CN102485792A - 一种环保阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保阻燃电缆料，包括以下组分及重量份数：热塑性弹性体40-70，PVC树脂10-30，氮/磷复合阻燃剂10-14，抗氧剂0.5-2，增塑剂2-15，热稳定剂0.2-0.6，补强剂2-3。本发明利用TPEE与PVC混合来制备电缆料，一方面改善PVC的低温柔顺性，提高抗张强度、伸长率、硬度和撕裂强度；另一方面，PVC可以改善复合物的阻燃性能，不需加入过多阻燃剂即可达到理想的阻燃效果；而且PVC比TPEE便宜很多，可以降低成本。阻燃剂采用氮系和磷系阻燃剂复配，并加入补强剂来提高复合材料的力学性能，可应用于中高端电线电缆护套和光纤护套领域。
Description
技术领域
本发明涉及电线电缆领域，尤其涉及一种环保阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
许多场合都要求电线电缆具有良好的柔软性，这时候常常用橡胶作为电线电缆的护套，橡胶虽然具有优异的柔软性、耐磨和耐候性，但所需投资较高，很多生产厂家不具备加工橡胶电缆的能力。聚酯弹性体由于具有良好的抗蠕变性、抗冲击和抗疲劳性、高冲击强度和良好的低温柔顺性，可以在-70℃到150℃的范围内使用，以及具有高抗拉强度、高耐摩擦性和优异的绝缘性，而广泛应用于特种电缆市场，如船用、矿用、军工以及航天等领域。电线电缆在很多场合下都要求阻燃，而现在阻燃主要是添加无卤阻燃剂，如氢氧化铝、氢氧化镁、氮系、磷系阻燃剂，而且加入量很大，对加工性能以及机械性能都造成很大影响，例如美国专利US-5，298，544，其产物虽然可以符合UL-94的V-0级标准，但阻燃剂的含量超过总体50%的质量分数，而断裂伸长率也降低很多，这对于要求良好柔软性的电缆来说是不符合要求的。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种不需加入过多阻燃剂即可达到理想的阻燃效果，并能够保持良好的柔软性和力学性能的环保阻燃电缆料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种环保阻燃电缆料，包括以下组分及重量份数：
热塑性弹性体 40-70，
PVC树脂 10-30，
氮/磷复合阻燃剂 10-14，
抗氧剂 0.5-2，
增塑剂 2-15，
热稳定剂 0.2-0.6，
补强剂 2-3。
所述热塑性弹性体为热塑性聚酯弹性体TPEE，硬段由芳香族二羧酸与脂肪族或脂环族二醇构成，软段为长链脂肪族胺或长链脂肪族二醇的残基。
优选的，所述热塑性聚酯弹性体硬段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，软段为四氢呋喃聚醚。
所述PVC树脂为SG-2型。
所述氮/磷复合阻燃剂中氮/磷的配比为5/4、4/1.4或5/1，其中氮系阻燃剂为三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐中的一种或两种，磷系阻燃剂为聚磷酸胺、红磷、磷胺、磷酸三甲苯酯中的一种或几种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168中的一种或几种。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、氯化石蜡、石油磺酸苯酯（M-50）中的一种或几种。
所述热稳定剂为有机锡类或金属皂类热稳定剂中的一种或几种。
所述金属皂类热稳定剂为硬脂酸钙CaSt、硬脂酸锌ZnSt中的一种或两种。
所述补强剂为碳酸钙、硫酸钙晶须（CaSO4晶须）中的一种或两种。
一种环保阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
按配比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂以及抗氧剂加入高速混合机中进行混合，混合完成后将混合料加入到双螺杆挤出机中制成母粒待用，加工温度为180-195℃；然后把该母粒与TPEE树脂、氮/磷复合阻燃剂和补强剂均匀混合后加入挤出机熔融、挤出、造粒，加工温度为190-250℃，得到环保阻燃电缆料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种环保阻燃电缆料及其制备方法，利用TPEE和PVC合金来制备电缆料，TPEE与PVC相容性良好，两者混合后，一方面可以明显改善PVC的低温柔顺性，提高其耐曲挠能力，降低脆化点，提高抗张强度、伸长率、硬度和撕裂强度，另一方面，PVC可以改善复合物的阻燃性能，使复合物中不用加入大量的阻燃剂就可以达到UL-94 V-0的级别，而且PVC比TPEE便宜很多，可以降低成本。阻燃剂采用氮系和磷系阻燃剂复配，并加入少量硫酸钙晶须来提高复合材料的力学性能，可应用于中高端电线电缆护套和光纤护套领域。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1-3的环保阻燃电缆料的组分及配比（重量份数）如表1所示。
表1
制备方法：
先按上述配比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂以及抗氧剂加入高速混合机中进行混合，混合完成后将混合料加入到双螺杆挤出机中制成母粒待用，加工温度为180-195℃；然后把该母粒与TPEE树脂、氮/磷复合阻燃剂和补强剂均匀混合后加入挤出机熔融、挤出、造粒，加工温度为190-250℃。
粒子在120℃下干燥12小时，将该粒子注塑成样条进行性能测试，螺杆温度为190-200℃，模具温度为90℃，样品注塑循环时间为50秒。
实施例1-3的性能测试结果如表2所示。
表2
| 性能指标 | 测试标准 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 拉伸强度/MPa | ISO 527-1 | 19 | 24 | 27 |
