CN101619150A - 一种低烟无卤阻燃填充条 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子阻燃材料技术领域，公开了一种低烟无卤阻燃填充条，包含如下组份：PE粉10～20份，EVA 30～40份，氢氧化铝35～45份，氢氧化镁15～25份，增塑剂7～12份，炭黑1～4份，AC发泡剂0～1份。本发明所述的低烟无卤阻燃填充条的制备方法，它包括以下工艺流程：高速混合，挤塑，发泡成型，冷却。所制得的低烟无卤填充条机械强度高，拉伸强度可达15MPa，能够充分保证电缆成缆时结构稳定、外形圆整；氧指数最高达30，能有效提高电缆的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子阻燃材料技术领域，具体涉及一种低烟无卤阻燃填充条。
背景技术
在生产电缆产品时，为了使电缆外围圆整度好，需要在电缆中的三根缆芯之间空间处填加填充物。这种填充物经历了撕裂膜绳或麻绳到塑料管再到PVC阻燃填充条的升级换代过程。PVC阻燃填充条主要是有卤阻燃，在发生火灾时，会产生大量烟雾，产生有毒、带刺激性和腐蚀性的卤化氢气体；烟雾会妨碍救火和人员疏散，卤化氢气体会腐蚀设备，还会危害人体健康。生产和使用无卤阻燃电缆已经成为一种趋势，而无卤阻燃电缆料是其中的关键。聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)均是用量最大的通用塑料。因其具有优良的电气性能、机械性能和良好的耐化学腐蚀性等优点，在电线电缆和光缆等行业应用广泛。然而，聚乙烯的氧指数只有18，属易燃材料，在有外部火源或本体故障升温时，易着火燃烧。
为了达到低烟无卤与阻燃的技术要求，各厂家在低烟无卤阻燃材料的配方中加入填充料(CaCO3)、无机消烟剂、Al(OH)3、Mg(OH)2及无机阻燃剂(硼酸锌、MoO3)等助剂。要达到较好的阻燃效果，阻燃剂的用量必须达到一定的要求，但随着阻燃剂用量的加大，却带来填充材料料机械性能和加工性能的下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种低烟无卤阻燃填充条，使其具有良好的阻燃性能、机械性能和加工性能。
本发明的技术方案是：
一种低烟无卤阻燃填充条，其特征在于它包含如下重量份数的组份：PE粉10～20份，EVA 30～40份，氢氧化铝35～45份，氢氧化镁15～25份，增塑剂7～12份，炭黑1～4份，AC发泡剂0～1份。
本发明中，所述的低烟无卤阻燃填充条，优选包含如下重量份数的组份：PE粉10份，EVA 30份，氢氧化铝35份，氢氧化镁15份，增塑剂8～9份，炭黑1～2份，AC发泡剂0～0.4份。
所述的PE粉的粒径为200目。
所述的氢氧化铝粒径为2000目，氢氧化镁粒径为2000目。
所述的增塑剂为石蜡和白油以重量比为0.5～5∶1的混合物。
所述的低烟无卤阻燃填充条的制备方法，依次按下述步骤进行：
1)将EVA、氢氧化铝以及氢氧化镁在混合机中1500～2000rpm混合10～15分钟，然后将混合后的物料造粒，粒径控制在3～5mm；
2)将步骤1)所制得的颗粒与PE粉、增塑剂、炭黑及AC发泡剂一起1500～2000rpm混合10～15分钟；
3)将步骤2)所得混合物料加入挤出机挤出并发泡成型；
4)成型的填充条浸入45～50℃温水中冷却。
其中，各原料的配比关系为：
PE粉10～20份，EVA 30～40份，氢氧化铝35～45份，氢氧化镁15～25份，增塑剂7～12份，炭黑1～4份，0～1份的AC发泡剂。
优选：
PE粉10份，EVA 30份，氢氧化铝35份，氢氧化镁15份，增塑剂8～9份，炭黑1～2份，0～0.4份的AC发泡剂。
所述的PE粉的粒径为200目。
所述的氢氧化铝粒径为2000目，氢氧化镁粒径为2000目。
所述的增塑剂为石蜡和白油以重量比为0.5～5∶1的混合物。
所述的填充条横切面形状为扇形或圆形，表面呈线条状。
本发明阻燃机理是在护套料燃烧时金属氢氧化物吸热脱水，抑制聚合物的温度上升，使材料具有阻燃性能；PE和EVA均是无卤材料，系纯碳氢化合物，燃烧时分解出水和二氧化碳，不产生明显的烟雾和有害气体。
本发明的有益效果：
EVA是一类具有橡胶弹性的热塑性树脂，具有良好的韧性、挠曲性及耐应力开裂性和粘结性等。EVA与PE聚烯烃类树脂共混，给PE分子链增加了弹性粒子。由于EVA的玻璃化温度很低，粘度小。当它和PE共混后，随着EVA的增多，构成了形态适当的第二相。由于两组都有乙烯基团，有较好的相容性，所以对PE有很强的增韧作用，增强了PE承受外力、溶剂作用而龟裂的能力。
