CN104130523A - 电缆用阻燃塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆用阻燃塑料及其制备方法，该方法为将聚氯乙烯、聚碳酸酯、磷酸三苯酯、硼酸锌、氧化铬、MBS树脂、羟甲基淀粉、有机蒙脱土、纳米二氧化钛、填充剂、润滑剂和增塑剂混合并挤出成型以制得电缆用阻燃塑料；相对于100重量份的聚氯乙烯，聚碳酸酯为25-35重量份，磷酸三苯酯为25-35重量份，硼酸锌为2.5-4重量份，氧化铬为0.5-1.5重量份，MBS树脂为7-12重量份，羟甲基淀粉为3-5重量份，有机蒙脱土为9-15重量份，纳米二氧化钛为0.3-0.8重量份，填充剂为25-35重量份，润滑剂为1-4重量份，增塑剂为13-17重量份。该塑料具有优异的阻燃、绝缘和力学性能。

Description

电缆用阻燃塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料领域，具体地，涉及一种电缆用阻燃塑料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯塑料具有良好的物理性能，适合作为低压电缆绝缘层材料。现有的聚氯乙烯塑料对齐阻燃性能要求不高，但是有些场合对作为电缆的绝缘层的聚氯乙烯塑料的阻燃性要求较高。氧指数用于衡量塑料的阻燃性能，氧指数越高，阻燃性越好。现有的电缆用阻燃塑料的氧指数在30左右，难以满足高阻燃的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电缆用阻燃塑料，该电缆用阻燃塑料具有优异的氧指数，且具有优异的机械性能，同时制备该电缆用阻燃塑料的方法步骤简单，原料易得。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电缆用阻燃塑料的制备方法，所述制备方法包括将聚氯乙烯、聚碳酸酯、磷酸三苯酯、硼酸锌、氧化铬、MBS树脂、羟甲基淀粉、有机蒙脱土、纳米二氧化钛、填充剂、润滑剂和增塑剂混合并挤出成型以制得所述电缆用阻燃塑料；
其中，相对于100重量份的聚氯乙烯，所述聚碳酸酯的用量为25-35重量份，所述磷酸三苯酯的用量为25-35重量份，所述硼酸锌的用量为2.5-4重量份，所述氧化铬的用量为0.5-1.5重量份，所述MBS树脂的用量为7-12重量份，所述羟甲基淀粉的用量为3-5重量份，所述有机蒙脱土的用量为9-15重量份，所述纳米二氧化钛的用量为0.3-0.8重量份，所述填充剂的用量为25-35重量份，所述润滑剂的用量为1-4重量份，所述增塑剂的用量为13-17重量份。
本发明还提供了一种电缆用阻燃塑料，所述电缆用阻燃塑料根据上述的制备方法所制得。
通过上述技术方案，本发明通过将聚氯乙烯、聚碳酸酯、磷酸三苯酯、硼酸锌、氧化铬、MBS树脂、羟甲基淀粉、有机蒙脱土、纳米二氧化钛、填充剂、润滑剂和增塑剂相混合并挤出成型制得电缆用阻燃塑料，该塑料不仅具有优异的阻燃和绝缘性能，同时该塑料还有优异的力学性能。另外制备该塑料的方法简单，原料易得。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种电缆用阻燃塑料的制备方法，所述制备方法包括将聚氯乙烯、聚碳酸酯、磷酸三苯酯、硼酸锌、氧化铬、MBS树脂、羟甲基淀粉、有机蒙脱土、纳米二氧化钛、填充剂、润滑剂和增塑剂混合并挤出成型以制得所述电缆用阻燃塑料；其中，相对于100重量份的聚氯乙烯，所述聚碳酸酯的用量为25-35重量份，所述磷酸三苯酯的用量为25-35重量份，所述硼酸锌的用量为2.5-4重量份，所述氧化铬的用量为0.5-1.5重量份，所述MBS树脂的用量为7-12重量份，所述羟甲基淀粉的用量为3-5重量份，所述有机蒙脱土的用量为9-15重量份，所述纳米二氧化钛的用量为0.3-0.8重量份，所述填充剂的用量为25-35重量份，所述润滑剂的用量为1-4重量份，所述增塑剂的用量为13-17重量份。
在本发明中，聚氯乙烯、聚碳酸酯和MBS树脂可以为本领域技术人员公知的任何一种，为了使得制得的电缆用阻燃塑料具有更优异的阻燃性能，优选地，所述聚氯乙烯的聚合度为3000-4000，所述聚碳酸酯的聚合度为5000-7000，所述MBS树脂的聚合度为1500-5000。
在本发明中，纳米二氧化钛的粒径可以在宽的范围内选择，为了使得制得的电缆用阻燃塑料具有更优异的阻燃性能，优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为1-10nm。
在本发明中，填充剂可以为本领域技术人员公知的任何一种塑料填充剂，为了使得制得的电缆用阻燃塑料具有更优异的阻燃性能，优选地，所述填充剂为碳酸钙、陶土、硅酸盐或滑石粉中的一种或多种。
在本发明中，润滑剂可以为本领域技术人员公知的任何一种塑料填充剂，为了使得制得的电缆用阻燃塑料具有更优异的阻燃性能，优选地，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、聚氯乙烯蜡、石蜡或油酸酰胺中的一种或多种。
在本发明中，增塑剂可以为本领域技术人员公知的任何一种塑料填充剂，为了使得制得的电缆用阻燃塑料具有更优异的阻燃性能，优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物、对苯二甲酸酯类化合物或偏苯三酸酯类化合物中的一种或多种。
另外，在本发明中，为了使得制得的电缆用阻燃塑料具有更优异的阻燃性能，优选地，所述挤出成型的温度为135-155℃。
本发明还提供了一种电缆用阻燃塑料，所述电缆用阻燃塑料根据上述的制备方法所制得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，拉伸强度参数是通过GB1040-2006的方法测得，断裂伸长率参数是通过GB1040-2006的方法测得，氧指数是通过GB2406-2009的方法测得，20℃下的体积电阻率是通过GB1410-2006的方法测得。
聚氯乙烯是东莞市春捷塑胶有限公司的产品，聚碳酸酯是东莞市正基圣化工有限公司的产品，磷酸三苯酯是张家港雅瑞化工有限公司的产品，硼酸锌是佛山市天信多元环保材料有限公司的产品，氧化铬是广州展飞化工科技有限公司的产品，MBS树脂是广州市泓畅化工科技有限公司的产品，羟甲基淀粉是任丘市亿邦化工有限公司的产品，有机蒙脱土是灵寿县胜翔矿产品加工厂的产品，纳米二氧化钛是上海江富实业有限公司的产品，碳酸钙是清远市高峰粉体有限公司的产品，硬脂酸是淄博丰森油脂化工有限公司的产品，邻苯二甲酸酯是广州市彬豪化工有限公司的产品。
