CN104744865A - 一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆线材料技术领域，具体涉及一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料及其制备方法。所述的环保型电缆护套料的原料包括：氯化聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、填充料、防老剂、抗紫外线剂。本发明所用的氯化聚氯乙烯树脂是PVC树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。延长了其使用寿命，提高耐热性能。

Description

一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆线材料技术领域，具体涉及一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料及其制备方法。

背景技术

电缆在使用时均会在外层增加阻燃护套料，以防止电缆在积聚大量热量而发生火灾。正是这些物料在燃烧时产生大量的烟，这些烟不但会产生大量的有毒物质，而且可以导致人窒息。氢氧化镁具有阻燃、阻滴、销烟、高效租金基材成炭等特性，是常用的阻燃剂。

申请公布号为CN101286381 A的中国专利“高阻燃电缆护套料”公开的是一种制作电缆外层护套的材料。所要解决的技术问题是提供的电缆护套料应具有较高的阻燃性能，且易于工业化生产。技术方案是：高阻燃电缆护套料，包括的成分和质量份是：PVC树脂100，增塑剂25-45，复合稳定剂2-5，润滑剂0.5-1，三氧化三锑4-10，氢氧化铝或氢氧化镁30-100，还包括硼酸锌3-8，助剂0.5-1.5.还包括抗氧剂0.1-0.2重量份。还包括炭黑适量。上述专利虽然能够提高电缆护套料的阻燃性能，但是在制造电缆护套料的过程中，需要加入大量的增塑剂来提高PVC的加工性能和平衡PVC电缆护套料的使用性能，使得PVC电缆护套料的阻燃性能大大降低，甚至变成可燃材料。因此，不适合用于地铁、核电站等需要高阻燃要求的场合使用。

授权公告号为CN 101875735 B的中国专利“一种无卤阻燃电缆护套料及其制备工艺”公开了一种无卤阻燃电缆护套料的配方及其制备工艺。本发明的配方是采用聚烯烃为基体、Mg(OH)2或/ 和Al(OH) 3为阻燃剂、磷腈化合物为协效阻燃剂，避免了采用红磷作为协效阻燃剂所存在的缺陷问题，尤其是避免了现有技术只能配制黑色或紫红色的电缆护套料的局限，可配制各种颜色的电缆护套料。由本发明配方所制备的产品的极限氧指数≥31％、断裂强度≥12MPa、断裂伸长率≥180％、维卡软化点≥65℃、熔体流动速率(MFR)≥1.5g/10min，具有优异的阻燃效果、良好的加工性能、综合力学性能及较高的耐热温度，有广阔的应用前景。虽然上述公开的专利能够提高其阻燃效果和耐热温度，氢氧化铝作为阻燃剂时具有阻燃、抑烟等优点，但其填充量大、与有机聚合物相容性差及失水温度低等缺陷严重限制了其在阻燃市场的深广应用。

申请公告号为CN 103524898 A的中国专利“一种核级电缆护套料”公开了一种核级电缆护套料，由下列按照重量计的组分组成：乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物30-50 份；乙丙橡胶50-70 份；硅橡胶5-10 份；氢氧化镁70-90份；氮化硼5-10 份；抗氧剂4-12 份。本发明核级电缆护套料在90℃温度下使用60 年以后再施加2400KGy 的辐射剂量，护套层无剥落，阻燃效率高，添加量小，分散均匀，不会发生团聚，在满足材料力学性能的同时，能通过单根垂直燃烧（成束B类）试验。上述专利虽然能够利用磷酸镁胺包覆氢氧化镁阻燃剂提高其阻燃效果，但是还是需要在一定时间内进行更换，更换频率高，浪费资源。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料及其制备方法，能够提高其阻燃性能，保护环境，使用期限长。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料，所述的环保型电缆护套料的原料包括：氯化聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、填充料、防老剂、抗紫外线剂。

优选的，所述的原料的消耗量（质量份数）：

氯化聚氯乙烯树脂   50-60份；

增塑剂             10-20份；

润滑剂             10-20份；

阻燃剂             3-7份；

填充料             1-5份；

防老剂             1-5份；

抗紫外线剂         1-5份。

优选的，所述的增塑剂为顺丁烯二酸二丁酯，所述的润滑剂为硅胶，所述的阻燃剂为氢氧化铝微粉，所述的填充料为二硫化钼，所述的防老剂为4-氨基联苯，所述的抗紫外线剂为聚酯纤维。