AL(OH)3、Mg(OH)2是具有阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂，它具有无毒、无腐蚀、稳定性好、不挥发、高温下不产生有毒气体的优点，且价格低廉，来源广泛。虽然二者都是通过脱水反应起到阻燃作用，但在分解温度和吸热量上有差别。氢氧化铝在200～300℃之间分解，吸热量为470cal/g，氢氧化镁在340～490℃之间分解，吸热量为187cal/g，氢氧化铝的吸热反应是在聚合物从凝相变为液相之间产生，故对抑制材料早期温度的上升起作用，氢氧化镁需在更高的温度下才脱水，并同时有炭化效果。但氢氧化镁的吸热量相对小些，因其抑制材料温度上升的效果不如氢氧化铝，两者复合使用则能相互补充，其阻燃性能比单独使用效果要好。
所加炭黑在阻燃填充条中起着很重要的作用，因为纯聚乙烯的耐气候老化和日光曝晒性能很差，而提高PE耐气候老化和日光曝晒性能有两种方法：一是加入炭黑，二是加入紫外光吸收剂。紫外光吸收剂价格昂贵，一般都不使用，而采用既经济、又有很好效果的炭黑。炭黑是一种光屏蔽剂，能吸收紫外光部分的波长，起到遮光作用，可防止聚乙烯分子链的断裂和降解。
本发明提供的低烟无卤阻燃填充条合并使用了特定的配比范围的AL(OH)3、Mg(OH)2，并且AL(OH)3、Mg(OH)2的粒径小于现有技术中添加的AL(OH)3、Mg(OH)2的粒径，使AL(OH)3、Mg(OH)2颗粒的比表面积增大，增加了二者与PE和EVA基料的相容性，使得本发明提供的低烟无卤阻燃填充条具有良好的机械性能、加工性能和阻燃性能。
按照本发明提供的制备方法及配方所生产的低烟无卤填充条机械强度高，拉伸强度可达15MPa，能够充分保证电缆成缆时结构稳定、外形圆整；氧指数最高达30，能有效提高电缆的阻燃性能。
具体实施方式
实施例1
将40份EVA、40份粒径为2000目的氢氧化铝以及20份粒径为2000目的氢氧化镁在混合机中1800rpm混合10分钟，然后将混合后的物料造粒，粒径控制在3mm；将所制得的颗粒与20份粒径为200目的PE粉、6份石蜡、6份白油、3份炭黑及0.5份AC发泡剂(偶氮二甲酰胺)一起1800rpm混合15分钟；单螺杆挤出机熔融段温度控制在150～160℃，将上述混合好的物料加入，一次挤出发泡成型，成型的填充条浸入50℃温水中冷却。本实施例所制备的填充条氧指数为29，拉伸强度为15MPa。
实施例2
将30份EVA、35份粒径为2000目的氢氧化铝以及15份粒径为2000目的氢氧化镁在混合机中1800rpm混合15分钟，然后将混合后的物料造粒，粒径控制在5mm；将所制得的颗粒与10份粒径为200目的PE粉、4份石蜡、4份白油、2份炭黑一起1800rpm混合15分钟；单螺杆挤出机熔融段温度控制在150～155℃，将上述混合好的物料加入，一次挤出发泡成型，成型的填充条浸入50℃温水中冷却。本实施例所制备的填充条氧指数为30，拉伸强度为14MPa。
实施例1和2中所述份数均指重量份。
Claims (9)
1、一种低烟无卤阻燃填充条，其特征在于它包含如下重量份数的组分：PE粉10～20份，EVA 30～40份，氢氧化铝35～45份，氢氧化镁15～25份，增塑剂7～12份，炭黑1～4份，AC发泡剂0～1份。
2、根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃填充条，其特征在于它包含如下重量份数的组分：
PE粉10份，EVA 30份，氢氧化铝35份，氢氧化镁15份，增塑剂8～9份，炭黑1～2份，AC发泡剂0～0.4份。
3、根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃填充条，其特征在于所述的PE粉的粒径为200目。
4、根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃填充条，其特征在于所述的氢氧化铝粒径为2000目，氢氧化镁粒径为2000目。
5、根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃填充条，其特征在于所述的增塑剂为石蜡和白油以重量比为0.5～5∶1的混合物。
6、权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃填充条的制备方法，其特征在于依次按下述步骤进行：
1)将EVA、氢氧化铝以及氢氧化镁在混合机中1500～2000rpm混合10～15分钟，然后将混合后的物料造粒，粒径控制在3～5mm；
2)将步骤1)所制得的颗粒与PE粉、增塑剂、炭黑及AC发泡剂一起1500～2000rpm混合10～15分钟；
3)将步骤2)所得混合物料加入挤出机挤出并发泡成型；
4)成型的填充条浸入45～50℃温水中冷却。
7、根据权利要求6所述的低烟无卤阻燃填充条的制备方法，其特征在于所述的PE粉的粒径为200目。
8、根据权利要求6所述的低烟无卤阻燃填充条的制备方法，其特征在于所述的氢氧化铝粒径为2000目，氢氧化镁粒径为2000目。
9、根据权利要求6所述的低烟无卤阻燃填充条的制备方法，其特征在于所述的增塑剂为石蜡和白油以重量比为0.5～5∶1的混合物。
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