CN102888048B - 一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及 一 种 基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其由 PE 基树脂、无机阻燃剂以及多种助剂经物理均匀混合并在高温下粘连制成，所述的无机阻燃剂由玻璃形成剂、助熔剂以及乳浊剂在低于 900 度的温度下快速成釉而成，在高温过程中，无机阻燃剂通过玻璃化机理，在电线电缆表面形成致密牢固的覆盖层，该覆盖层一方面可以更好的实现隔绝阻燃，提高其阻燃效果，另一方面致密牢固的覆盖层可以保证电线电缆在短时间内还保持基本功能，而且致密牢固的覆盖层保证电缆绝缘或护套不低落，不延燃，可以抑制火势扩散。

Description

一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料

技术领域

本发明涉及电线电缆护套料，尤其涉及一种低烟无卤阻燃线缆护套料。

背景技术

目前国内线缆护套低烟无卤阻燃体系主要集中在两个方向：一是有机磷氮类；二是无机水合物类。有机磷氮类阻燃剂种类较多，主要阻燃机理是利用其成炭后的覆盖作用。其缺点是分子量小，成炭后易滴落。无机水合物阻燃主要依靠无机水合物在高温下失水吸热进行阻燃，常用阻燃剂是氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等。使用该型阻燃剂的低烟无卤料，在制成阻燃电线电缆后存在低烟无卤的优势，但是阻燃效果差，主要是两方面劣势：一是无法持续保护电线电缆，当其脱水完成后还不能自熄的话，会导致电线电缆持续猛烈燃烧，使电线电缆丧失基本功能；二是滴落延燃，该型阻燃剂脱水后形成松散结构，无法根本避免滴落、延燃导致的火势扩散。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于玻璃化机理能够有效形成覆盖层从而提高阻燃效果的低烟无卤线缆护套料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其由PE基树脂、无机阻燃剂以及多种助剂经物理均匀混合并在高温下粘连制成，所述的无机阻燃剂由玻璃形成剂、助熔剂以及乳浊剂在低于900度的温度下快速成釉而成，所述的玻璃形成剂为二氧化硅、三氧化二硼、五氧化二磷、二氧化锗中的一种或两种以上组合，所述的助熔剂为氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化镁、氧化钙、氧化铅、氟化钙中的一种或两种以上组合，所述的乳浊剂主要由悬浮乳浊剂、析晶乳浊剂、胶体乳浊剂组成，成釉的无机阻燃剂粉末细度高于1000目。

进一步地，所述的PE基树脂、无机阻燃剂以及多种助剂组分为：PE基树脂为36%~41%；无机阻燃剂为54%~60%；助剂占为4%~8%。

所述的无机阻燃剂的各组分为：玻璃形成剂为45%~55%；助熔剂为    40%~49%；乳浊剂为5%~10%。

所述的PE基树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

所述的多种助剂包括抗氧剂、润滑剂、增塑剂等。

所述的悬浮乳浊剂为二氧化锡、二氧化锗、氧化锆、三氧化二锑的一种或两种以上组合；所述的析晶乳浊剂为硅酸锆、氧化钛的一种或组合；所述的胶体乳浊剂为碳、硫、磷、氟中的一种或两种以上组合。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明线缆护套料中的无机阻燃剂采用玻璃形成剂、助熔剂以及乳浊剂在低温下快速成釉而成，玻璃形成剂在高温过程中，形成玻璃相。助熔剂则可促进高温化学反应，加速高熔点晶体结构断裂和形成低熔点共熔物。乳浊剂具有使釉层失透有覆盖能力。即无机阻燃剂在高温过程中，通过玻璃化机理，在电线电缆表面形成致密牢固的覆盖层，该覆盖层一方面可以更好的实现隔绝阻燃，提高其阻燃效果，另一方面致密牢固的覆盖层可以保证电线电缆在短时间内还保持基本功能，而且致密牢固的覆盖层保证线缆绝缘或护套不低落，不延燃，可以抑制火势扩散。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

本发明的低烟无卤阻燃线缆护套料，其由PE基树脂、无机阻燃剂以及多种助剂经物理均匀混合并在高温下粘连制成。

上述三种物质可按照如下配比：PE基树脂为36%~41%；无机阻燃剂为54%~60%；助剂占为4%~8%。

其中，PE基树脂可优选乙烯-醋酸乙烯共聚物。助剂包括抗氧剂、润滑剂、增塑剂等。

无机阻燃剂为本发明的核心组分，其由玻璃形成剂、助熔剂以及乳浊剂在低于900度温度下快速成型。成型后的无机阻燃剂类似釉料，其为粉末状，细度高于1000目。上述制成无机阻燃剂的组分中，玻璃形成剂主要用于形成玻璃相，助熔剂用于促进高温化学反应，加速高熔点晶体结构断裂和形成低熔点共熔物；乳浊剂用于使得仿釉层失透有覆盖能力。

