CN105111617A - 一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料 - Google Patents

一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及树脂组合物技术领域，尤其是一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料；其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A10-20份、阻燃剂B10-20份、稀土钙锌复合稳定剂1.2-3.6份、纳米二氧化硅4-10份、纳米硫酸钡2-6份、改性蒙脱土0.8-1.6份、乙烯-辛酸共聚物1.2-3.8份、润滑剂3-8份、硅烷偶联剂0.4-1.2份。本发明中采用阻燃剂A和阻燃剂B，将两种阻燃剂复配使用，能有效提高树脂材料的阻燃性，添加的苯氧基聚磷腈具有低挥发性和高温稳定性，使用氨基硅烷作为粘结剂，能将苯氧基聚磷腈、氢氧化铝和沸石紧密的结合在一起，提高了线缆的阻燃性，降低燃烧过程中有害物质的释放。

Description

一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料
技术领域
本发明涉及树脂组合物技术领域，尤其是一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料。
背景技术
随着电线电缆应用范围的不断扩大，对聚氯乙烯电缆料的性能要求也越来越高，尤其是现有技术中的聚氯乙烯电缆料的耐水和阻燃性能有待进一步提高。户外用电线电缆由于受到日晒雨淋的自然环境影响，因此对使用的绝缘材料的各项理化指标要求更高，如需要耐水，水中绝缘和高绝缘性能等。
作为不含卤素化合物的阻燃性树脂组合物，使用聚烯烃系树脂中添加了氢氧化镁、氢氧化铝等金属氢氧化物的组合物。这些组合物由于在燃烧时不产生氯化氢、二噁英等有毒气体，因此能够防止火灾时的毒性气体的产生、防止二次灾害等。并且，在废弃时即便进行焚化处理也不会有问题。但是，与现有的卤系阻燃剂相比，由添加金属氢氧化物带来的阻燃效果小，不能获得作为目的的阻燃性的情况很多，因此对金属氢氧化物的添加量进行增量。
但是，各组分之间的相容性有差异，导致产品的断裂伸长率较低且挤出加工速度慢，其次，金属氧化物的用量增加，导致线缆的机械性能显著降低。例如，拉伸强度、伸长率等机械特性随着金属氢氧化物的添加而极端降低。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种阻燃效果好，力学性能优、绝缘性能优的用于线缆的非卤阻燃性树脂材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A10-20份、阻燃剂B10-20份、稀土钙锌复合稳定剂1.2-3.6份、纳米二氧化硅4-10份、纳米硫酸钡2-6份、改性蒙脱土0.8-1.6份、乙烯-辛酸共聚物1.2-3.8份、润滑剂3-8份、硅烷偶联剂0.4-1.2份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷1-6份、苯氧基聚磷腈1-5份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷1-6份、氢氧化铝1-3份、沸石1-3份。
进一步的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料60-80份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-30份。
进一步的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料70份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25份。
进一步的，所述阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷3.6份、苯氧基聚磷腈3份。
进一步的，阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷3.2份、氢氧化铝2份、沸石2份。
进一步的，所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
进一步的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油中的一种或几种。
更进一步的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.2-1.6。
更进一步的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.5。
进一步的，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A15份、阻燃剂B15份、稀土钙锌复合稳定剂2.4份、纳米二氧化硅8份、纳米硫酸钡4份、改性蒙脱土1.2份、乙烯-辛酸共聚物2.4份、润滑剂6份、硅烷偶联剂0.8份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷4份、苯氧基聚磷腈3份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷3.5份、氢氧化铝2份、沸石2份。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中采用阻燃剂A和阻燃剂B，将两种阻燃剂复配使用，能有效提高树脂材料的阻燃性，添加的苯氧基聚磷腈具有低挥发性和高温稳定性，使用氨基硅烷作为粘结剂，能将苯氧基聚磷腈、氢氧化铝和沸石紧密的结合在一起，提高了线缆的阻燃性，降低燃烧过程中有害物质的释放。
2、本发明中添加了稀土钙锌复合稳定剂、纳米二氧化硅、纳米硫酸钡，改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性，通过润滑剂、硅烷偶联剂改善了个各物质之间的相容性；同时氨基硅烷有利于提高材料的疏水性能，两者配合提高了线缆阻燃材料本身的阻水性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A10份、阻燃剂B10份、稀土钙锌复合稳定剂1.2份、纳米二氧化硅4份、纳米硫酸钡2份、改性蒙脱土0.8份、乙烯-辛酸共聚物1.2份、润滑剂3份、硅烷偶联剂0.4份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷1份、苯氧基聚磷腈1份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷1份、氢氧化铝1份、沸石1份。
优选的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料60份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20份。
优选的，所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
优选的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺。
实施例2
一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A12份、阻燃剂B12份、稀土钙锌复合稳定剂1.5份、纳米二氧化硅5份、纳米硫酸钡2.8份、改性蒙脱土0.9份、乙烯-辛酸共聚物1.6份、润滑剂3.6份、硅烷偶联剂0.5份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷1.2份、苯氧基聚磷腈1.2份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷1.2份、氢氧化铝1.5份、沸石1.6份。
优选的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料65份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物22份。