| 断裂伸长率/％ | ISO 527-1 | 560 | 510 | 560 |
| 弯曲模量/MPa | ISO178 | 42 | 42 | 45 |
| 撕裂强度/KN·m-1 | ISO34 | 75 | 73 | 75 |
| 邵氏硬度/HD | ISO868 | 33 | 42 | 46 |
| 熔点/℃ | ISO3146 | 165 | 175 | 176 |
| 熔融指数/(g/10min) | ISO1133 | 8-12 | 7-9 | 6-8 |
| 脆化温度/℃ | ISO974 | ≤-70 | ≤-70 | ≤-70 |
| 密度/(g/cm3) | ISO1183 | 1.10 | 1.13 | 1.10 |
实施例4
一种环保阻燃电缆料，包括以下组分及重量份数：
TPEE树脂40；PVC树脂30；氮/磷复合阻燃剂14，其中氮系阻燃剂为三聚氰胺，磷系阻燃剂为聚磷酸胺，氮/磷配比为5/4；抗氧剂1010 2；增塑剂氯化石蜡15；热稳定剂有机锡0.6；补强剂碳酸钙3。
按配比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂以及抗氧剂加入高速混合机中进行混合，混合完成后将混合料加入到双螺杆挤出机中制成母粒待用，加工温度为180-195℃；然后把该母粒与TPEE树脂、氮/磷复合阻燃剂和补强剂均匀混合后加入挤出机熔融、挤出、造粒，加工温度为190-250℃，得到环保阻燃电缆料。
实施例5
一种环保阻燃电缆料，包括以下组分及重量份数：
TPEE树脂70；PVC树脂10；氮/磷复合阻燃剂10，其中氮系阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐，磷系阻燃剂为红磷，氮/磷的配比为4/1.4；抗氧剂1098 0.5；增塑剂DOP 2；热稳定剂CaSt 0.2；补强剂CaSO4晶须2。
按配比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂以及抗氧剂加入高速混合机中进行混合，混合完成后将混合料加入到双螺杆挤出机中制成母粒待用，加工温度为180-195℃；然后把该母粒与TPEE树脂、氮/磷复合阻燃剂和补强剂均匀混合后加入挤出机熔融、挤出、造粒，加工温度为190-250℃，得到环保阻燃电缆料。
实施例6
一种环保阻燃电缆料，包括以下组分及重量份数：
TPEE树脂62；PVC树脂25；氮/磷复合阻燃剂13，其中氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰胺磷酸盐重量比为1：1的混合物，磷系阻燃剂为磷胺和磷酸三甲苯酯重量比为1：2的混合物，氮/磷的配比为5/1；抗氧剂1076 1、抗氧剂168 0.5；增塑剂DOP 8、增塑剂M-50 4；热稳定剂CaSt 0.2、热稳定剂ZnSt 0.3；补强剂碳酸钙1、CaSO4晶须1.5。
按配比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂以及抗氧剂加入高速混合机中进行混合，混合完成后将混合料加入到双螺杆挤出机中制成母粒待用，加工温度为180-195℃；然后把该母粒与TPEE树脂、氮/磷复合阻燃剂和补强剂均匀混合后加入挤出机熔融、挤出、造粒，加工温度为190-250℃，得到环保阻燃电缆料。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1. 一种环保阻燃电缆料，其特征在于，包括以下组分及重量份数：
热塑性弹性体 40-70，
PVC树脂 10-30，
氮/磷复合阻燃剂 10-14，
抗氧剂 0.5-2，
增塑剂 2-15，
热稳定剂 0.2-0.6，
补强剂 2-3。
2.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述热塑性弹性体为热塑性聚酯弹性体TPEE，硬段由芳香族二羧酸与脂肪族或脂环族二醇构成，软段为长链脂肪族胺或长链脂肪族二醇的残基；优选的，所述热塑性聚酯弹性体硬段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，软段为四氢呋喃聚醚。
3.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述PVC树脂为SG-2型。
4.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述氮/磷复合阻燃剂中氮/磷的配比为5/4、4/1.4或5/1，其中氮系阻燃剂为三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐中的一种或两种，磷系阻燃剂为聚磷酸胺、红磷、磷胺、磷酸三甲苯酯中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、石油磺酸苯酯中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述热稳定剂为有机锡类或金属皂类热稳定剂中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述金属皂类热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或两种。
9.如权利要求1所述的一种环保阻燃电缆料，其特征在于，所述补强剂为碳酸钙、硫酸钙晶须中的一种或两种。
10.一种如权利要求1所述的环保阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配比称取PVC树脂、增塑剂、热稳定剂以及抗氧剂加入高速混合机中进行混合，混合完成后将混合料加入到双螺杆挤出机中制成母粒待用，加工温度为180-195℃；然后把该母粒与TPEE树脂、氮/磷复合阻燃剂和补强剂均匀混合后加入挤出机熔融、挤出、造粒，加工温度为190-250℃，得到环保阻燃电缆料。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |