耐高温型HDPE无卤阻燃电缆料的研究.doc

耐高温型HDPE无卤阻燃电缆料的研究摘要：本文使用高密度的聚乙烯（HDPE）、乙烯-醋酸乙 烯共聚物（EVA）、以及耐高温弹性体、无卤阻燃剂进行复配, 形成一种耐高温型HDPE无卤阻燃电缆料并针对该种耐高温 型HDPE无卤阻燃体系进行研究和讨论该体系具有很好的阻 燃性，其氧指数超过30%同时，通过氧化物交联之后，该体 系的耐高温能力也有了很好的提升，能于1509以下保持结构 稳定针对以上特性，本文分析并探讨了共混体系的阻燃效果、 电性能、力学性能和高温耐受度的影响因素结果发现：注入 阻燃剂的能有效减少共混体系的机械性能，也能有效减少其体 积电阻率，使得其阻燃效果和热老化性有明显提升，而能承受 高温的树脂添加和交联能提升体系的阻燃效果，强化其热老化 性能关键词：阻燃；交联；耐高温；电缆料HDPE以其价格便宜、力学性能出众、电绝缘性较佳等优 势，在电线电缆的绝缘中被广泛使用不过它易于燃烧，且不 能在高于9（rc的环境下长期使用，导致其在部分环境下不能 使用，故而人们采取了多种方式提升其耐高温性能，曾试过接 枝、注入高性能要换机等来共混改性一、实验步骤（一） 实验原材料高密度聚乙烯；EVA-1, EVA-2,进口；阻燃剂 Al （0H） 3, lurn；耐高温弹性体母粒；过氧化二异丙苯、抗氧剂等，市均有售。

二） 实验设备和仪器电子天平、密炼机、微控电子材料试验机、平板硫化机、 恒温鼓风干燥箱、高阻测试仪、氧指数仪、热重分析仪三） 制备共混体系按照设定配方，先把高密度聚乙烯、耐高温母粒、乙烯- 醋酸乙烯共聚物（EVA）和抗氧剂置于密炼机中，设置温度为 140C,每分钟60转，实施熔融共混5分钟，使得其和共混物 融为一体最后把混有少量过氧化二异丙苯的二甲酮加入到共 混体系当中，迅速取料以避免共混料在密炼机中出现的交联把可交联胚料置于平板硫化机中加以硫化，保持模具 15MPa压力和18CTC两个条件，进行十分钟的硫化和五分钟的 冷压就能获得厚度在3mm 下的交联聚烯痊薄片，然后就可 以做成各种尺寸的试样来测定性能1) 性能检测1.拉伸性能依据GB/T1040-1992对哑铃状试样样品的断裂伸长率e以 及抗拉强度o进行测试拉伸速率设置在每分钟100mm2 •恒温鼓风干燥箱老化将恒温鼓风干燥箱设置158C,老化168h,在依据GB/T1040-1992对样品率e以及o进行测试计算保留率KK 二 A/QX100% (1)其中A是老化处理后的拉伸强度，Q为老化前的拉伸强度3.氧指数依据GB/T2406-1993对样本L0I进行测定。

4.体积电阻率依据GB/T1410-1989对平行试样中电流方向的电位梯度和 电流密度J之比进行测定二、结果和讨论(%1) 基本配方的选择一般情况下，通常使用添加Al (0H) 3, Mg (OH) 2等无 机粉体替代有机阻燃剂，实现无卤阻燃的目的但是，非极性 的HDPE与表面强极性的Al (0H) 3, Mg (OH) 2相容性很差 所以，本实验采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)来作为基料 实验配方如表1所示通过加工温度变化可以看出，由于EVA-2改善了 HDPE与 Al (0H) 3的共混效果，加工性能明显好转注：交联前为配方的共混体系；交联后为过氧化物DCP加 入0.5%的交联体系1) 力学性能的影响因素在表1所示力学性能测试中发现，高密度聚乙烯/耐高温 母粒/ Al (0H) 3三元共混体系的相容性较差，力学性能严重 下降交联后尽管拉伸强度显著增加，不过断裂伸长率却严重 下降，所以应加入相容剂1) 阻燃性能的影响因素电缆使用的高分子材料都属于可燃类，氧指数基本小于20%所以，一般工业上都通过加入阻燃剂的方式来达到阻燃 的目的在调整Al (OH) 3用量后发现，没有阻燃剂的高密度 聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混体系的氧指数仅有 18. 1%,易于在空气中燃烧，但在Al (OH) 3的添加量为20份 时，氧指数就升至22. 7% (一般氧指数大于27%的可看做是阻 燃性材料)，所以无卤阻燃剂有着较小的阻燃效率。

共混体系 中混入10份耐高温母粒后，氧指数有了显著改善，Al (OH) 3 添加量为20份，氧指数将为32. 4%,表明耐高温母粒和阻燃 剂能够起到协同效果同时，编号B, C的各项氧指数没有明显差异可以看出, 交联与否对阻燃性几乎没有影响1) 耐高温性能的影响因素耐高温性能是电缆料的一项重要评价指标，一般通过高于 玻璃化转变温度的烘箱老化试验测得如表1的实验结果所示, 在158C, 168h的老化试验后，交联后样片拉伸强度和断裂伸 长率的保留率＞70%,说明该样品的耐温等级达到1501究其原因，配方中抗氧体系具有很好的热稳定性，经过交 联后，抗氧体系没有遭到破坏，在老化之后，各项力学性能仍 有较高的保留率1) 该配方体系对电性能的影响下图展示了 Al (0H) 3使用量对共混体系交联前后pv的 影响下图中可得知，伴随着Al (0H) 3使用量的增多，共混 体系Pv有下降趋势这是因为阻燃剂是表面形态差异较大且 表面具有强极性的无规状粉末，同时高温热处理也无法完全去 除水分以及其他的极性杂质，这些极性基团都会在高温状态下 导致其他离子杂质离解三、结论一，在HDPE/耐高温母粒的基料配方体系中，乙烯-醋酸 乙烯共聚物(EVA)能够提升其力学性能和加工性能。

二，耐高温母粒-Al (0H) 3阻燃体系能够起到协同效果, 使配方体系的阻燃性能显著提升三，该抗氧剂体系有很好的热稳定性，使该配方体系满足i5(rc耐温等级四，Al (OH) 3能混体系的体积电阻率pv下降，交联后 则略有提升。