实施例1
将聚氯乙烯100kg、聚碳酸酯40kg、磷酸三苯酯30kg、硼酸锌3.1kg、氧化铬1kg、MBS树脂9kg、羟甲基淀粉4kg、有机蒙脱土13kg、纳米二氧化钛0.6kg、碳酸钙30kg、硬脂酸3kg和邻苯二甲酸酯15kg先混合8min，然后在双螺杆挤出造粒机中将温度设为140℃进行挤出造粒，得到电缆用阻燃塑料A1。其中，聚氯乙烯的聚合度为3500，聚碳酸酯的聚合度为6000，MBS树脂的聚合度为3000，纳米二氧化钛的粒径为5nm。
该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.6Mpa，断裂伸长率为254％，氧指数为56，20℃下的体积电阻率为2.4×1011Ω·m。
实施例2
将聚氯乙烯100kg、聚碳酸酯30kg、磷酸三苯酯25kg、硼酸锌2.5-4kg、氧化铬0.5kg、MBS树脂7kg、羟甲基淀粉3kg、有机蒙脱土9kg、纳米二氧化钛0.3kg、碳酸钙25kg、硬脂酸1kg和邻苯二甲酸酯13kg先混合6min，然后在双螺杆挤出造粒机中将温度设为135℃进行挤出造粒，得到电缆用阻燃塑料A2。
该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.3Mpa，断裂伸长率为247％，氧指数为55，20℃下的体积电阻率为2.3×1011Ω·m。
实施例3
将聚氯乙烯100kg、聚碳酸酯45kg、磷酸三苯酯35kg、硼酸锌4kg、氧化铬1.5kg、MBS树脂12kg、羟甲基淀粉5kg、有机蒙脱土15kg、纳米二氧化钛0.8kg、碳酸钙35kg、硬脂酸4kg和邻苯二甲酸酯17kg先混合10min，然后在双螺杆挤出造粒机中将温度设为155℃进行挤出造粒，得到电缆用阻燃塑料A3。
该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.4Mpa，断裂伸长率为248％，氧指数为54，20℃下的体积电阻率为2.3×1011Ω·m。
实施例4
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A4，所不同的是聚氯乙烯的聚合度为3000。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.3Mpa，断裂伸长率为244％，氧指数为53，20℃下的体积电阻率为2.3×1011Ω·m。
实施例5
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A5，所不同的是聚氯乙烯的聚合度为4000。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.2Mpa，断裂伸长率为249％，氧指数为54，20℃下的体积电阻率为2.4×1011Ω·m。
实施例6
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A6，所不同的是聚碳酸酯的聚合度为5000。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为14.9Mpa，断裂伸长率为245％，氧指数为53，20℃下的体积电阻率为2.2×1011Ω·m。
实施例7
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A7，所不同的是所不同的是聚碳酸酯的聚合度为7000。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.3Mpa，断裂伸长率为250％，氧指数为51，20℃下的体积电阻率为2.3×1011Ω·m。
实施例8
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A8，所不同的是MBS树脂的聚合度为1500。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.4Mpa，断裂伸长率为246％，氧指数为54，20℃下的体积电阻率为2.4×1011Ω·m。
实施例9
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A9，所不同的是MBS树脂的聚合度为5000。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.2Mpa，断裂伸长率为253％，氧指数为52，20℃下的体积电阻率为2.2×1011Ω·m。
实施例10
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A10，所不同的是纳米二氧化钛的粒径为1nm。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.1Mpa，断裂伸长率为245％，氧指数为50，20℃下的体积电阻率为2.4×1011Ω·m。
实施例11
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料A11，所不同的是纳米二氧化钛的粒径为10nm。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为15.1Mpa，断裂伸长率为249％，氧指数为53，20℃下的体积电阻率为2.3×1011Ω·m。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B1，所不同的是硼酸锌的用量为1.5kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为13.0Mpa，断裂伸长率为211％，氧指数为33，20℃下的体积电阻率为1.5×1011Ω·m。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B2，所不同的是硼酸锌的用量为5kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为12.6Mpa，断裂伸长率为197％，氧指数为29，20℃下的体积电阻率为1.8×1011Ω·m。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B3，所不同的是纳米二氧化钛的用量为0.1kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为12.4Mpa，断裂伸长率为194％，氧指数为25，20℃下的体积电阻率为1.8×1011Ω·m。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B4，所不同的是纳米二氧化钛的用量为0.1kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为13.9Mpa，断裂伸长率为189％，氧指数为25，20℃下的体积电阻率为1.9×1011Ω·m。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B5，所不同的是磷酸三苯酯的用量为10kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为13.7Mpa，断裂伸长率为160％，氧指数为27，20℃下的体积电阻率为1.7×1011Ω·m。