优选的，所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
优选的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.2
实施例3
一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A15份、阻燃剂B15份、稀土钙锌复合稳定剂2.4份、纳米二氧化硅8份、纳米硫酸钡4份、改性蒙脱土1.2份、乙烯-辛酸共聚物2.4份、润滑剂6份、硅烷偶联剂0.8份；
优选的，所述阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷3.6份、苯氧基聚磷腈3份。
优选的，所述阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷3.2份、氢氧化铝2份、沸石2份。
优选的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料70份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25份。
优选的，所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
进一步的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油中的一种或几种。
优选的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.5。
实施例4
一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A18份、阻燃剂B18份、稀土钙锌复合稳定剂3.2份、纳米二氧化硅8.5份、纳米硫酸钡5份、改性蒙脱土1.5份、乙烯-辛酸共聚物3.2份、润滑剂6.8份、硅烷偶联剂1份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷4.8份、苯氧基聚磷腈3.6份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷4.8份、氢氧化铝2.4份、沸石2.6份。
优选的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料75份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25份。
优选的，所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
优选的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.6。
实施例5
一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A20份、阻燃剂B20份、稀土钙锌复合稳定剂3.6份、纳米二氧化硅10份、纳米硫酸钡6份、改性蒙脱土1.6份、乙烯-辛酸共聚物3.8份、润滑剂8份、硅烷偶联剂1.2份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷6份、苯氧基聚磷腈5份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷6份、氢氧化铝3份、沸石3份。
优选的，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料80份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30份。
优选的，所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
优选的，所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.6。
性能检测：
将实施例1-5中的树脂材料制成线缆，再对线缆的性能进行检测，检测内容及检测结果见表1。
表1
拉伸伸长率/％ 燃烧时间/S 硬度 体积电阻率Ω·cm
实施例1 200 40 36 1×1013
实施例2 250 45 32 1×1013
实施例3 246 50 28 1×1013
实施例4 236 46 30 1×1013
实施例5 228 42 32 1×1013
(1)拉伸伸长率试验按照JISC3005进行。
(2)将制作的1mm薄片在80℃的温水中浸渍30日后，测定体积电阻率。体积电阻率根据JISK6271进行测定。
实施例3为优选实施方式。
尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A10-20份、阻燃剂B10-20份、稀土钙锌复合稳定剂1.2-3.6份、纳米二氧化硅4-10份、纳米硫酸钡2-6份、改性蒙脱土0.8-1.6份、乙烯-辛酸共聚物1.2-3.8份、润滑剂3-8份、硅烷偶联剂0.4-1.2份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷1-6份、苯氧基聚磷腈1-5份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷1-6份、氢氧化铝1-3份、沸石1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料60-80份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-30份。
3.根据权利要求2所述的种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于，所述树脂基料的质量份组成如下：PVC树脂基料70份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25份。
4.根据权利要求1所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于：所述阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷3.6份、苯氧基聚磷腈3份。
5.根据权利要求1所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于：阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷3.2份、氢氧化铝2份、沸石2份。
6.根据权利要求1所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于：所述改性蒙脱土采用超支化季铵盐作为有机插层剂改性得到。
7.根据权利要求1所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于：所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于：所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1：1.2-1.6。
9.根据权利要求8所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于：所述润滑剂选用十八碳烯-9-酰胺、蓖麻油的混合物，其质量比为1:1.5。
10.根据权利要求1所述的一种用于线缆的非卤阻燃性树脂材料，其特征在于，其质量份组成如下：树脂基料100份、阻燃剂A15份、阻燃剂B15份、稀土钙锌复合稳定剂2.4份、纳米二氧化硅8份、纳米硫酸钡4份、改性蒙脱土1.2份、乙烯-辛酸共聚物2.4份、润滑剂6份、硅烷偶联剂0.8份；
阻燃剂A的质量份组成如下：氨基硅烷4份、苯氧基聚磷腈3份；
阻燃剂B的质量份组成如下：氨基硅烷3.5份、氢氧化铝2份、沸石2份。
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