CN102093652B - 阻燃绝缘聚氯乙烯材料及电工套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃绝缘聚氯乙烯材料以及采用此材料的电工套管。本发明提供了一种阻燃绝缘聚氯乙烯材料由以下重量份配比的原料构成：聚氯乙烯100～150；热稳定剂0.2～5；增容剂5～20；阻燃母料20～60；润滑剂0.3～1；钛白粉1～3；抗冲改性剂10～20；加工助剂2～4；碳酸钙5～20。本发明所提供的阻燃绝缘聚氯乙烯材料具有优异的阻燃性能和绝缘性能，氧指数可达33.4以上，按照GB/T2048-2008塑料燃烧性能的测定标准测试达到V-0级，电阻率可达1.1×10¹¹Ω·m，能够满足低压电线电缆的绝缘和阻燃需要。

Description

阻燃绝缘聚氯乙烯材料及电工套管

技术领域

本发明涉及一种阻燃绝缘材料，尤其是一种阻燃绝缘聚氯乙烯材料。此外，本发明还涉及一种套管，尤其是一种电工套管。

背景技术

聚氯乙烯塑料具有良好的物理机械电气性能，适合作低压电线电缆的绝缘和护套材料。在特殊使用场合，对电线电缆会有较高的阻燃要求，氧指数用于评定材料的阻燃性能，氧指数越高阻燃性能越好。

聚合物材料大多是由碳、氢、氧等元素组成，因而它们属于易燃、可燃材料，甚至在燃烧时产生大量浓烟和有毒性气体，对环境造成巨大危害，对人们的生命安全形成巨大威胁。现阶段阻燃剂的成分大多为卤系、磷系等，一旦燃烧仍会放出一定的有毒成分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阻燃绝缘聚氯乙烯材料。

本发明解决其技术问题所采用的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，由以下重量份配比的原料构成：

聚氯乙烯        100～150；

热稳定剂        0.2～5；

增容剂          5～20；

阻燃母料        20～60；

润滑剂          0.3～1；

着色剂          1～3；

抗冲改性剂      10～20；

加工助剂        2～4；

填充剂          0～20。

进一步的是，热稳定剂为钙锌稳定剂。

进一步的是，增容剂为氯化聚乙烯。

进一步的是，润滑剂为聚乙烯蜡和石蜡的混合物。

进一步的是，抗冲改性剂为MBS，MBS(Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene)树脂是甲基丙烯酸甲酯(M)，丁二烯(B)及苯乙烯(S)的三元共聚物，它具有典型的核-壳结构。由于其溶度参数与PVC相近，故两者的热力学相容性好，表现为PVC在室温或低温下具有很高的抗冲击强度。并且由于它与PVC折光指数相近，故当两者共混熔融以后，容易达到均一的折射率，因此用MBS做PVC的抗冲改性剂不会影响PVC的透明性。所以MBS是PVC制取透明制品的最佳材料。另一方面，由于其与PVC相容性好，在室温或低温下具有很高的抗冲击性，故也适用于非透明性的各种制品。

进一步的是，加工助剂为ACR401，可以加快PVC的塑化过程；改进热塑性熔体的流变性能；改善热弹性状态下熔体力学性能；提高制品的外观质量等综合功能。

进一步的是，阻燃母料由以下重量份配比的原料构成：

基本母料                    7；

膨胀型阻燃剂                3。

进一步的是，基本母料由以下重量份配比的原料构成：

尼龙6                       10；

线性低密度聚乙烯            8；

低密度聚乙烯接枝马来酸酐    2；

有机蒙脱土                  0.6。

进一步的是，膨胀型阻燃剂由以下重量份配比的原料构成：

蜜胺包覆聚磷酸铵            2；

季戊四醇                    1。

进一步的是，着色剂为钛白粉，所述填充剂为碳酸钙。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种阻燃绝缘的电工套管。

本发明还提供一种电工套管，该电工套管是由上述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料制成。

本发明的有益效果是：本发明所提供的阻燃绝缘聚氯乙烯材料具有优异的阻燃性能和绝缘性能，氧指数可达33.4以上，按照GB/T2048-2008塑料燃烧性能的测定标准测试达到V-0级，电阻率可达1.1×10¹¹Ω·m，能够满足低压电线电缆的绝缘和阻燃需要。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

热稳定剂为复合铅稳定剂、金属盐类、稀土类稳定剂的任意一种或者一种以上的混合。钙锌稳定剂与PVC树脂加工过程中有很好的分散性、相容性、加工流动性，适应性广，制品表面光洁度优；稳定效果好，用量少，具有多功能性；在白色制品中，白度较其同类产品更佳。因此本发明优选钙锌稳定剂。

增容剂可以选择常规的PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH等，本发明优选氯化聚乙烯，以此借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物。

阻燃母料可以选择常规的阻燃剂，氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸、卤系阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、卤代磷酸酯阻燃剂中的任意一种或者一种以上的混合。本发明从环保和阻燃效果出发，优选基本母料和膨胀型阻燃剂混合成的阻燃母料，膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成：酸源、炭源和气源。酸源一般是无机酸或加热到一定温度后能形成无机酸的化合物，如磷酸、三氯氧磷、聚磷酸铵等；炭源也叫成炭剂，它是形成泡沫炭化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如季戊四醇、淀粉等；气源也叫发泡源，常用的发泡源有三聚氰胺、双氰胺等。膨胀型阻燃剂的阻燃机理为：当受热时酸源分解产生脱水剂，它能与成炭剂形成酯，酯然后脱水交联形成炭，同时发泡剂释放大量的气体帮助膨胀炭层。厚的炭层提高了聚合物表面与炭层表面的温度梯度，使聚合物表面温度较火焰温度低得多，减少了聚合物进一步降解释放可燃性气体的可能性，同时隔绝了外界氧的进入，因而在相当长的时间内可以对聚合物起阻燃作用。

