CN101475724A - 高阻燃环保护套料及其制成的同轴电缆 - Google Patents

Abstract

一种高阻燃环保护套料，主要由下列重量份的物质制备而成：聚氯乙烯，100份；邻苯二甲酸二异壬酯，20－25份；乙酰柠檬酸三丁酯，15－20份；钙锌复合稳定剂，4－5份；环氧大豆油，2－3份；润滑剂，1－2份；三氧化二锑，8－10份；硼酸锌，10－15份；活性轻质碳酸钙，20－25份；十溴苯醚8－10份；非吸湿性炭黑，2份。本发明极大地提高了产品的阻燃性能抗吸湿性，实用性强，为环保型和阻燃型电缆的设计和开发奠定了原料基础；以高阻燃环保护套料为基础，成功地开发了集环保和高阻燃于一体的环保型CMR级阻燃同轴电缆，从技术上解决了传统建筑布线系统用同轴电缆存在的不足和难题，极大地提高了该产品的环保性能和阻燃性能，满足了建筑水平和垂直布线系统设计和应用上的苛刻要求，社会效益显著。

Description

高阻燃环保护套料及其制成的同轴电缆

(一)技术领域

本发明涉及电线电缆加工领域，具体地说，本发明是一种高阻燃环保护套料及其制成的同轴电缆。

(二)背景技术

为了区分和评定线缆的阻燃性能优劣，UL(美国保险商实验室-Underwrite rs Laboratories Incorporation)开发了核实电缆是否符合NEC标准的测试方法，耐火等级由高到低依次为增压级(CMP)、干线级(CMR)、商用级(CM)、通用级(CMG)、家居级(CMX)。

为了满足建筑布线系统中UL规定的电缆阻燃等级要求，国内同轴电缆厂商都加快了阻燃同轴电缆的研究和开发。而电缆的阻燃等级只有满足CMR级或更高等级才能用于垂直布线的防火要求。等级居于第二位的CMR级电缆具有完美的阻燃能力，广泛用于通风系统在物理上与布线系统分开的干线应用中。CMR级电缆必须经过密集火焰测试：UL1666-“通道中垂直安装的电缆火焰传播高度测试”。

目前国内，只有少数厂家可以生产CMR级电缆，且主要应用于民用电力电缆中。我公司通过调研、采样测试分析，国内CMR级电缆实际上是通不过UL1666标准中的燃烧要求的。由于国内厂家原料配方技术的落后和测试设备的缺乏，产品性能缺乏保证。

同时，这些阻燃同轴电缆由于设计和选用材料中广泛含有铅、锡、溴化物等成分，存在以下不足：

1)电缆使用过程中，会向周围环境析出或释放铅等重金属有害物质，污染周围环境。

2)电缆焚烧时产生大量有害气体，对环境和大气层产生危害。

3)发生火灾时候，毒气伤害较大，不利于人员疏散和救护。

2000年起，欧美国家发起“禁铅”运动，欧盟制定了欧盟电子电器ROHS指令(欧盟第2002/95/EC号指令)要求，从2006年7月1日起，在新投放市场的电子电器设备中禁止使用铅、汞、镉、六价铬、多溴二苯醚和多溴联苯等有害物质。对我国同轴电缆出口设置了技术门槛。中国政府也提出节能环保的技术发展政策方向和消防安全要求。

只实现电缆CMR级阻燃特性或只实现电缆环保特性，技术上不是特别困难。但同时开发具有完美阻燃能力和环保特性的环保型CMR级阻燃同轴电缆是目前同轴电缆技术发展的难题，国内在这方面的研究刚刚起步，还未见这方面的成果和文献报道。

环保型CMR级阻燃同轴电缆的技术难点之一是所用的聚氯乙烯电缆护套料的阻燃机理和效果，本发明人总结了以往单一阻燃机理失败的教训，综合运用了卤素与氧化锑的阻燃机理和成壳阻燃机理及阻燃增效机理，成功研制开发了一种低成本环保型高阻燃护套料，并用它设计制成一种用于建筑垂直布线系统中满足欧盟电子电器ROHS指令的环保型CMR级阻燃同轴电缆，取得了显著的效果。

