本發(fā)明涉及耐寒電纜，具體地，涉及一種耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套、其制備方法和電纜。

背景技術(shù)：

1、電線電纜是用以傳輸電能、信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。廣義的電線電纜亦簡(jiǎn)稱為電纜，狹義的電纜是指絕緣電纜，它可定義為：由下列部分組成的集合體：一根或多根絕緣線芯，以及它們各自可能具有的包覆層，總保護(hù)層及外護(hù)層，電纜亦可有附加的沒(méi)有絕緣的導(dǎo)體。

2、由于部分電線電纜長(zhǎng)期需要放置在戶外使用，所以避免不了受到嚴(yán)寒的干擾，現(xiàn)有的電線電纜在使用的過(guò)程中，存在著一個(gè)很大的問(wèn)題就是電線電纜抗寒性較差，當(dāng)長(zhǎng)期在極低的溫度下使用時(shí)，電線電纜的外表皮容易損壞，從而造成線路損壞，造成經(jīng)濟(jì)損失。

3、俄羅斯因地理環(huán)境導(dǎo)致的極寒環(huán)境線纜市場(chǎng)對(duì)我方開放，但國(guó)內(nèi)缺乏類似極寒工況，普遍缺少相應(yīng)產(chǎn)品及技術(shù)儲(chǔ)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)為改善國(guó)內(nèi)缺少極寒工況下相應(yīng)線纜產(chǎn)品的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套、其制備方法和在極寒地區(qū)用耐寒-52℃低煙無(wú)鹵阻燃a類電纜中的制備應(yīng)用。在護(hù)套中添加磷酸基團(tuán)功能化的聚乙烯，低溫和阻燃性能均有較大提升。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，該護(hù)套按質(zhì)量份計(jì)包括如下原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物4～16份、磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯7～13份、乙烯-辛稀共聚物9～15份、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物5～10份、氫氧化鎂10～15份、氫氧化鋁40～50份、成炭劑(如高嶺土、海泡石)2～5份、潤(rùn)滑劑(如芥酸酰胺)1～2份、抗氧劑(如抗氧劑1010、抗氧劑1024)0.1～0.2份、著色劑(如炭黑色母)2～3份、偶聯(lián)劑(如道康寧11-100)1～2份；

3、其中，所述磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯的制備方法為：在預(yù)冷的乙烯單體中加入催化劑，反應(yīng)后加入乙烯基磷酸酯和引發(fā)劑，在溫度為65～75℃、壓力為15～35mpa條件下反應(yīng)1～2小時(shí)終止反應(yīng)，即得。

4、本發(fā)明中，磷酸基團(tuán)功能化的聚乙烯相較于未功能化的聚乙烯，低溫和阻燃性能均有較大提升，可提升配方整體阻燃和低溫性能。磷酸基團(tuán)功能化聚乙烯的引入，可以降低護(hù)套料中分體顆粒阻燃劑的添加量，在最終阻燃效果與原來(lái)差不多的情況下，因粉體阻燃劑降添加量降低，使得電纜料整體低溫性能得到提升。

5、磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯的制備過(guò)程中通過(guò)在聚乙烯單體聚合過(guò)程中引入磷酸基團(tuán)，能提高磷酸基團(tuán)含量，可在增強(qiáng)阻燃的基礎(chǔ)上大幅度改善線纜護(hù)套的低溫脆性。

6、優(yōu)選地，所述催化劑為乙烯基三氯化鈦、甲基鋁氧烷或乙烯基四氯化鉿；和/或

7、所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲?；蜻^(guò)氧化二異丙苯。

8、優(yōu)選地，所述乙烯單體、催化劑、乙烯基磷酸酯、引發(fā)劑的摩爾比為1000：(1～1.1)：(12～15)：(3～5)。

9、優(yōu)選地，在終止反應(yīng)后，將產(chǎn)物過(guò)濾分離，去除未反應(yīng)的單體和催化劑殘余，然后進(jìn)行純化、穩(wěn)定處理得到所述磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯。具體地，將聚合物溶解在如甲苯，進(jìn)行進(jìn)一步的純化。通過(guò)沉淀、過(guò)濾等方法去除不溶性雜質(zhì)。加入穩(wěn)定劑bht(2,6-二叔丁基對(duì)甲酚)，防止聚合物氧化降解。干燥處理，得到純凈的磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯。

10、優(yōu)選地，所述馬來(lái)酸酐接枝乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的接枝率為3～5％。其甲基丙烯酸甲酯共聚物作為基體可保障整體的低溫性能，且馬來(lái)酸酐的接枝率處于本范圍內(nèi)可在保障整體電纜料低溫性能的前提下，對(duì)力學(xué)性能的影響降至最低。

11、優(yōu)選地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量為9～12％。

12、優(yōu)選地，所述乙烯-辛稀共聚物的斷裂伸長(zhǎng)率≥800％。其本身具有優(yōu)異的低溫性能且高伸長(zhǎng)率可彌補(bǔ)磷酸功能化聚乙稀斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)較低的缺陷。

