CN104961962B - 一种具有阻燃效果的复合电缆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有阻燃效果的复合电缆材料及其制备方法，用重量百分含量表示，其包括如下分量的原料：低密度聚乙烯25‑35%、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10‑15%、氰酸酯树脂 10‑15%、复合阻燃剂30‑40%、红磷5‑10%。本发明所述的阻燃复合电缆材料，以低密度聚乙烯为主原料，并添加乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和氰酸酯树脂作为改性剂，同时添加了以碳酸氢钠为主的复合阻燃剂，并使用红磷为阻燃增效剂，使复合阻燃剂和红磷发生阻燃协同效应，极大的提高了该线缆材料的阻燃性，同时其拉伸强度和断裂伸长率均高于同行业相对水准，制造成本相对较低，最重要的是其不含有卤素，在发生燃烧时，不会有有毒物质产生，在扑救时不会对人的身体产生危害。

Description

一种具有阻燃效果的复合电缆材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合电缆材料技术领域，具体是指一种具有阻燃效果的复合电缆材料及其制备方法。

背景技术

电线电缆作为能量和信息的传输体，在各个领域都得到广泛的应用。它们大多数都采用塑料和橡胶作绝缘和护套材料，当其受热、熔化、分解后，会产生可燃性气体，使得火灾发生，我国仅由于电缆引起的火灾损失，每年达50亿以上，因此，电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注。

最初阻燃原材料采用的是含有卤素聚合物，但是含卤材料在加热分解或燃烧过程中，会产生大量有毒的和腐蚀性的卤化氢气体及烟雾，妨碍了救火和人员疏散，腐蚀仪器和设备。因而有必要开发阻燃机理不同和不产生卤化氢气体的低烟、无毒、无腐蚀性的无卤阻燃电缆材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有阻燃效果的复合电缆材料及其制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种具有阻燃效果的复合电缆材料，其特征在于：用重量百分含量表示，包括如下分量的原料：

低密度聚乙烯 25-35%

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10-15%

氰酸酯树脂 10-15%

复合阻燃剂 30-40%

红磷 5-10%。

为了更好地实现本发明，进一步地，公开了原料的具体分量，用重量百分含量表示，如下：

低密度聚乙烯 30%

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 12%

氰酸酯树脂 15%

复合阻燃剂 35%

红磷 8%。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.2-2g/10min。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA的重量百分比为15%。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述复合阻燃剂由30-50wt%碳酸氢钠、10-15wt%有机硅微球、20-30wt%黄锑石粉、15-25wt%可膨胀石墨粉、5-10wt%羟基锡酸锌组成的混合物。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述红磷为微胶囊化红磷。

一种具有阻燃效果的复合电缆材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将复合阻燃剂加入烘烤箱烘干，之后将干燥的阻燃剂加入高速混合器，同时在高速混合器内加入氰酸酯树脂，进行高速混合；

（2）从高速混合器中取出混合物加入到密炼机中，并在密炼机中加入低密度聚乙烯和微胶囊化红磷进行均匀密炼，之后将其放入切粒机中，使其拉条切粒；

（3）再将获得的颗粒放入双螺杆造粒机中，并加入通过乙烯-醋酸乙烯，进行造粒，从而获得具有阻燃效果的复合电缆材料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明所述的阻燃复合电缆材料，以低密度聚乙烯为主原料，并添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和氰酸酯树脂作为改性剂，同时添加了以碳酸氢钠为主的复合阻燃剂，并使用红磷为阻燃增效剂，使复合阻燃剂和红磷发生阻燃协同效应，极大的提高了该线缆材料的阻燃性，同时其拉伸强度和断裂伸长率均高于同行业相对水准，制造成本相对较低，最重要的是其不含有卤素，在发生燃烧时，不会有有毒物质产生，在扑救时不会对人的身体产生危害，该电缆材料具有广阔的市场前景，适宜广泛推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

