本發明涉及電子線材材料，具體為硅烷交聯無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應用。

背景技術：

1、隨著電子設備和電纜行業的快速發展，電子線料的性能要求不斷提高。現有市場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，但在燃燒過程中會釋放大量有毒氣體和濃煙，嚴重危害人體健康并污染環境。為滿足日益嚴格的環保要求，無鹵低煙阻燃材料逐漸成為研究和開發的熱點。然而，現有無鹵阻燃材料的技術水平仍存在明顯局限。

2、現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理，在實際應用中難以同時滿足高效阻燃與低煙環保的需求。此外，其阻燃效率在高溫下快速衰減，尤其是對于需要達到vw-1等級的阻燃要求，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域的應用。

3、另一方面，現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阻燃劑在高溫條件下的穩定性較差，容易導致材料的機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，但由于其比例設計不合理（如過高或過低），阻燃體系中缺乏有效協同作用，導致材料的熱老化性能未能顯著提升。因此，如何合理優化阻燃體系的組分配比，使材料在滿足高阻燃性的同時，兼具優良的耐熱性能，是目前技術中的一大難點。

4、此外，隨著現代電子設備的集成化和復雜化，對電纜材料的電磁屏蔽性能提出了更高要求。然而，現有無鹵阻燃材料大多缺乏導電功能，難以有效抑制電磁干擾。這種技術缺陷直接影響了材料在高頻信號傳輸領域的應用。而傳統的屏蔽材料（如金屬屏蔽層）雖然具有良好的電磁屏蔽性能，但會顯著增加材料重量，不適用于輕量化要求高的設備。

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

6、因此，本發明提出硅烷交聯無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應用，來解決現有技術的不足。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了硅烷交聯無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料、制備方法及應用，旨在解決現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、低煙環保、耐高溫、易加工并兼具電磁屏蔽性能的硅烷交聯無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料，滿足現代電子設備和電纜對材料性能的綜合需求。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：硅烷交聯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，具有優異的柔韌性和加工性能，同時能為阻燃添加劑提供均勻分散的基礎。硅烷交聯劑通過交聯反應形成網狀結構，顯著提高材料的耐熱性和機械性能。阻燃體系和成炭劑通過協同作用，在燃燒時迅速形成隔氧層和炭化保護層，減少可燃氣體的釋放。抗氧劑和潤滑劑則分別延長材料的使用壽命并提高加工流動性，使其具備綜合優勢。

10、優選的，所述硅烷交聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

11、乙烯基三甲氧基硅烷因其優異的反應活性，與eva基體發生化學交聯，生成具有三維網狀結構的聚合物。該交聯網不僅賦予材料良好的熱穩定性和機械強度，還顯著提高了耐化學腐蝕性能。這種硅烷交聯過程的控制性強，能夠在低濃度下實現高效反應，避免了材料性能的劣化。

12、優選的，所述阻燃體系為由鎂鋁氫氧化物、硼酸鋅和磷酸鹽復配而成，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量比6:4至8:2混合。

13、阻燃體系的復配設計基于三種阻燃劑的協同作用。鎂鋁氫氧化物通過分解吸熱，降低材料表面溫度，同時釋放水蒸氣稀釋可燃氣體；硼酸鋅在燃燒過程中生成氧化鋅保護層，有效隔絕氧氣；磷酸鹽促進基體碳化，形成致密的炭層。三者比例的優化確保了材料在不同燃燒階段均具有穩定的阻燃效果，既能提高vw-1等級阻燃性，又兼顧高溫長期使用需求。

14、優選的，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和氧氣滲透。此外，該成炭劑在燃燒初期即可發揮作用，與阻燃體系協同形成多重保護機制，降低煙霧和毒氣的釋放量，同時增強材料的阻燃持久性。

16、優選的，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生性能劣化。其分子結構中的穩定三嗪環具有優異的熱穩定性，在高溫條件下依然能夠保持抗氧化活性，從而延長材料的耐久性，特別是在長期高溫環境下表現尤為顯著。

