CN105219065A - 一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、聚二甲基硅氧烷3-4、单硬脂酸甘油酯3-4、三氧化二锑5-7、乳化沥青4-5、双酚A聚碳酸酯4-5、滑石粉8-10。本发明制成的产品耐水耐泥浆、耐腐蚀性能好，阻燃性能优异，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大，特别适用于湿度较大的沿海地区某些对防火要求很高的场合，尤其适合在海洋工程中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯是由二异氰酸酯、多元醇和扩链剂聚合而成的弹性体材料，其具有高强度、高弹性、耐磨、耐油、耐气候、耐低温、柔软等特点，这是综合任何橡胶和塑料不全具备的。按照分子结构可以分为聚醚型和聚酯型两大类，由于电缆的使用环境较复杂，要求的使用寿命在10年以上，而聚酯型聚氨酯的高温耐水解性能较差，且低温柔韧性也不及聚醚型，故在电缆领域多使用聚醚型聚氨酯材料。聚醚型聚氨酯材料的氧指数只有18%，属于易燃材料，且燃烧时具有浓烟并伴有有毒气体和严重熔滴，而且聚氨酯的价格相对比较高，这就限制了在电缆行业上面的应用，因此需要对聚醚型聚氨酯进行阻燃改性以及成分上面的交联改性。PVC的成本低、应用广，是一种重要的通用塑料，有研究将聚醚型聚氨酯与PVC共混，得到成本低、加工性能佳的材料。本发明则希望通过聚醚型聚氨酯与PVC进行交联改性，通过阻燃成分的添加，制备出一种成本低、应用范围广、阻燃防火性能优异、加工流动性好、耐低温性能佳的软性电缆护套料。
目前与海洋工程用电缆配套的电缆护套材料还比较少，主要是海洋工程用电缆的护套材料性能要求较高。如钻井平台的钻部分因其经常接触各类钻液，容易引起电缆老化，这部分所用电缆就要考虑具备耐油泥性能。如果是敷设在舱体内的电缆则不必耐油泥，应考虑电缆的低烟无卤性能。对于敷设空间较小，电缆弯曲厉害的地方则应选择软结构导体的电缆。这就要求海洋工程用电缆护套料的性能要求主要有较好的耐油、耐水、阻燃，柔软等性能。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、聚二甲基硅氧烷3-4、单硬脂酸甘油酯3-4、三氧化二锑5-7、乳化沥青4-5、双酚A聚碳酸酯4-5、滑石粉8-10。
所述一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，由以下具体步骤制成：
（1）将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80℃，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130℃，开练2-3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140℃的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
（2）将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100℃，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤（2）得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145℃，挤出造粒，得到交联改性母料；
（3）将单硬脂酸甘油酯加热至60℃，然后加入乳化沥青，以300转/分的速度搅拌直至分散均匀，继续加入三氧化二锑、滑石粉，搅拌20分钟后倒出，送入球磨机中混合球磨1.5小时，得到混合物待用；将双酚A聚碳酸酯放入密炼机中，以140℃的温度密炼5分钟后，加入上述混合物，继续密炼10分钟，取出后冷却至室温，粉碎，过400目筛，得到改性填料；
（4）将步骤（2）得到的交联改性母料与步骤（3）得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150℃的温度挤出造粒即得。
本发明的优点是：本发明在聚醚型聚氨酯的改性中采用二乙基次膦酸铝和氰尿酸三聚氰胺为主阻燃剂，复配钛酸铝，协同作用，能有效提高燃烧过程的成炭量，且使得炭层更致密，同时也降低了最大热释放速率，显示出优异的阻燃防火功效；再利用PVC与改性后的聚醚型聚氨酯进行交联，阻燃性能进一步增强，不仅保持了聚氨酯柔软、耐磨、耐低温的性质，同时降低了成本，提高了交联物料的热稳定性，更适合市场需求。
本发明将乳化沥青、单硬脂酸甘油酯与三氧化二锑、滑石粉等填料通过工艺处理制备成具有防水效果的改性填料，添加到本发明产品的制备中，制成的产品耐水耐泥浆、耐腐蚀性能好，阻燃性能优异，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大，特别适用于湿度较大的沿海地区某些对防火要求很高的场合，尤其适合在海洋工程中的应用。
具体实施方式
一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100、二乙基次膦酸铝20、氰尿酸三聚氰胺17、钛酸铝4.3、PVC50、交联剂TAIC1.6、硬脂酸钙6、乙酰柠檬酸三丁酯20、聚二甲基硅氧烷3、单硬脂酸甘油酯3、三氧化二锑5、乳化沥青4、双酚A聚碳酸酯4、滑石粉8。
所述一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，由以下具体步骤制成：
（1）将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80℃，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130℃，开练3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140℃的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
（2）将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100℃，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤（2）得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145℃，挤出造粒，得到交联改性母料；
（3）将单硬脂酸甘油酯加热至60℃，然后加入乳化沥青，以300转/分的速度搅拌直至分散均匀，继续加入三氧化二锑、滑石粉，搅拌20分钟后倒出，送入球磨机中混合球磨1.5小时，得到混合物待用；将双酚A聚碳酸酯放入密炼机中，以140℃的温度密炼5分钟后，加入上述混合物，继续密炼10分钟，取出后冷却至室温，粉碎，过400目筛，得到改性填料；
（4）将步骤（2）得到的交联改性母料与步骤（3）得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150℃的温度挤出造粒即得。
将本发明材料应用于电缆的生产，电缆产品经检测，达到的指标如下：抗张强度为24.5MPa，断裂伸张率为281%，氧指数≥30%，阻燃性能达到UL-94V-0级。
Claims (2)
1.一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、聚二甲基硅氧烷3-4、单硬脂酸甘油酯3-4、三氧化二锑5-7、乳化沥青4-5、双酚A聚碳酸酯4-5、滑石粉8-10。
2.根据权利要求1所述一种适合潮湿环境的阻水阻燃复合软电缆护套料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80℃，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130℃，开练2-3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140℃的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
（2）将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100℃，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤（2）得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145℃，挤出造粒，得到交联改性母料；
（3）将单硬脂酸甘油酯加热至60℃，然后加入乳化沥青，以300转/分的速度搅拌直至分散均匀，继续加入三氧化二锑、滑石粉，搅拌20分钟后倒出，送入球磨机中混合球磨1.5小时，得到混合物待用；将双酚A聚碳酸酯放入密炼机中，以140℃的温度密炼5分钟后，加入上述混合物，继续密炼10分钟，取出后冷却至室温，粉碎，过400目筛，得到改性填料；
（4）将步骤（2）得到的交联改性母料与步骤（3）得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150℃的温度挤出造粒即得。
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