(三)发明内容

本发明克服了上述缺点，提出了一种阻燃环保护套料，阻燃和环保性能优异，稳定性和抗吸湿性好，适用于建筑垂直布线系统中满足欧盟电子电器ROHS指令的环保型CMR级阻燃同轴电缆做护套用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高阻燃环保护套料，主要由下列重量份的物质制备而成：

聚氯乙烯                  100份

邻苯二甲酸二异壬酯        20—25份

乙酰柠檬酸三丁酯          15—20份

钙锌复合稳定剂            4—5份

环氧大豆油                2—3份

润滑剂                    1—2份

三氧化二锑                8—10份

硼酸锌                    10—15份

活性轻质碳酸钙            20—25份

十溴苯醚                  8—10份

非吸湿性炭黑              2份。

所述的润滑剂是硬脂酸。

进一步，所述的高阻燃环保护套料主要由下列重量份的物质制备而成：

聚氯乙烯                  100份

邻苯二甲酸二异壬酯        20份

乙酰柠檬酸三丁酯          15份

钙锌复合稳定剂            5份

环氧大豆油                3份

硬脂酸                    2份

三氧化二锑                10份

硼酸锌                    10份

活性轻质碳酸钙            25份

十溴苯醚                  8份

非吸湿性炭黑           2份。

一种同轴电缆，由内导体、绝缘层、外导体和上述的高阻燃环保护套料制成。

本发明所述的高阻燃环保护套料的制造工艺与现有普通的电缆护套料一样，只需将原材料混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，即可。

发明人推荐从下述方面来实现本发明所述护套料性能判断：

(1)优异的阻燃性能：

卤素元素本身就具有良好的阻燃性能，而三氧化二锑的加入与卤素元素氯和溴等，具有更佳的阻燃协同效果。三氧化二锑是火焰的抑制剂，捕捉火焰中的H·和HO·等自由基，三氧化二锑蒸气可较长时间停留在燃烧区，稀释可燃性气体，并覆盖在聚合物表面而隔热，降低聚合物分解温度和分解速度。同时形成的炭层可进一步将聚合物隔离封闭，阻止可然性气体的逸出。加入的硼酸锌对炭层的成壳性有进一步的增效作用。通过多重阻燃机理的综合设计和运用，达到了优异的阻燃效果。且护套料密度低于1.40g/cm³，综合成本没有增加。

(2)优异的环保性能：

护套料配方设计中材料选用充分考虑了环保指标的要求：

邻苯二甲酸二异壬酯和乙酰柠檬酸三丁酯是世界公认的的环保增塑剂，增塑效果与增塑剂DOP相当，并能赋予制品良好的耐光、耐热、耐老化等性能。

钙锌复合稳定体系是目前环保聚氯乙烯护套料最适合的稳定剂。

环氧大豆油在pvc中起增塑剂和辅助稳定剂的作用，特别是与钙锌复合稳定剂配合使用，可有效提高热稳定性。

其他配方成分都采用环保助剂。

护套料经过上海SGS检测中心测试，完全符合欧盟电子电器ROHS指令(欧盟第2002/95/EC号指令)要求。

(3)优异的抗吸湿性和稳定性：

虽然钙锌复合稳定体系是目前环保聚氯乙烯护套料最适合的稳定剂。但是，与聚氯乙烯原有铅盐系稳定剂相比，具有较大的吸湿性。采用非吸湿的环氧大豆油可以起到辅助稳定剂的作用，特别是与钙锌复合稳定剂配合使用，可有效提高热稳定性。从而可以在保证材料稳定性的同时，减低钙锌复合稳定剂的份量，提高材料的抗吸湿性和稳定性。

发明人推荐从下述方面来实现本发明所述同轴电缆性能判断：

(1)优异的环保性能：

电缆的整体结构设计和材料选用充分考虑了环保指标的要求，电缆成品经过上海SGS检测中心测试，完全符合欧盟电子电器ROHS指令(欧盟第2002/95/EC号指令)要求。

(2)优异的阻燃性能：

选用本发明所述的高阻燃环保护套料，燃烧着火点高，不易分解，而且燃烧不滴流，成壳性好，阻燃效果优异，综合设计的电缆，经过美国UL实验室测试，其阻燃性能可达到CMR级阻燃要求。