实施例：

本发明所述的复合电缆材料，用重量百分含量表示，原料的分量如下：

低密度聚乙烯 30%

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 12%

氰酸酯树脂 15%

复合阻燃剂 35%

红磷 8%。

其中，所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.2-2g/10min；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA的重量百分比为14%；所述复合阻燃剂由40wt%碳酸氢钠、12wt%有机硅微球、20wt%黄锑石粉、20wt%可膨胀石墨粉、8wt%羟基锡酸锌组成的混合物；所述红磷为微胶囊化红磷。

一种具有阻燃效果的复合电缆材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将复合阻燃剂加入烘烤箱烘干，之后将干燥的阻燃剂加入高速混合器，同时在高速混合器内加入氰酸酯树脂，进行高速混合；

（2）从高速混合器中取出混合物加入到密炼机中，并在密炼机中加入低密度聚乙烯和微胶囊化红磷进行均匀密炼，之后将其放入切粒机中，使其拉条切粒；

（3）再将获得的颗粒放入双螺杆造粒机中，并加入通过乙烯-醋酸乙烯，进行造粒，从而获得具有阻燃效果的复合电缆材料。

由于低密度聚乙烯的阻燃性很差，氧指数只有17左右，要大幅度地提高其氧指数具有较大的困难，而且低密度聚乙烯是非极性材料，与极性较强的阻燃剂溶度极参数相差很大，因此必须对此加以改性，因此在低密度聚乙烯中加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和氰酸酯树脂，加入上述两者成分后，不仅可以提高低密度聚乙烯的物理机械性能，还可以改善低密度聚乙烯的阻燃性能，特别是机械性能。

低密度聚乙烯加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和氰酸酯树脂后，共混体系的力学性能和阻燃性能的变化，如表1所示。

表1 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和氰酸酯树脂的加入对低密度聚乙烯性能的影响

由表1可知乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和氰酸酯树脂的加入，不仅改善了低密度聚乙烯的力学性能，而且还改善了其阻燃性能，但同时会降低材料的电气性能，。

本发明采用的复合阻燃剂为碳酸氢钠、有机硅微球、黄锑石粉、可膨胀石墨粉、羟基锡酸锌组成的混合物，具有抑烟、阻燃、可填充量大、燃烧时无二次污染的特点。与其它无机阻燃剂相比，在低密度聚乙烯中分散性好，又易于与红磷产生阻燃协同效应。

同时，我们采用复合阻燃剂与微胶囊化的红磷相互协同作用，不仅能均匀地分散在本体系中，而且改善了体系的共混工艺性能，对其力学性能影响较小，见表2。

表2 复合阻燃剂与微胶囊化的红磷对共混体系力学性能和阻燃性能的影响

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种具有阻燃效果的复合电缆材料，其特征在于：用重量百分含量表示，包括如下的原料：

低密度聚乙烯 30%

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 12%

氰酸酯树脂 15%

复合阻燃剂 35%

微胶囊化红磷 8%，

所述复合阻燃剂是由30-50wt%碳酸氢钠、10-15wt%有机硅微球、20-30wt%黄锑石粉、15-25wt%可膨胀石墨粉、5-10wt%羟基锡酸锌组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种具有阻燃效果的复合电缆材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.2-2g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种具有阻燃效果的复合电缆材料，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA的重量百分比为14%。

4.一种如权利要求1所述的具有阻燃效果的复合电缆材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将复合阻燃剂加入烘烤箱烘干，之后将干燥的阻燃剂加入高速混合器，同时在高速混合器内加入氰酸酯树脂，进行高速混合；

（2）从高速混合器中取出混合物加入到密炼机中，并在密炼机中加入低密度聚乙烯和微胶囊化红磷进行均匀密炼，之后将其放入切粒机中，使其拉条切粒；

（3）再将获得的颗粒放入双螺杆造粒机中，并加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，进行造粒，从而获得具有阻燃效果的复合电缆材料。