一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料的制备方法，包括：

1）将上述质量份数的增塑剂、阻燃剂、防老剂、抗紫外剂混合均匀后通过上料机依次加入到密炼机，在密炼机内共混15分钟；将混合均匀的物料放入开炼机中炼塑成熔融料；

2）将熔融料与上述质量份数的氯化聚氯乙烯树脂、润滑剂、填充料加入到高速搅拌锅内进行搅拌；

3）将搅拌好的原料进行冷却，切成粒子，将粒子进行过筛，加入到双螺杆挤出机内，通过挤压系统塑化成均匀的熔体，在压力的作用下，熔体被螺杆连续的挤出机头，即可获得具有高阻燃性能的环保型电缆护套料。

优选的，所述的原料的消耗量（质量份数）：

氯化聚氯乙烯树脂   50-60份；

增塑剂             10-20份；

润滑剂             10-20份；

阻燃剂             3-7份；

填充料             1-5份；

防老剂             1-5份；

抗紫外线剂         1-5份。

优选的，所述的阻燃剂为氢氧化铝微粉，所述的氢氧化铝微粉的制备工艺为：

1）将氢氧化铝和液碱加热使氢氧化铝完全溶解，过滤，离心，获得铝酸钠溶液；

2）将氢氧化铝和水放置到卧式球磨机内制取活性氢氧化铝晶种；

3）向制备好的铝酸钠溶液中边搅拌边加入活性氢氧化铝晶种，种子率为5%，反应温度控制在70℃，在搅拌情况下种分4小时后停止搅拌，自然沉降、过滤，并水洗多次进入压滤机，制得氢氧化铝半成品；

4）向上述氢氧化铝半成品中加入表面改性剂制成氢氧化铝浆状后，加入溶解在丙醇中的0.2%的3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷，搅拌半小时后，过滤烘干，即可获得氢氧化铝微粉。

优选的，所述的氢氧化铝的质量份数为60-90份，液碱的质量份数为20-30份，水的质量份数为10-20份，表面改性剂的质量份数为1-3份，丙醇的质量份数为5-10份，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷的质量份数为3-5份，所述的表面改性剂为N-（β-氨乙基）-α-氨丙基三甲氧基硅烷。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的环保型电缆护套料的原料包括：氯化聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、填充料、防老剂、抗紫外线剂。本发明所用的氯化聚氯乙烯树脂是PVC 树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。延长了其使用寿命，提高耐热性能。

2、本发明所述的增塑剂为顺丁烯二酸二丁酯，所述的润滑剂为硅胶，所述的阻燃剂为氢氧化铝微粉，所述的填充料为二硫化钼，所述的防老剂为4-氨基联苯，对热、氧、臭氧、气候和屈挠等有良好的防护性能。所述的抗紫外线剂为聚酯纤维，能够改善其高温稳定性。本发明使用的阻燃剂为氢氧化铝微粉，本发明提到的氢氧化铝微粉的制备工艺，使得氢氧化铝微粉具有阻燃、消烟和填充等多重功能，能与多种物质产生协同效应，提高电缆护套料的阻燃性能，提高安全性能，保护环境，延长其使用寿命。

3、本发明的工艺制备过程相较于传统工艺来说，制备方法更加简单，生产效率更高，更节能。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的氢氧化铝微粉的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一

如图1、图2所示，本发明所述的一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料的制备方法，按照下列步骤依次进行：

1）将质量份数分别为40份、20份的氢氧化铝和液碱加热使氢氧化铝完全溶解，过滤，离心，获得铝酸钠溶液；

2）将质量份数分别为20份、10份的氢氧化铝和水放置到卧式球磨机内制取活性氢氧化铝晶种；

3）向制备好的铝酸钠溶液中边搅拌边加入活性氢氧化铝晶种，种子率为5%，反应温度控制在70℃，在搅拌情况下种分4小时后停止搅拌，自然沉降、过滤，并水洗多次进入压滤机，制得氢氧化铝半成品；

4）向上述氢氧化铝半成品中加入质量份数为1份的N-（β-氨乙基）-α-氨丙基三甲氧基硅烷制成氢氧化铝浆状后，加入溶解在质量份数为3份的丙醇中的质量份数为3份的0.2%的3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷，搅拌半小时后，过滤烘干，即可获得氢氧化铝微粉；

5）将质量份数分别为10份、3份、1份、1份的顺丁烯二酸二丁酯、氢氧化铝微粉、4-氨基联苯、聚酯纤维混合均匀后通过上料机依次加入到密炼机，在密炼机内共混15分钟；将混合均匀的物料放入开炼机中炼塑成熔融料；

6）将熔融料与质量份数分别为50份、10份、1份的氯化聚氯乙烯树脂、硅胶、二硫化钼加入到高速搅拌锅内进行搅拌；

7）将搅拌好的原料进行冷却，切成粒子，将粒子进行过筛，加入到双螺杆挤出机内，通过挤压系统塑化成均匀的熔体，在压力的作用下，熔体被螺杆连续的挤出机头，即可获得具有高阻燃性能的环保型电缆护套料。

