本發(fā)明涉及電子線材材料，具體為硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著電子設(shè)備和電纜行業(yè)的快速發(fā)展，電子線料的性能要求不斷提高。現(xiàn)有市場(chǎng)中的電纜材料普遍采用鹵化阻燃劑體系。這類材料雖然具有較高的阻燃效率，但在燃燒過程中會(huì)釋放大量有毒氣體和濃煙，嚴(yán)重危害人體健康并污染環(huán)境。為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，無鹵低煙阻燃材料逐漸成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有無鹵阻燃材料的技術(shù)水平仍存在明顯局限。

2、現(xiàn)有無鹵阻燃聚烯烴材料多以鎂鋁氫氧化物為主阻燃劑。這種材料通過分解吸熱起到抑制燃燒的作用，但由于其單一的阻燃機(jī)理，在實(shí)際應(yīng)用中難以同時(shí)滿足高效阻燃與低煙環(huán)保的需求。此外，其阻燃效率在高溫下快速衰減，尤其是對(duì)于需要達(dá)到vw-1等級(jí)的阻燃要求，性能往往難以滿足。這一缺陷限制了無鹵阻燃材料在高安全性和高可靠性領(lǐng)域的應(yīng)用。

3、另一方面，現(xiàn)有阻燃聚烯烴材料在耐熱性能方面也存在不足。鎂鋁氫氧化物等傳統(tǒng)阻燃劑在高溫條件下的穩(wěn)定性較差，容易導(dǎo)致材料的機(jī)械性能下降和老化速率加快。雖然有研究嘗試引入硼酸鋅作為輔助阻燃劑，但由于其比例設(shè)計(jì)不合理（如過高或過低），阻燃體系中缺乏有效協(xié)同作用，導(dǎo)致材料的熱老化性能未能顯著提升。因此，如何合理優(yōu)化阻燃體系的組分配比，使材料在滿足高阻燃性的同時(shí)，兼具優(yōu)良的耐熱性能，是目前技術(shù)中的一大難點(diǎn)。

4、此外，隨著現(xiàn)代電子設(shè)備的集成化和復(fù)雜化，對(duì)電纜材料的電磁屏蔽性能提出了更高要求。然而，現(xiàn)有無鹵阻燃材料大多缺乏導(dǎo)電功能，難以有效抑制電磁干擾。這種技術(shù)缺陷直接影響了材料在高頻信號(hào)傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用。而傳統(tǒng)的屏蔽材料（如金屬屏蔽層）雖然具有良好的電磁屏蔽性能，但會(huì)顯著增加材料重量，不適用于輕量化要求高的設(shè)備。

5、現(xiàn)有技術(shù)還存在加工性能方面的問題。傳統(tǒng)成炭劑（如三聚氰胺）在加工過程中易分解并釋放氣體，導(dǎo)致材料流動(dòng)性差、成型質(zhì)量低，片材表面容易出現(xiàn)氣泡和缺陷。此外，低流動(dòng)性還會(huì)限制復(fù)雜形狀電纜的加工能力，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能的一致性。因此，如何選擇合適的成炭劑以改善材料的加工流動(dòng)性和表面質(zhì)量，是提升無鹵阻燃材料加工性能的關(guān)鍵。

6、因此，本發(fā)明提出硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應(yīng)用，來解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有無鹵低煙阻燃聚烯烴材料在阻燃性、耐熱性、電磁屏蔽性能以及加工性能上的不足。通過高效阻燃、低煙環(huán)保、耐高溫、易加工并兼具電磁屏蔽性能的硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料，滿足現(xiàn)代電子設(shè)備和電纜對(duì)材料性能的綜合需求。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料，包括以下成分的組成：

3、乙烯-醋酸乙烯共聚物基體60%-70%；

4、硅烷交聯(lián)劑1.5%-2.5%；

5、阻燃體系15%-20%；

6、成炭劑5%-8%；

7、抗氧劑0.2%-0.5%；

8、潤(rùn)滑劑0.3%-0.7%。

9、乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva）作為基體材料，具有優(yōu)異的柔韌性和加工性能，同時(shí)能為阻燃添加劑提供均勻分散的基礎(chǔ)。硅烷交聯(lián)劑通過交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯著提高材料的耐熱性和機(jī)械性能。阻燃體系和成炭劑通過協(xié)同作用，在燃燒時(shí)迅速形成隔氧層和炭化保護(hù)層，減少可燃?xì)怏w的釋放?？寡鮿┖蜐?rùn)滑劑則分別延長(zhǎng)材料的使用壽命并提高加工流動(dòng)性，使其具備綜合優(yōu)勢(shì)。