13、優(yōu)選地，所述氫氧化鋁的純度≥99％，粒徑d50≤1微米，其低粒徑在保障阻燃性能的前提下，進(jìn)一步提升整體的低溫性能。

14、所述氫氧化鎂經(jīng)由磷酸酯進(jìn)行表面改性且平均粒徑≤1微米，在保障低溫性能的前提下，阻燃性能進(jìn)一步提升。氫氧化鎂的改性方法為：磷酸酯與鎂離子絡(luò)合反應(yīng)形成磷酸鹽沉積包覆氫氧化鎂。

15、本發(fā)明第二方面提供上述耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套的制備方法，該制備方法包括如下步驟：50～60℃環(huán)境下將原料在10～12hz下混合2～3min，45～55hz混合5～8min，然后將混合物于密煉機(jī)中密煉20～25min，將密煉產(chǎn)物置于螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，上階料筒溫度范圍120～130℃，下階料筒溫度范圍135～150℃，將雙螺桿產(chǎn)物置于單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，料筒溫度為130～145℃，造粒包裝。

16、本發(fā)明第三方面提供包括上述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套的極寒地區(qū)用耐寒-52℃低煙無(wú)鹵阻燃a類電纜。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，該電纜由導(dǎo)體、交聯(lián)聚乙烯絕緣、彈性體填充條、耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套組成，所述彈性體填充條為聚甲基丙烯酸甲酯擠出而成，彈性體填充條可在低溫下為電纜提供充足的回彈空間，而護(hù)套中則通過(guò)引入原位聚合法制備的磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯，保障在阻燃性能的基礎(chǔ)上，獲得更加突出的低溫性能，保證了線纜可適應(yīng)極寒地區(qū)的使用環(huán)境。

17、通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以下有益效果：

18、本發(fā)明采用的磷酸基團(tuán)功能化的聚乙烯相較于未功能化的聚乙烯，低溫和阻燃性能均有較大提升，可提升配方整體阻燃和低溫性能。磷酸基團(tuán)功能化聚乙烯的引入，可以降低護(hù)套料中分體顆粒阻燃劑的添加量，在最終阻燃效果與原來(lái)差不多的情況下，因粉體阻燃劑降添加量降低，使得電纜料整體低溫性能得到提升。采用本發(fā)明的方法磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯的制備過(guò)程中通過(guò)在聚乙烯單體聚合過(guò)程中引入磷酸基團(tuán)，能提高磷酸基團(tuán)含量，可在增強(qiáng)阻燃的基礎(chǔ)上大幅度改善線纜護(hù)套的低溫脆性。

技術(shù)特征：

1.一種耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物4～16份、磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯7～13份、乙烯-辛稀共聚物9～15份、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物5～10份、氫氧化鎂10～15份、氫氧化鋁40～50份、成炭劑2～5份、潤(rùn)滑劑1～2份、抗氧劑0.1～0.2份、著色劑2～3份、偶聯(lián)劑1～2份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，所述催化劑為乙烯基三氯化鈦、甲基鋁氧烷或乙烯基四氯化鉿；和/或

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，所述乙烯單體、催化劑、乙烯基磷酸酯、引發(fā)劑的摩爾比為1000：(1～1.1)：(12～15)：(3～5)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，在終止反應(yīng)后，將產(chǎn)物過(guò)濾分離，去除未反應(yīng)的單體和催化劑殘余，然后進(jìn)行純化、穩(wěn)定處理得到所述磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，所述馬來(lái)酸酐接枝乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的接枝率為3～5％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量為9～12％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，所述乙烯-辛稀共聚物的斷裂伸長(zhǎng)率≥800％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套，其特征在于，所述氫氧化鋁的純度≥99％，粒徑d50≤1微米；和/或

9.權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：50～60℃環(huán)境下將原料在10～12hz下混合2～3min，45～55hz下混合5～8min，然后將混合物于密煉機(jī)中密煉20～25min，將密煉產(chǎn)物置于螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，上階料筒溫度范圍120～130℃，下階料筒溫度范圍135～150℃，將雙螺桿產(chǎn)物置于單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，料筒溫度為130～145℃，造粒包裝。

10.一種耐極寒地區(qū)用耐寒-52℃低煙無(wú)鹵阻燃a類電纜，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耐極寒低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套、其制備方法和電纜，該護(hù)套按質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：乙烯?醋酸乙烯共聚物4～16份、磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯7～13份、乙烯?辛稀共聚物9～15份、馬來(lái)酸酐接枝乙烯?甲基丙烯酸甲酯共聚物5～10份、氫氧化鎂10～15份、氫氧化鋁40～50份等；其中，所述磷酸基團(tuán)功能化線性低密度聚乙烯的制備方法為：在預(yù)冷的乙烯單體中加入催化劑，反應(yīng)后加入乙烯基磷酸酯和引發(fā)劑，在溫度為65～75℃、壓力為15～35Mpa條件下反應(yīng)1～2小時(shí)終止反應(yīng)，即得。本發(fā)明采用的磷酸基團(tuán)功能化的聚乙烯相較于未功能化的聚乙烯，低溫和阻燃性能均有較大提升，可提升配方整體阻燃和低溫性能。

技術(shù)研發(fā)人員：陳大勇,石慶鐸,趙暢,李昆鵬,楊建,楊培文,周長(zhǎng)健,李想,張若愚,馮名星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21