CN105038026A - 一种阻燃抑烟pvc电线槽及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻燃抑烟PVC电线槽，所述PVC电线槽按重量份数由以下原料组成：聚氯乙烯树脂100份；轻质碳酸钙5～25份；热稳定剂？2～6份；添加型阻燃剂2～20份；抗冲改性剂2～15份；加工助剂0.5～3份；润滑剂0.5～3份；颜料0.1～2份；其中，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为1～4:1～6:1～10的比例组成；本发明通过在PVC电线槽的原料中应用添加型阻燃剂，使得PVC电线槽在受热条件下难以燃烧，即便因受热温度过高而引起燃烧时也不会产生大量浓烟，具有良好的阻燃抑烟效果，从而减少火灾发生时的人员伤亡；同时，本发明提供的添加型阻燃剂对PVC电线槽的机械性能影响较小，制备得到的PVC电线槽具有良好的机械性能和阻燃抑烟性能。
Description
技术领域
本发明涉及化学建材领域，尤其涉及一种阻燃抑烟PVC电线槽及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）因其良好的化学稳定性、难燃自熄性、高绝缘性等优点被广泛的应用于电工绝缘材料、给排水管道、门窗型材等领域，是目前使用最广泛的通用塑料之一。过去，人们一直将PVC视为阻燃材料，但事实并非如此，在剧烈条件下，PVC不仅能顺利燃烧，而且燃烧时还会产生大量浓烟，这些浓烟含有大量有毒有害气体，这些气体是造成火灾人员伤亡的主要原因，因此提高PVC电线槽的阻燃抑烟效果具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阻燃抑烟PVC电线槽，本发明通过在PVC电线槽的原料中应用添加型阻燃剂，使得PVC电线槽在受热条件下难以燃烧，即便因受热温度过高而引起燃烧时也不会产生大量浓烟，具有良好的阻燃抑烟效果，从而减少火灾发生时的人员伤亡；同时，本发明提供的添加型阻燃剂对PVC电线槽的机械性能影响较小，制备得到的PVC电线槽具有良好的机械性能和阻燃抑烟性能。
本发明的另一目的在于提供上述阻燃抑烟PVC电线槽的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种阻燃抑烟PVC电线槽，所述PVC电线槽按重量份数由以下原料组成:
聚氯乙烯树脂100份；
轻质碳酸钙5～25份；
热稳定剂2～6份；
添加型阻燃剂2～20份；
抗冲改性剂2～15份；
加工助剂0.5～3份；
润滑剂0.5～3份；
颜料0.1～2份；
其中，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为1～4:1～6:1～10的比例组成。
优选地，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为1.5～3:3～5:6～9的比例组成；进一步优选地，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为2:4:8的比例组成。
本发明选用特定比例的钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂的混合物作为添加型阻燃剂，将所述添加型阻燃剂应用到PVC电线槽中后，使得PVC电线槽在受热条件下难以燃烧，即便因受热温度过高而引起燃烧时也不会产生大量浓烟，具有良好的阻燃抑烟效果；并且当添加型阻燃剂中的各阻燃剂在本发明的比例范围之内时，添加型阻燃剂对PVC电线槽的机械性能的影响最小，本发明提供的PVC电线槽具有较优的阻燃抑烟性能和良好的机械性能；当钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂的比例不在本发明限定的范围之内时，制备得到的PVC电线槽不能兼具良好的阻燃抑烟性能和机械性能。
优选地，所述钼系阻燃剂为三氧化钼、钼化锌、钼化钙、二钼酸铵或八钼酸铵中的一种或几种。
优选地，所述卤系阻燃剂为十溴联苯醚、八溴联苯醚、四溴双酚A、五溴乙苯中的一种或几种。
优选地，所述锑系阻燃剂为三氧化二锑和五氧化二锑中的一种或两种。
优选地，所述抗冲改性剂为氯化聚乙烯，丙烯酸酯类、乙烯醋酸乙烯共聚物和甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯三元接枝共聚物中的一种或几种。
优选地，所述轻质碳酸钙为沉降体积≥2.5mL/g，白度≥90的轻质碳酸钙。
优选地，所述热稳定剂为复合铅盐稳定剂、钙锌稳定剂或有机锡稳定剂的一种或几种。
优选地，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡（PE蜡）、硬脂酸、氧化聚乙烯蜡（OPE蜡）、硬脂酸钙、硬脂酸铅的一种或几种。
优选地，所述颜料为钛白粉、锌钡白的一种或两种。
优选地，所述聚氯乙烯树脂为SG-5型PVC树脂粉。
上述阻燃抑烟PVC电线槽的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：将上述份数的原料投入到高速混料机组的热混缸中，启动高速搅拌后待热混缸温度达到115～125℃时将物料排入到冷混缸中搅拌冷却，待冷混缸温度降至40～50℃时停止搅拌，待用；
S2:将步骤S1中的待用物料投入到挤出机塑化，模塑成型，得PVC电线槽。
优选地，所述挤出机为锥形双螺杆挤出机，机筒的温度为150～190℃，模塑成型温度为160～205℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的PVC电线槽利用了钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂的协同阻燃抑烟机理，使制备的PVC电线槽中表现出了良好的阻燃抑烟效果，按GB/T20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》检测，热释放速率峰值小于150kW/m2，烟密度SDR小于75，燃烧性能指标完全达到标准要求；同时样品无可见破裂及裂痕，物理力学冲击性能可满足QB/T1614-2000《难燃聚氯乙烯电线槽及配件》的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。在以下各实施例中，所述聚氯乙烯树脂为SG-5型PVC树脂粉，所述轻质碳酸钙为沉降体积≥2.5mL/g，白度≥90的轻质碳酸钙；除非特别说明，实施例中所涉及的材料、方法均为本领域常用的材料和方法。
实施例1
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为2:4:8），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
实施例2
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂17份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1.5:3:6），CPE抗冲改性剂12份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，石蜡0.3份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为150～182℃，模塑成型温度分别设定为162℃～202℃。
实施例3
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂18份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为3:5:9），CPE抗冲改性剂12份，ACR加工助剂1份，PE蜡1份，石蜡0.5份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为150～185℃，模塑成型温度分别设定为162℃～205℃。
实施例4
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙5份，复合铅盐稳定剂2份，添加型阻燃剂2份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为3:6:9），CPE抗冲改性剂2份，ACR加工助剂0.5份，PE蜡0.5份，钛白粉0.1份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
实施例5
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙10份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂5份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为2:3:5），CPE抗冲改性剂5份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
实施例6