对比例6
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B6，所不同的是磷酸三苯酯的用量为50kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为14.3Mpa，断裂伸长率为174％，氧指数为36，20℃下的体积电阻率为1.8×1011Ω·m。
对比例7
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B7，所不同的是羟甲基淀粉的用量为1kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为12.8Mpa，断裂伸长率为152％，氧指数为34，20℃下的体积电阻率为1.7×1011Ω·m。
对比例8
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B8，所不同的是羟甲基淀粉的用量为7kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为13.9Mpa，断裂伸长率为163％，氧指数为37，20℃下的体积电阻率为1.7×1011Ω·m。
对比例9
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B9，所不同的是聚碳酸酯的用量为20kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为13.5Mpa，断裂伸长率为165％，氧指数为37，20℃下的体积电阻率为1.8×1011Ω·m。
对比例10
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B10，所不同的是聚碳酸酯的用量为60kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为12.9Mpa，断裂伸长率为158％，氧指数为37，20℃下的体积电阻率为1.7×1011Ω·m。
对比例11
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B11，所不同的是MBS树脂的用量为5kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为13.7Mpa，断裂伸长率为177％，氧指数为39，20℃下的体积电阻率为1.7×1011Ω·m。
对比例12
按照实施例1的方法进行制得电缆用阻燃塑料B11，所不同的是MBS树脂的用量为15kg。该电缆用阻燃塑料的拉伸强度为14.0Mpa，断裂伸长率为146％，氧指数为38，20℃下的体积电阻率为1.8×1011Ω·m。
由上述实施例和对比例可知，本发明提供的电缆用阻燃塑料不仅具有优异的绝缘和阻燃性能，还具有优异的力学性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种电缆用阻燃塑料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将聚氯乙烯、聚碳酸酯、磷酸三苯酯、硼酸锌、氧化铬、MBS树脂、羟甲基淀粉、有机蒙脱土、纳米二氧化钛、填充剂、润滑剂和增塑剂混合并挤出成型以制得所述电缆用阻燃塑料；
其中，相对于100重量份的聚氯乙烯，所述聚碳酸酯的用量为25-35重量份，所述磷酸三苯酯的用量为25-35重量份，所述硼酸锌的用量为2.5-4重量份，所述氧化铬的用量为0.5-1.5重量份，所述MBS树脂的用量为7-12重量份，所述羟甲基淀粉的用量为3-5重量份，所述有机蒙脱土的用量为9-15重量份，所述纳米二氧化钛的用量为0.3-0.8重量份，所述填充剂的用量为25-35重量份，所述润滑剂的用量为1-4重量份，所述增塑剂的用量为13-17重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚氯乙烯的聚合度为3000-4000，所述聚碳酸酯的聚合度为5000-7000，所述MBS树脂的聚合度为1500-5000。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述纳米二氧化钛的粒径为1-10nm。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的制备方法，其中，所述填充剂为碳酸钙、陶土、硅酸盐或滑石粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1-3中的任意一项所述的制备方法，其中，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸酯、聚氯乙烯蜡、石蜡或油酸酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1-3中的任意一项所述的制备方法，其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物、对苯二甲酸酯类化合物或偏苯三酸酯类化合物中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3中的任意一项所述的制备方法，其中，所述挤出成型的温度为135-155℃。
8.一种电缆用阻燃塑料，其特征在于，所述电缆用阻燃塑料根据权利要求1-7中的任意一项所述的制备方法所制得。
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