实施例二

与实施例一相比，氢氧化铝的质量份数为75份，液碱的质量份数为25份，水的质量份数为15份，N-（β-氨乙基）-α-氨丙基三甲氧基硅烷的质量份数为2份，丙醇的质量份数为7份，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷的质量份数为4份。氯化聚氯乙烯树脂的质量份数为55份；顺丁烯二酸二丁酯的质量份数为15份；硅胶的质量份数为15份；氢氧化铝微粉的质量份数为5份；二硫化钼的质量份数为3份；4-氨基联苯的质量份数为3份；聚酯纤维的质量份数为3份。其它工艺流程与实施例一相同。

实施例三

与实施例一相比，氢氧化铝的质量份数为90份，液碱的质量份数为30份，水的质量份数为20份，N-（β-氨乙基）-α-氨丙基三甲氧基硅烷的质量份数为3份，丙醇的质量份数为10份，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷的质量份数为5份。氯化聚氯乙烯树脂的质量份数为60份；顺丁烯二酸二丁酯的质量份数为20份；硅胶的质量份数为20份；氢氧化铝微粉的质量份数为7份；二硫化钼的质量份数为5份；4-氨基联苯的质量份数为5份；聚酯纤维的质量份数为5份。其它工艺流程与实施例一相同。

表一  电缆护套料的材料性能

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料，其特征在于：所述的环保型电缆护套料的原料包括：氯化聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、填充料、防老剂、抗紫外线剂。

2.根据权利要求1所述的一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料，其特征在于：所述的原料的消耗量（质量份数）：

氯化聚氯乙烯树脂   50-60份；

增塑剂             10-20份；

润滑剂             10-20份；

阻燃剂             3-7份；

填充料             1-5份；

防老剂             1-5份；

抗紫外线剂         1-5份。

3.根据权利要求2所述的一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料，其特征在于：所述的增塑剂为顺丁烯二酸二丁酯，所述的润滑剂为硅胶，所述的阻燃剂为氢氧化铝微粉，所述的填充料为二硫化钼，所述的防老剂为4-氨基联苯，所述的抗紫外线剂为聚酯纤维。

4.一种制备权利要求1-3所述的具有高阻燃性能的环保型电缆护套料的方法，其特征在于：

将上述质量份数的增塑剂、阻燃剂、防老剂、抗紫外剂混合均匀后通过上料机依次加入到密炼机，在密炼机内共混15分钟；将混合均匀的物料放入开炼机中炼塑成熔融料；将熔融料与上述质量份数的氯化聚氯乙烯树脂、润滑剂、填充料加入到高速搅拌锅内进行搅拌；将搅拌好的原料进行冷却，切成粒子，将粒子进行过筛，加入到双螺杆挤出机内，通过挤压系统塑化成均匀的熔体，在压力的作用下，熔体被螺杆连续的挤出机头，即可获得具有高阻燃性能的环保型电缆护套料。

5.根据权利要求4所述的一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料的制备方法，其特征在于：所述的原料的消耗量（质量份数）：

氯化聚氯乙烯树脂   50-60份；

增塑剂             10-20份；

润滑剂             10-20份；

阻燃剂             3-7份；

填充料             1-5份；

防老剂             1-5份；

抗紫外线剂         1-5份。

6.根据权利要求4所述的一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料的制备方法，其特征在于：所述的阻燃剂为氢氧化铝微粉，所述的氢氧化铝微粉的制备工艺为：

将氢氧化铝和液碱加热使氢氧化铝完全溶解，过滤，离心，获得铝酸钠溶液；

 将氢氧化铝和水放置到卧式球磨机内制取活性氢氧化铝晶种；

向制备好的铝酸钠溶液中边搅拌边加入活性氢氧化铝晶种，种子率为5%，反应温度控制在70℃，在搅拌情况下种分4小时后停止搅拌，自然沉降、过滤，并水洗多次进入压滤机，制得氢氧化铝半成品；

向上述氢氧化铝半成品中加入表面改性剂制成氢氧化铝浆状后，加入溶解在丙醇中的0.2%的3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷，搅拌半小时后，过滤烘干，即可获得氢氧化铝微粉。

7.根据权利要求6所述的一种具有高阻燃性能的环保型电缆护套料的制备方法，其特征在于：所述的氢氧化铝的质量份数为60-90份，液碱的质量份数为20-30份，水的质量份数为10-20份，表面改性剂的质量份数为1-3份，丙醇的质量份数为5-10份，3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷的质量份数为3-5份，所述的表面改性剂为N-（β-氨乙基）-α-氨丙基三甲氧基硅烷。