剂168和抗氧剂300中的两种或多种的组合。
24.本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，首先投入阻燃剂，后加入乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷，混合捏合；再依次投入三元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯和润滑剂，抗氧剂；最后在搅拌过程中投入引发剂和乙烯基三甲氧基硅烷及剩余硅烷偶联剂的混合溶液，均匀捏合后投入密炼机中密炼，再经双螺杆挤出造粒而成；所述密炼的温度为170
‑
180℃，所述双螺杆挤出造粒的温度为：进料段110
‑
130℃，熔融段：130
‑
150℃，模头：150
‑
160℃。
25.本发明提供的又一技术方案：一种采用上述所述的电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料制备的电梯扁电缆用绝缘护套。
26.本发明中，熔融指数是以gbt 3682.1
‑
2018标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定；门尼粘度测试条件为ml(1+4)125℃。
27.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
28.本发明基于现有电梯扁电缆用材料存在的诸如环保性、安全性以及配方复杂性、成本高、易产生批次间产品质量不均一，而且也较容易出现不良品等问题，创新地通过选用较高比例充油型且门尼粘度相对较大的三元乙丙橡胶与线性低密度聚乙烯复配，而后通过使线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶在挤出之前并在引发剂作用下部分或全部接枝硅烷偶联剂，进而缩小了聚合物之间的界面分界线，提升相容性，尤其是随着时间的推移，含有硅氧烷键的聚合物之间能够缓慢键合并形成交联网状分子，进一步提升在使用过程中的产品的质量，避免现有常用的护套材料长时间使用之后出现的开裂等现象，使得本发明护套料能够兼具获得优异的耐磨性、无卤阻燃性、耐高低温的能力以及优异的柔软性、机械性能等；
29.同时，本发明的配方采用的原料价格相对低廉且种类更少，易加工，而且还能减少甚至避免现有含有太多种类树脂复配而可能发生的界面分离现象(会严重降低机械力学性能、电气性能等)，降低了加工难度，而且提升了产品批次间的质量稳定均一性。
具体实施方式
30.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
31.下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。下述中，本领域中，双螺杆挤出机的各工段的温度值正常情况下可能存在波动，一般波动在
±
10摄氏度左右，优选控制在
±
5摄氏度左右，下述实施例中，各工段的温度值采用“约”进行限定，表示其可能存在上述本领域中合理的温度波动范围。
32.实施例1
33.本实施例提供一种电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料，该电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料的原料配方如下表1所示。
34.表1
[0035][0036][0037]
该电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料的制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，首先投入阻燃剂，后加入乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷，混合捏合；再依次投入三元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯和润滑剂，抗氧剂；最后在搅拌过程中投入引发剂和乙烯基三甲氧基硅烷的混合溶液，均匀捏合后投入密炼机中密炼，再经双螺杆挤出造粒而成；其中，所述密炼过程中，线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶在引发剂作用下部分或全部接枝乙烯基三甲氧基硅烷，所述密炼的温度为175
±
5℃，所述双螺杆挤出造粒的温度为：进料段约110
‑
130℃，熔融段：约130
‑
150℃，模头：约150
‑
160℃。
[0038]
实施例2
[0039]
本实施例提供一种电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料，该电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料的原料配方如下表2所示。
[0040]
表2
[0041][0042][0043]
制备方法同实施例1。
[0044]
实施例3
[0045]
本实施例提供一种电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料，该电梯扁电缆用抗弯折无卤阻燃护套料的原料配方如下表3所示。
[0046]
表3
[0047][0048]
制备方法同实施例1。
[0049]
对比例1
[0050]
基本同实施例1，其区别仅在于：配方原料中不加引发剂。
[0051]
对比例2
[0052]
基本同实施例1，其区别仅在于：三元乙丙橡胶不充油且门尼粘度为30nm。
[0053]
性能测试
[0054]
将上述实施例1
‑
3以及对比例1
‑
2所制备的护套料进行如下一些性能测试，具体结果参见表4所示。
[0055]
表4
[0056][0057]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0058]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。