基本母料可以将膨胀型阻燃剂与聚氯乙烯原料良好的混合，基本母料优选由尼龙、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、有机蒙脱土组成，膨胀型阻燃剂优选用蜜胺包覆聚磷酸铵、季戊四醇组成。

着色剂为无机和有机颜料，特别是钛白粉，用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。

加工助剂采用ACR，中文名为丙烯酸酯共聚物，ACR是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，由于其具有核/壳结构，使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性，且性能与价格比适中，可明显改善PVC熔体流动性、热变形性，促进塑化、制品表面光洁美观。其主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中，特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料等，而且特别适合于户外用制品中。ACR具有多个配方，本发明优选ACR401。

填充剂为煅烧高岭土、重质碳酸钙和纳米活性碳酸钙中的一种或者一种以上的混合。

润滑剂为硬脂酸及其酯类、硬脂酸盐类、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸酰胺、油酸酰胺中的任意一种或者一种以上的混合。作为优选，本发明采用聚乙烯蜡和石蜡的混合物，作为润滑剂，聚乙烯蜡的化学性质稳定、电性能良好。对于PVC和其它的外部润滑剂相比，聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用。

本发明提供的电工套管，该电工套管是由本发明提供的的阻燃绝缘聚氯乙烯材料制成。在通信、IT等行业布线时做穿线套管用，由于采用了本发明提供的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，因此电工套管具有优异的阻燃性能和绝缘性能，氧指数可达33.4以上，按照GB/T2048-2008塑料燃烧性能的测定标准测试达到V-0级，电阻率可达1.1×10¹¹Ω·m，能够满足低压电线电缆的绝缘和阻燃需要。

实施例1和2中的阻燃母料由以下重量份配比的原料构成：

基本母料                    7；

膨胀型阻燃剂                3。

基本母料由以下重量份配比的原料构成：

尼龙6                       10；

线性低密度聚乙烯            8；

低密度聚乙烯接枝马来酸酐    2；

有机蒙脱土                  0.6。

膨胀型阻燃剂由以下重量份配比的原料构成：

蜜胺包覆聚磷酸铵            2；

季戊四醇                    1。

实施例一

成分                        重量份

聚氯乙烯                    120份；

阻燃母料                    60份；

氯化聚乙烯                  5份；

钙锌稳定剂                  0.5份；

聚乙烯蜡                    0.5份；

石蜡                        1份；

ACR401                      2份；

MBS                         20份；

碳酸钙                      10份；

金红石钛白粉                2.5份。

实施例二

成分                        重量份

聚氯乙烯                    150份；

阻燃母料                    50份；

氯化聚乙烯                  3份；

钙锌稳定剂                    0.2份；

聚乙烯蜡                      0.3份；

石蜡                          0.5份；

ACR401                        1份；

MBS                           15份；

碳酸钙                        10份；

金红石钛白粉                  2份。

实施例三

成分                          重量份

聚氯乙烯                      100份；

阻燃母料                      20份；

氯化聚乙烯                    2份；

钙锌稳定剂                    0.2份；

聚乙烯蜡                      0.3份；

石蜡                          0.5份；

ACR401                        1份；

MBS                           10份；

碳酸钙                        8份；

金红石钛白粉                  1.8份。

上述实施例的各组分混合后在160℃的双辊开炼机上混炼和塑化，拉成片后，在平板硫化机上于170℃下压成试片，切成圆形试片供体积电阻率的测试，条状试样供氧指数测试。

表一各实施例的性能

Claims (8)

1.阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：由以下重量份配比的原料构成：

聚氯乙烯      100～150；

热稳定剂      0.2～5；

增容剂        5～20；

阻燃母料      20～60；

润滑剂        0.3～1；

着色剂        1～3；

抗冲改性剂    10～20；

加工助剂      2～4；

填充剂        0～20；

所述阻燃母料由以下重量份配比的原料构成：

基本母料        7；

膨胀型阻燃剂    3；

所述基本母料由以下重量份配比的原料构成：

尼龙6                        10；

线性低密度聚乙烯             8；

低密度聚乙烯接枝马来酸酐     2；

有机蒙脱土                   0.6。

2.如权利要求1所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌稳定剂，所述增容剂为氯化聚乙烯。

3.如权利要求1所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡和石蜡的混合物。

4.如权利要求1所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：所述抗冲改性剂为MBS。

5.如权利要求1所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：所述加工助剂为ACR401。

6.如权利要求1所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：所述膨胀型阻燃剂由以下重量份配比的原料构成：

蜜胺包覆聚磷酸铵    2；

季戊四醇            1。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料，其特征在于：所述着色剂为钛白粉，所述填充剂为碳酸钙。

8.电工套管，呈筒状，其特征在于：该电工套管是由权利要求1至7任一权利要求所述的阻燃绝缘聚氯乙烯材料制成。