10、優(yōu)選的，所述硅烷交聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

11、乙烯基三甲氧基硅烷因其優(yōu)異的反應(yīng)活性，與eva基體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，生成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。該交聯(lián)網(wǎng)不僅賦予材料良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，還顯著提高了耐化學(xué)腐蝕性能。這種硅烷交聯(lián)過程的控制性強(qiáng)，能夠在低濃度下實(shí)現(xiàn)高效反應(yīng)，避免了材料性能的劣化。

12、優(yōu)選的，所述阻燃體系為由鎂鋁氫氧化物、硼酸鋅和磷酸鹽復(fù)配而成，其中硼酸鋅占阻燃體系的25%-35%，鎂鋁氫氧化物和磷酸鹽按質(zhì)量比6:4至8:2混合。

13、阻燃體系的復(fù)配設(shè)計(jì)基于三種阻燃劑的協(xié)同作用。鎂鋁氫氧化物通過分解吸熱，降低材料表面溫度，同時(shí)釋放水蒸氣稀釋可燃?xì)怏w；硼酸鋅在燃燒過程中生成氧化鋅保護(hù)層，有效隔絕氧氣；磷酸鹽促進(jìn)基體碳化，形成致密的炭層。三者比例的優(yōu)化確保了材料在不同燃燒階段均具有穩(wěn)定的阻燃效果，既能提高vw-1等級(jí)阻燃性，又兼顧高溫長(zhǎng)期使用需求。

14、優(yōu)選的，所述成炭劑為磷酸三異丙基苯酯。

15、磷酸三異丙基苯酯作為成炭劑，其分解過程中釋放磷酸，顯著提高了材料的成炭能力。生成的炭化層具有高度致密性，能夠有效阻擋熱量傳導(dǎo)和氧氣滲透。此外，該成炭劑在燃燒初期即可發(fā)揮作用，與阻燃體系協(xié)同形成多重保護(hù)機(jī)制，降低煙霧和毒氣的釋放量，同時(shí)增強(qiáng)材料的阻燃持久性。

16、優(yōu)選的，所述抗氧劑為1,3,5-三甲基-2,4,6-(叔丁基)-均三嗪。

17、該抗氧劑通過捕捉自由基抑制熱氧降解，防止材料在加工和使用過程中發(fā)生性能劣化。其分子結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定三嗪環(huán)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在高溫條件下依然能夠保持抗氧化活性，從而延長(zhǎng)材料的耐久性，特別是在長(zhǎng)期高溫環(huán)境下表現(xiàn)尤為顯著。

18、優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣。

19、硬脂酸鈣是一種高效內(nèi)潤(rùn)滑劑，能夠降低材料在熔融加工過程中的摩擦力，改善流動(dòng)性并減少模具磨損。此外，其穩(wěn)定的化學(xué)特性避免了潤(rùn)滑劑與其他組分發(fā)生不良反應(yīng)，確保了最終材料的機(jī)械性能和加工成型質(zhì)量。

20、優(yōu)選的，所述電子線料還包括導(dǎo)電碳黑，導(dǎo)電碳黑的添加量為總重量的2%。

21、導(dǎo)電碳黑以其獨(dú)特的納米級(jí)結(jié)構(gòu)，在材料中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)不僅能夠有效屏蔽電磁波，還在一定程度上提高了材料的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。2%的添加量經(jīng)過優(yōu)化，既保證了屏蔽效能，又避免了過高濃度導(dǎo)致的流動(dòng)性下降問題。

22、硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料的制備方法，包括以下步驟：

23、（1）將乙烯-醋酸乙烯共聚物基體、硅烷交聯(lián)劑、阻燃體系、成炭劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑按質(zhì)量比進(jìn)行稱量；

24、（2）將上述成分通過高速混合機(jī)進(jìn)行均勻混合，確保各組分充分分散，混合時(shí)間為10至15分鐘；

25、（3）將混合后的物料在適宜的溫度范圍內(nèi)，通過熔融擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒；

26、（4）將造粒后的材料通過硅烷水解引發(fā)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，水解引發(fā)劑為含有水解基團(tuán)的有機(jī)化合物，反應(yīng)時(shí)間為10至15分鐘，反應(yīng)溫度為140℃至160℃，使材料形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

27、優(yōu)選的，所述混合物料的熔融擠出溫度范圍為150℃至200℃，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為20-30rpm進(jìn)行操作，確保物料均勻混合，擠出后得到均勻顆粒。

28、混合均勻：將eva基體、硅烷交聯(lián)劑、阻燃體系、成炭劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑按比例稱量，使用高速混合機(jī)進(jìn)行充分混合，確保各成分均勻分布。

29、熔融擠出：將混合物料在150℃至200℃的溫度下進(jìn)行熔融擠出。此時(shí)，物料應(yīng)通過20-30rpm的擠出機(jī)進(jìn)行操作，確保物料在擠出過程中均勻混合。

30、交聯(lián)反應(yīng)：擠出后的物料通過硅烷水解引發(fā)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在140℃至160℃，反應(yīng)時(shí)間為10至15分鐘。該反應(yīng)使得交聯(lián)劑與eva基體反應(yīng)，形成強(qiáng)力的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

31、混合均勻步驟保證了各組分之間的充分接觸，為后續(xù)的交聯(lián)反應(yīng)提供了條件。熔融擠出工藝不僅保證了材料的均勻性，還通過適當(dāng)?shù)臏囟群娃D(zhuǎn)速避免了熱降解，并為交聯(lián)反應(yīng)創(chuàng)造了最佳條件。交聯(lián)反應(yīng)階段通過水解引發(fā)劑的作用，硅烷交聯(lián)劑與eva基體的官能團(tuán)反應(yīng)，形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而顯著提高了材料的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度。

32、優(yōu)選的，硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料的應(yīng)用，所述電子線料適用于高溫環(huán)境下工作，并滿足vw-1阻燃性能標(biāo)準(zhǔn)。

33、材料在125℃高溫下能夠穩(wěn)定工作，得益于硅烷交聯(lián)和阻燃體系的協(xié)同作用。vw-1阻燃性能的達(dá)成則依賴于阻燃體系和成炭劑的分解效應(yīng)，這種設(shè)計(jì)顯著提升了材料在火災(zāi)條件下的安全性。

34、本發(fā)明提供了硅烷交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應(yīng)用。具備以下有益效果：

35、1、本發(fā)明采用硼酸鋅、鎂鋁氫氧化物和磷酸鹽復(fù)配的阻燃體系，達(dá)到了vw-1阻燃等級(jí)和低煙無毒的技術(shù)效果。相較于現(xiàn)有技術(shù)中單一使用鎂鋁氫氧化物導(dǎo)致阻燃效率低、煙霧量大的技術(shù)方案，解決了阻燃性能不足和環(huán)保性差的問題，顯著提升了材料在高安全性應(yīng)用場(chǎng)景中的適用性。

36、?2、本發(fā)明通過優(yōu)化硼酸鋅的比例至25%-35%，增強(qiáng)了阻燃體系在高溫下的穩(wěn)定性，達(dá)到了更好的抗氧化和熱老化性能。相比于現(xiàn)有技術(shù)中硼酸鋅含量偏低無法形成有效保護(hù)層的不足，克服了高溫環(huán)境下材料快速老化的問題，使其在125℃高溫條件下的使用壽命大幅延長(zhǎng)。

37、?3、本發(fā)明創(chuàng)新性地引入了2%的導(dǎo)電碳黑，賦予材料優(yōu)異的電磁屏蔽效能，達(dá)到了高頻信號(hào)傳輸中的電磁干擾抑制效果。相較于傳統(tǒng)無導(dǎo)電組分的電子線料，解決了在復(fù)雜電磁環(huán)境中屏蔽性能差的短板，同時(shí)拓展了材料的多功能應(yīng)用，滿足了現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)高性能材料的需求。

38、?4、本發(fā)明采用磷酸三異丙基苯酯作為成炭劑，不僅提高了阻燃材料的熔體流動(dòng)性，還改善了加工過程中的穩(wěn)定性，達(dá)到了更優(yōu)的成型性能。相較于使用傳統(tǒng)三聚氰胺成炭劑導(dǎo)致的流動(dòng)性差和氣泡多的問題，徹底解決了生產(chǎn)中的工藝缺陷，提升了產(chǎn)品表面質(zhì)量和機(jī)械性能的整體表現(xiàn)。