具体地，玻璃形成剂主要由二氧化硅SiO ₂ 、三氧化二硼B ₂ O ₃ 、五氧化二磷P ₂ O ₅ 、二氧化锗GeO ₂ 中的一种或两种以上组合而成；助熔剂主要由氧化锂Li ₂ O、氧化钾K ₂ O、氧化钠Na ₂ O、氧化镁MgO、氧化钙CaO、氧化铅PbO、氟化钙CaF ₂ 中的一种或两种以上组合而成；乳浊剂由悬浮乳浊剂、析晶乳浊剂、胶体乳浊剂组成，其中，悬浮乳浊剂为二氧化锡SnO ₂ 、二氧化锗GeO ₂ 、氧化锆ZrO ₂ 、三氧化二锑Sb ₂ O ₃ 的一种或两种以上组合；析晶乳浊剂为硅酸锆ZrSiO ₄ 、氧化钛TiO ₂ 的一种或组合；所述的胶体乳浊剂为碳C、硫S、磷P、氟F中的一种或两种以上组合。

根据具体线缆使用场合，无机阻燃剂中的玻璃形成剂、助熔剂及乳浊剂的混合比例可为：所述的无机阻燃剂的各组分为：玻璃形成剂为45%~55%；助熔剂为40%~49%；乳浊剂为5%~10%。

本发明低烟无卤线缆护套料机理为：该材料使用的无机阻燃剂在燃烧时，玻璃形成剂熔融后原有的晶体结构被破坏，与低熔点的助熔剂形成共熔物，该共熔物为无机网状结构，当其冷却后会形成无定形的玻璃态物质。使用该材料的线缆在进行燃烧试验时，该材料形成的玻璃态物质连续紧密的覆盖于导体表面，形成无机覆盖层。其有三点作用，第一无机覆盖层可以隔绝空气，利用覆盖作用进行阻燃；第二无机覆盖层是连续紧密的包覆导体，可在短时间内保护导体持续工作；第三连续紧密的覆盖层不会脱落，不会延燃，可以抑制火势的持续传播。

本发明的特点是利用具有玻璃化机理的无机阻燃剂，在与普通无机水合物阻燃剂同等用量的情况下，进一步提高阻燃效果，并且能保证线缆在实际使用中遇到火灾时有短时间的自我保护。

实施例一：

本发明低烟无卤阻燃护套料由38.5%的树脂、57.5%的无机阻燃剂和4%的助剂组成。其中，基料由60%的乙烯-醋酸乙烯酯树脂、10%的聚乙烯弹性体、15%的聚乙烯、15%的聚乙烯基相容剂组成；无机阻燃剂由99.5%的玻璃化无机阻燃剂和0.5%的钛酸酯偶联剂组成；助剂由45%的抗氧剂、15%的抗铜剂、10%的硬脂酸和硬脂酸盐、20%的硅酮和10%的炭黑色粉组成。本实施例可以达到密度1.45g/cm ³ ,拉伸强度9.5Mpa，断裂伸长率180%，氧指数29，烟密度69.该实施例在挤出条形材垂直燃烧时，有明显的玻璃化覆盖物。

实施例二：

本发明低烟无卤阻燃护套料由40%的树脂、56%的无机阻燃剂和4%的助剂组成。其中，基料由60%的乙烯-醋酸乙烯酯树脂、10%的聚乙烯弹性体、15%的聚乙烯、15%的聚乙烯基相容剂组成；无机阻燃剂由86%的玻璃化无机阻燃剂、13.5%的二氧化硅和0.5%的钛酸酯偶联剂组成；助剂由40%的抗氧剂、10%的抗铜剂、10%的硬脂酸和硬脂酸盐、10%的硅酮、15%的二甲基硅油和15%的炭黑色粉组成。本实施例可以达到密度1.42g/cm ³ ，拉伸强度11.2Mpa，断裂伸长率170%，氧指数31，烟密度50。该实施例在挤出条形材垂直燃烧时，有明显的玻璃化覆盖物。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其由PE基树脂、无机阻燃剂以及多种助剂经物理均匀混合并在高温下粘连制成，其特征在于：所述的无机阻燃剂由玻璃形成剂、助熔剂以及乳浊剂在低于900摄氏度的温度下快速成釉而成，所述的玻璃形成剂为二氧化硅、三氧化二硼、五氧化二磷、二氧化锗中的一种或两种以上组合，所述的助熔剂为氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化镁、氧化钙、氧化铅、氟化钙中的一种或两种以上组合，所述的乳浊剂主要由悬浮乳浊剂和析晶乳浊剂及胶体乳浊剂组成，成釉的无机阻燃剂粉末细度高于1000目。

2.根据权利要求1所述的一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其特征在于：所述的PE基树脂、无机阻燃剂以及多种助剂各组分重量百分比为：

PE基树脂   36%~41%；

无机阻燃剂  54%~60%；

助剂       4%~8%。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其特征在于：所述的无机阻燃剂的各组分重量百分比为：

玻璃形成剂  45%~55%；

助熔剂      40%~49%；

乳浊剂      5%~10%。

4.根据权利要求1所述的一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其特征在于：所述的PE基树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

5.根据权利要求1所述的一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其特征在于：所述的多种助剂包括抗氧剂、润滑剂和增塑剂。

6.根据权利要求1所述的一种基于玻璃化机理形成的低烟无卤阻燃线缆护套料，其特征在于：所述的悬浮乳浊剂为二氧化锡、二氧化锗、氧化锆、三氧化二锑的一种或两种以上组合；所述的析晶乳浊剂为硅酸锆、氧化钛的一种或组合；所述的胶体乳浊剂为碳、硫、磷、氟中的一种或两种以上组合。