本发明从技术上解决了高阻燃环保型护套料配方设计的难点，并极大地提高了该产品的阻燃性能抗吸湿性，实用性强，为环保型和阻燃型电缆的设计和开发奠定了原料基础；以高阻燃环保护套料为基础，成功地开发了集环保和高阻燃于一体的环保型CMR级阻燃同轴电缆，从技术上解决了传统建筑布线系统用同轴电缆存在的不足和难题，极大地提高了该产品的环保性能和阻燃性能，满足了建筑水平和垂直布线系统设计和应用上的苛刻要求，社会效益显著；随着全球消防安全和环保要求提升以及健康意识加强，该护套料及其制成的电缆产品都将逐步取代或全部取代传统产品，得到广泛应用，具有广阔的发展前景，市场潜力很大；本发明在设计上充分考虑到功能的实现、工艺的可行、成本的有效控制等因素，满足使用环境下环保和高阻燃要求，是同轴电缆技术发展的突破，其开发和生产符合国家高新技术产业的发展方向；该产品的成功开发，突破了欧美技术贸易壁垒，为我国同轴电缆的出口创汇，占领国际中高端市场，提供了技术保证。

(四)附图说明

图1是本发明所述同轴电缆生产工艺流程图；

图2是本发明所制备的同轴电缆结构示意图；

1-内导体，2-绝缘层，3-铝箔屏蔽层，4-铝镁合金丝编织屏蔽层，5-护套。

(五)具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

一种高阻燃环保护套料，所述的护套料主要由下列重量份的物质制备而成：

(1)聚氯乙烯 500公斤

(2)邻苯二甲酸二异壬酯(DINP) 100公斤

(3)乙酰柠檬酸三丁酯 75公斤

(4)钙锌复合稳定剂 25公斤

(5)环氧大豆油 15公斤

(6)润滑剂(硬脂酸) 10公斤

(7)三氧化二锑 50公斤

(8)硼酸锌 50公斤

(9)活性轻质碳酸钙 125公斤

(10)十溴苯醚 40公斤

(11)非吸湿性炭黑 10公斤。

上述护套料生产过程由配料、混炼、挤出三大工艺组成。配料就是将上述原材料按照配方定量进行配比；混炼就是将配好的各种原材料高速混合；挤出就是将高速混合好的原料进行加温塑化，形成塑胶颗粒产品。其生产过程是先配料速混，再将混料塑化并挤出切粒，最后经冷却检测合格后包装出厂。

以上述开发的高阻燃环保护套料为基础，制成的同轴电缆举例如下：

(1)、型号规格：RG6-HB-CMR；

(2)、电缆名称及具体说明：标称直径1.02mm，标准屏蔽聚氯乙烯护套接入网环保型CMR级阻燃同轴电缆；

(3)、具体方案：圆铜线内导体1.02mm、物理发泡聚乙烯绝缘层、铝箔屏蔽及铝镁合金丝编织屏蔽组成的外导体、环保型高阻燃聚氯乙烯(PVC)护套。

本发明所述的同轴电缆的主要生产工艺流程图如图一所示，制备的同轴电缆如图二所示。

Claims (4)

1、一种高阻燃环保护套料，其特征在于：所述的护套料主要由下列重量份的物质制备而成：

聚氯乙烯                      100份

邻苯二甲酸二异壬酯            20—25份

乙酰柠檬酸三丁酯              15—20份

钙锌复合稳定剂                4—5份

环氧大豆油                    2—3份

润滑剂                        1—2份

三氧化二锑                    8—10份

硼酸锌                        10—15份

活性轻质碳酸钙                20—25份

十溴苯醚                      8—10份

非吸湿性炭黑                  2份。

2、如权利要求1所述的高阻燃环保护套料，其特征在于：所述的润滑剂是硬脂酸。

3、如权利要求2所述的高阻燃环保护套料，其特征在于：所述的护套料主要由下列重量份的物质制备而成：

聚氯乙烯                      100份

邻苯二甲酸二异壬酯            20份

乙酰柠檬酸三丁酯              15份

钙锌复合稳定剂               5份

环氧大豆油                   3份

硬脂酸                       2份

三氧化二锑                   10份

硼酸锌                       10份

活性轻质碳酸钙               25份

十溴苯醚                     8份

非吸湿性炭黑                 2份。

4、一种同轴电缆，其特征在于：由内导体、绝缘层、外导体和权利要求1-3任意一项所述的高阻燃环保护套料制成。

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