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙20份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为2:5:8），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂2份，PE蜡2份，钛白粉1份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
实施例7
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙20份，复合铅盐稳定剂5份，添加型阻燃剂15份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为2:4:7），CPE抗冲改性剂15份，ACR加工助剂2.5份，PE蜡3份，钛白粉2份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
实施例8
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙25份，复合铅盐稳定剂6份，添加型阻燃剂20份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为3:5:7），CPE抗冲改性剂15份，ACR加工助剂3份，PE蜡3份，钛白粉2份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例1
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为0.5:3:6），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例2
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为5:3:6），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例3
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1:0.5:6），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例4
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1:7:6），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例5
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1:3:3），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例6
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1:3:12），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例7
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:锑系阻燃剂的质量比为1:3），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例8
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（锑系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1:2），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对照例9
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，添加型阻燃剂10份（钼系阻燃剂:卤系阻燃剂的质量比为1:6），CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
对比例10
一种PVC电线槽配方为:PVC树脂100份，轻质碳酸钙12份，复合铅盐稳定剂4份，CPE抗冲改性剂10份，ACR加工助剂1份，PE蜡1.2份，钛白粉1.5份。
将上述各组分按质量份配好后，放入高速混料机组的热混缸中搅拌分散，搅拌温度升至120℃后排入冷混缸中搅拌冷却，温度降至45℃后将物料放入锥形双螺杆挤出机塑化，模塑成型；其中挤出机机筒的温度分别设定为151～176℃，模塑成型温度分别设定为163℃～198℃。
将实施例1～8以及对照例1～10所得到的PVC电线槽按QB/T1614-2000《难燃聚氯乙烯电线槽及配件》和GB/T20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》进行检测，测试结果见下表1和表2：
表1：实施例1～8中PVC电线槽测试性能对照表
表2：对照例1～10中PVC电线槽测试性能对照表
本发明的PVC电线槽利用了钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂的协同阻燃抑烟机理，使制备的PVC电线槽中表现出了良好的阻燃抑烟效果；从表1可以看出，将实施例1～8中的PVC电线槽按GB/T20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》检测，结果发现各实施例中的电线槽的热释放速率峰值小于150kW/m2，烟密度SDR小于75，燃烧性能指标完全达到标准要求；同时样品无可见破裂及裂痕，物理力学冲击性能可满足QB/T1614-2000《难燃聚氯乙烯电线槽及配件》的要求；相比之下，由表2中对照例1～10的检测结果可知，当添加型阻燃剂中的钼系、锑系或卤系阻燃剂中的任意一种的比例不在本发明限定的范围之内或缺少任意一种阻燃剂时，以此种添加型阻燃剂为添加料制备得到的PVC电线槽无法同时满足具有较低的热释放速率、较小的烟密度以及较良好的抗冲击性能。
以上所述的仅是本发明的部分优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明组分及制造方法的前提下，还可以作出若干改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述PVC电线槽按重量份数由以下原料组成:
聚氯乙烯树脂100份；
轻质碳酸钙5～25份；
热稳定剂2～6份；
添加型阻燃剂2～20份；
抗冲改性剂2～15份；
加工助剂0.5～3份；
润滑剂0.5～3份；
颜料0.1～2份；
其中，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为1～4:1～6:1～10的比例组成。
2.根据权利要求1所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为1.5～3:3～5:6～9的比例组成。
3.根据权利要求2所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述添加型阻燃剂由钼系阻燃剂、锑系阻燃剂和卤系阻燃剂三种阻燃剂按照质量比为2:4:8的比例组成。
4.根据权利要求1所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述钼系阻燃剂为三氧化钼、钼化锌、钼化钙、二钼酸铵或八钼酸铵中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述卤系阻燃剂为十溴联苯醚、八溴联苯醚、四溴双酚A、五溴乙苯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述锑系阻燃剂为三氧化二锑和五氧化二锑中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述抗冲改性剂为氯化聚乙烯，丙烯酸酯类化合物、乙烯醋酸乙烯共聚物和甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯三元接枝共聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述阻燃抑烟PVC电线槽，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂为SG-5型PVC树脂粉。
9.权利要求1～8任一权利要求所述阻燃抑烟PVC电线槽的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：将上述份数的原料投入到高速混料机组的热混缸中，启动高速搅拌后待热混缸温度达到115～125℃时将物料排入到冷混缸中搅拌冷却，待冷混缸温度降至40～50℃时停止搅拌，待用；
S2:将步骤S1中的待用物料投入到挤出机塑化，模塑成型，得PVC电线槽。
10.根据权利要求9所述阻燃抑烟PVC电线槽的制备方法，其特征在于，所述挤出机为锥形双螺杆挤出机，机筒的温度为150～190℃，模塑成型温度为160～205℃。
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