硅酮母料(硅酮母粒)在电缆料中的应用说明

含有超高分子量硅酮以聚烯烃或矿物粉作载体的母料(粒状或干粉状)作为加工助剂,国内最早是在十几年前从美国道康宁公司引入,先作为润滑剂或流变改性剂使用,当发现其能与金属水合物协同,作为阻燃增效剂使用后,用量陡然增长,国内的生产厂家也如同雨后春笋般不断涌现。

商用的硅酮母料技术参数应包含如下内容:

(1)硅酮含量:应明确注明。用作阻燃增效剂时,含量在40~80%之间

而用作流变改性剂时,含量在5~50%之间

(2)载体:应考虑与硅酮或用户主配方基材的相容性,注明载体的聚合物名称、熔融指数,以便用户在设计配方时参考。如果以无机矿物粉作为载体,则应注明粉末名称。无机粉末的白度和细度对客户至关重要,应尽可能选用白净、微米级的粉末制作。

一.无卤阻燃增效剂

近年来,我国的阻燃电缆无卤化发展十分迅猛据统计每年以20~50%的速度递增,我国在线缆行业就用掉了近10万吨的无卤阻燃电缆料。这些料绝大部分采用金属水合物[Al(OH)3或Mg(OH)2]作阻燃剂,而且在配方中的添加量都在60%以上。即便如此无卤阻燃料仍然存在阻燃效果差特别是氧指数低,自熄性差的问题。试验表明:适量加入硅酮对氧指数的提高十分明显,尤其是与Mg(OH)2体系协同。

试验还表明,用氧指数大于36的无卤阻燃料,就可使绝大部分外径大于3mm的电线电缆通过单根垂直燃烧试验,其原因就在于配方中有硅酮的加入,使电线燃烧时,热释放速度降低,同时在燃烧表面形成一层二氧化硅的覆盖膜,隔绝了新鲜空气的进入所致。

与同样作为阻燃增效剂使用的红磷相比,硅酮无色、无味、低烟,而红磷颜色紫红,燃烧时会产生大量烟雾和难闻的气味,所以长久以来难以在无卤电缆料中推广使用。

作为阻燃增效剂使用的硅酮另一个优点是有内外润滑作用,而其最大的美中不足是“不延燃性”差,相信会在不久的将来得到解决。

二.润滑剂或流变改性剂

2.1聚乙烯料

众所周知,在挤制聚乙烯绝缘或护套电线电缆时,会经常出现“鲨鱼皮”现象,尤其是在挤出线性低密度聚乙烯

LDPE

或超低密度聚乙烯(ULDPE或POE)时。挤出交联聚乙烯料(无论是过氧化物交联还是硅烷交联),也会时而发生“鲨鱼皮”现象,其原因是因为材料配方中的润滑体系考虑欠周。目前国际通行的做法是在配方中加入微量的含氟聚合物,但成本较高,应用有限。

在聚乙烯料或交联聚乙烯料中加入微量的超高分子量硅酮即可有效防止“鲨鱼皮”的产生,借助其润滑作用还能有效降低挤出扭矩,以免拖动电机因过载而停机。

作为润滑剂使用的硅酮由于加入量极少,所以要使硅酮在加工过程中起作用,必须使硅酮在材料中均匀分布。由于硅酮在化学上呈惰性,所以不会与配方中的组分其化学作用。

2.2无卤阻燃料

由于此类材料中含有大量的阻燃剂,使做出的材料粘度极高,流动性极差;粘度高,使挤出时,电机难以拖动,流动性差使挤出时出胶量小。因此线缆厂在挤制无卤线缆时,其效率仅为聚氯乙烯的1/2~1/3。而在无卤料的配方中适当加入一定量的硅酮,提高材料的阻燃性能,还能明显改善挤出流动性和降低了材料的粘度。

将硅酮母粒加入到无卤料中,使其内外润滑性大为提高,而根据线缆生产厂的挤出经验,无卤料的挤出扭矩控制在40~55Nm之间,可被大多数厂家认可,而当挤出扭矩大于70Nm的料被认为“难挤”的料。

硅酮母料作为润滑剂的用量也是有限制的,从阻燃性能、润滑性能、成本、工艺等综合考虑,对于无卤阻燃电缆料,推荐每100份基础树脂添加6~10份为宜。

DP-80润滑型硅酮母料应用于PP、PE、PA、PC、POM、EVA、ABS、PBT、PPO、PPS、PVC、HIPS、EPDM等塑料加工。用于取代传统EBS、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡等加工润滑剂,与传统加工助剂相比,DP®80具有更高效的加工流动性、多功能性。

AST-50抗划伤耐磨型硅酮母粒应用各类高分子材料显著提高表面抗划伤性和耐磨性,降低表面摩擦系数改善加工性能等多功能助剂,也可用于各类塑料制品加工中作为高效润滑剂、脱模剂、表面耐磨剂、表面滑爽剂、表面感助剂。与传统的硅酮母粒不同的是具有长效性、永久性和高效性。在高分子材料中不会迁移、析出,对喷漆、印刷、电镀等无负面影响。

编辑于 2017-12-15