CN102504412A - 一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电缆材料领域，特别是涉及一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法。一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷、聚丙烯腈粉末、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：聚丙烯65～75，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物12～18，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物6～8，氢氧化镁阻燃剂130～150，红磷5～7，聚丙烯腈粉末3～5，抗氧剂A 1～2.5，抗氧剂B 1～2.5。本发明所得到的产品具有机械及加工性能好、耐温等级高、耐应力开裂性能好的特点。
Description
技术领域
本发明属于电缆材料领域，特别是涉及一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
含卤阻燃电线电缆在燃烧过程中放出大量的烟雾和卤化氢气体，火灾中易使人窒息而死，同时对仪器设备腐蚀较大。因此，低烟无卤阻燃电缆料的研制和使用已是国内外电缆领域的发展方向。因此如何设计满足低烟、低毒、低腐蚀的无卤阻燃电线电缆产品已成为全社会的当务之急。
要开发满足要求的无卤阻燃电缆料，就必须在电缆料的基体树脂中加入大量的无机阻燃剂，而无机阻燃剂的大量添加势必大大降低材料的机械性能、加工性能及材料的耐应力开裂性能，同时，还会降低材料的耐温度级。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机械及加工性能好的低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂(即硬脂酸改性氢氧化镁阻燃剂，为现有产品)。
所述的抗氧剂A选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、[双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯]中的一种。
所述的抗氧剂B选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯、β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯中的一种。
所述的红磷为蜜胺甲醛树脂囊材微胶囊化的粒径5～10um的红磷。
所述的聚丙烯腈粉末为粒径在10～20um的聚丙烯腈粉末。
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在80～90℃下干燥1～2小时，氢氧化镁阻燃剂在110～120℃下干燥2～3小时；
2)、按各原料所占重量份数为：
选取聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌2～3分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段120～150℃，输送段155～180℃，熔融段180～200℃，机头195～200℃(造粒可用冷切或热切)；然后干燥，干燥温度60～80℃，干燥时间0.5～1小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)。
所述的低速搅拌是指搅拌电机的转速≤500转/分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所得到的低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)的拉伸强度大于12MPa(说明本发明机械及加工性能好)，断裂仲长率大于200％，氧指数大于32％，垂直燃烧试验通过UL-94 V-0级，降低了聚丙烯燃烧时腐蚀、有毒气体及烟的释放量，能通过电缆热变形温度100℃的测试，可通过-35℃的低温冲击测试，流变性能较好，熔体粘度低，制品有较好的外观和良好的耐应力开裂性能。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂(即硬脂酸改性氢氧化镁阻燃剂，为现有产品)。
所述的抗氧剂A选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述的抗氧剂B选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯。
所述的红磷为蜜胺甲醛树脂囊材微胶囊化的粒径5～10um的红磷。
所述的聚丙烯腈粉末为粒径在10～20um的聚丙烯腈粉末。
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在80℃下干燥1小时，氢氧化镁阻燃剂在110℃下干燥2小时；
2)、按总重量20kg进行配料(上述配比)，选取聚丙烯、乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌2分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段120℃，输送段180℃，熔融段190℃，机头200℃(造粒可用冷切)；然后干燥，干燥温度60℃，干燥时间1小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)。
做性能检测试验，结果见表1。
实施例2
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂(即硬脂酸改性氢氧化镁阻燃剂，为现有产品)。
所述的抗氧剂A选自双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯。
所述的抗氧剂B选自β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯。
所述的红磷为蜜胺甲醛树脂囊材微胶囊化的粒径5～10um的红磷。
所述的聚丙烯腈粉末为粒径在10～20um的聚丙烯腈粉末。
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在85℃下干燥1.5小时，氢氧化镁阻燃剂在115℃下干燥2.5小时；
2)、按总重量20kg进行配料(上述配比)，选取聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌2分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段130℃，输送段160℃，熔融段190℃，机头195℃(造粒可用冷切或热切)；然后干燥，干燥温度70℃，干燥时间1小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)。
做性能检测试验，结果见表1。
实施例3
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂(即硬脂酸改性氢氧化镁阻燃剂，为现有产品)。
所述的抗氧剂A选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述的抗氧剂B选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯。
所述的红磷为蜜胺甲醛树脂囊材微胶囊化的粒径5～10um的红磷。
所述的聚丙烯腈粉末为粒径在10～20um的聚丙烯腈粉末。
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在90℃下干燥2小时，氢氧化镁阻燃剂在120℃下干燥3小时；
2)、按总重量20kg进行配料(上述配比)，选取聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌3分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段150℃，输送段180℃，熔融段200℃，机头200℃(造粒可用冷切或热切)；然后干燥，干燥温度80℃，干燥时间0.5小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)。
做性能检测试验，结果见表1。
实施例4
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂(即硬脂酸改性氢氧化镁阻燃剂，为现有产品)。
所述的抗氧剂A选自双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯。
所述的抗氧剂B选自β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯。
所述的红磷为蜜胺甲醛树脂囊材微胶囊化的粒径5～10um的红磷。
所述的聚丙烯腈粉末为粒径在10～20um的聚丙烯腈粉末。
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在90℃下干燥1小时，氢氧化镁阻燃剂在120℃下干燥2小时；
2)、按总重量20kg进行配料(上述配比)，选取聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌3分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段150℃，输送段155℃，熔融段180℃，机头195℃(造粒可用冷切或热切)；然后干燥，干燥温度80℃，干燥时间0.5小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)。
做性能检测试验，结果见表1。
表1
表1中，拉伸强度高，说明本发明机械及加工性能好。
实施例5
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂(即硬脂酸改性氢氧化镁阻燃剂，为现有产品)。
所述的抗氧剂A选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述的抗氧剂B选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯。
一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在90℃下干燥2小时，氢氧化镁阻燃剂在120℃下干燥3小时；
2)、按总重量20kg进行配料(上述配比)，选取聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷(阻燃协效剂)、聚丙烯腈粉末(阻燃协效剂)、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌3分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段150℃，输送段180℃，熔融段200℃，机头200℃(造粒可用冷切或热切)；然后干燥，干燥温度80℃，干燥时间1小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料(产品)。
做性能检测试验，与实施例4相同。
Claims (5)
1.一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于，它由聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷、聚丙烯腈粉末、抗氧剂A和抗氧剂B原料制备而成，各原料所占重量份数为：
2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于：所述的氢氧化镁阻燃剂为硬脂酸改性的氢氧化镁阻燃剂。
3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于：所述的抗氧剂A选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料，其特征在于：所述的抗氧剂B选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯、β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯中的一种。
5.如权利要求1所述的一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，它包括以下工艺步骤：
1)、将聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂分别在烘箱中干燥备用：聚丙烯接枝马来酸酐共聚物在80～90℃下干燥1～2小时，氢氧化镁阻燃剂在110～120℃下干燥2～3小时；
2)、按各原料所占重量份数为：
选取聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、氢氧化镁阻燃剂、红磷、聚丙烯腈粉末、抗氧剂A和抗氧剂B，备用；
3)然后先将聚丙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物投入高速混合机中，再投入氢氧化镁阻燃剂、红磷和聚丙烯腈粉末，最后投入抗氧剂A和抗氧剂B；在常温下低速搅拌2～3分钟至原料混合均匀，得到混合料；
4)将混合料放出加到双螺杆挤出机的喂料槽中，经双螺杆挤出机造粒，螺杆各段温度如下：加料段120～150℃，输送段155～180℃，熔融段180～200℃，机头195～200℃；然后干燥，干燥温度60～80℃，干燥时间0.5～1小时，得到低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料。
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