18、優選的，所述潤滑劑為硬脂酸鈣。

19、硬脂酸鈣是一種高效內潤滑劑，能夠降低材料在熔融加工過程中的摩擦力，改善流動性并減少模具磨損。此外，其穩定的化學特性避免了潤滑劑與其他組分發生不良反應，確保了最終材料的機械性能和加工成型質量。

20、優選的，所述電子線料還包括導電碳黑，導電碳黑的添加量為總重量的2%。

21、導電碳黑以其獨特的納米級結構，在材料中形成導電網絡。該網絡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械強度和熱穩定性。2%的添加量經過優化，既保證了屏蔽效能，又避免了過高濃度導致的流動性下降問題。

22、硅烷交聯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、硅烷交聯劑、阻燃體系、成炭劑、抗氧劑和潤滑劑按質量比進行稱量；

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

25、（3）將混合后的物料在適宜的溫度范圍內，通過熔融擠出機進行擠出造粒；

26、（4）將造粒后的材料通過硅烷水解引發劑進行交聯反應，水解引發劑為含有水解基團的有機化合物，反應時間為10至15分鐘，反應溫度為140℃至160℃，使材料形成交聯網狀結構。

27、優選的，所述混合物料的熔融擠出溫度范圍為150℃至200℃，擠出機的轉速為20-30rpm進行操作，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、硅烷交聯劑、阻燃體系、成炭劑、抗氧劑和潤滑劑按比例稱量，使用高速混合機進行充分混合，確保各成分均勻分布。

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

30、交聯反應：擠出后的物料通過硅烷水解引發劑進行交聯反應，反應溫度控制在140℃至160℃，反應時間為10至15分鐘。該反應使得交聯劑與eva基體反應，形成強力的三維網狀結構。

31、混合均勻步驟保證了各組分之間的充分接觸，為后續的交聯反應提供了條件。熔融擠出工藝不僅保證了材料的均勻性，還通過適當的溫度和轉速避免了熱降解，并為交聯反應創造了最佳條件。交聯反應階段通過水解引發劑的作用，硅烷交聯劑與eva基體的官能團反應，形成三維交聯結構，從而顯著提高了材料的耐熱性和機械強度。

32、優選的，硅烷交聯無鹵低煙阻燃聚烯烴電子線料的應用，所述電子線料適用于高溫環境下工作，并滿足vw-1阻燃性能標準。

33、材料在125℃高溫下能夠穩定工作，得益于硅烷交聯和阻燃體系的協同作用。vw-1阻燃性能的達成則依賴于阻燃體系和成炭劑的分解效應，這種設計顯著提升了材料在火災條件下的安全性。

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

35、1、本發明采用硼酸鋅、鎂鋁氫氧化物和磷酸鹽復配的阻燃體系，達到了vw-1阻燃等級和低煙無毒的技術效果。相較于現有技術中單一使用鎂鋁氫氧化物導致阻燃效率低、煙霧量大的技術方案，解決了阻燃性能不足和環保性差的問題，顯著提升了材料在高安全性應用場景中的適用性。

36、?2、本發明通過優化硼酸鋅的比例至25%-35%，增強了阻燃體系在高溫下的穩定性，達到了更好的抗氧化和熱老化性能。相比于現有技術中硼酸鋅含量偏低無法形成有效保護層的不足，克服了高溫環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。

37、?3、本發明創新性地引入了2%的導電碳黑，賦予材料優異的電磁屏蔽效能，達到了高頻信號傳輸中的電磁干擾抑制效果。相較于傳統無導電組分的電子線料，解決了在復雜電磁環境中屏蔽性能差的短板，同時拓展了材料的多功能應用，滿足了現代電子設備對高性能材料的需求。

38、?4、本發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性，還改善了加工過程中的穩定性，達到了更優的成型性能。相較于使用傳統三聚氰胺成炭劑導致的流動性差和氣泡多的問題，徹底解決了生產中的工藝缺陷，提升了產品表面質量和機械性能的整體表現。