CN105860238A - 一种抗冲击阻燃电缆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯‑乙稀嵌段共聚物20‑30份,乙烯‑醋酸乙烯共聚物30‑50份,硅橡胶30‑40份,复合填料40‑60份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1‑2份,环氧大豆油2‑3份,复合阻燃剂45‑55份,乙烯基三乙氧基硅烷2‑3份,2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基过氧化己烷2‑3份,二亚乙基三胺0.4‑0.6份,促进剂M 0.4‑0.6份,促进剂BZ 0.2‑0.4份,Ca/Zn复合稳定剂1‑3份,稀土稳定剂1‑3份,抗氧剂1076 0.3‑0.4份,抗氧剂1010 0.4‑0.6份,石蜡3‑5份。本发明抗冲击性高,阻燃性好。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域,尤其涉及一种抗冲击阻燃电缆材料。
背景技术
随着各行各业的迅速发展,电缆已被广泛使用,但是电缆在给社会提供便利的同时也带来了火灾的风险,随着安全意识的提高,人们对电缆的阻燃要求越来越高。电缆的阻燃性能主要依赖于其使用的电缆材料,常用的电缆料为聚氯乙烯、聚烯烃低烟无卤材料、橡胶等,但为了达到相当的阻燃性能需要添加大量的阻燃剂,造成机械性能和电性能的大幅度下降;价格低廉且阻燃效果好的含卤阻燃剂,曾经在阻燃界中占据绝对地位,但是由于其燃烧时会释放大量有毒气体,已经渐渐不被使用,因此需要提供一种新的电缆材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种抗冲击阻燃电缆材料,本发明抗冲击性好,机械性能高,耐高温,绝缘性好,阻燃性能好。
本发明提出的一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物20-30份,乙烯-醋酸乙烯共聚物30-50份,硅橡胶30-40份,复合填料40-60份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1-2份,环氧大豆油2-3份,复合阻燃剂45-55份,乙烯基三乙氧基硅烷2-3份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2-3份,二亚乙基三胺0.4-0.6份,促进剂M 0.4-0.6份,促进剂BZ 0.2-0.4份,Ca/Zn复合稳定剂1-3份,稀土稳定剂1-3份,抗氧剂1076 0.3-0.4份,抗氧剂1010 0.4-0.6份,石蜡3-5份;
其中,复合填料的原料包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土、有机化蒙脱土、玻璃纤维;
复合阻燃剂的原料包括:改性聚磷酸铵、二氧化硅、钼酸锌。
优选地,复合填料的原料按重量份包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土15-25份,有机化蒙脱土25-35份,玻璃纤维8-10份。
优选地,复合阻燃剂的原料按重量份包括:改性聚磷酸铵40-60份,二氧化硅8-12份,钼酸锌7-9份。
优选地,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物23-27份,乙烯-醋酸乙烯共聚物35-45份,硅橡胶32-38份,复合填料45-55份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.3-1.7份,环氧大豆油2.2-2.7份,复合阻燃剂48-52份,乙烯基三乙氧基硅烷2.3-2.7份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2.2-2.8份,二亚乙基三胺0.45-0.55份,促进剂M 0.45-0.55份,促进剂BZ 0.25-0.35份,Ca/Zn复合稳定剂1.5-2.5份,稀土稳定剂1.5-2.5份,抗氧剂1076 0.33-0.37份,抗氧剂1010 0.45-0.55份,石蜡3.5-4.5份。
优选地,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物25份,乙烯-醋酸乙烯共聚物40份,硅橡胶35份,复合填料50份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.5份,环氧大豆油2.5份,复合阻燃剂50份,乙烯基三乙氧基硅烷2.5份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷25份,二亚乙基三胺0.5份,促进剂M 0.5份,促进剂BZ 0.3份,Ca/Zn复合稳定剂2份,稀土稳定剂2份,抗氧剂1076 0.35份,抗氧剂1010 0.5份,石蜡4份。
优选地,在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A;升温,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,保温搅拌,过滤,洗涤,干燥得到改性聚磷酸铵。
优选地,在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A;升温至70-80℃,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加质量分数为16-20wt%的异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,40min内滴加完毕,滴加过程中不断搅拌,保温搅拌2-4h,过滤,用丙酮和水洗涤,升温至80-85℃,干燥得到改性聚磷酸铵。
优选地,在改性聚磷酸铵的制备过程中,在溶液A中,氢氧化铝、聚磷酸铵、乙酸乙酯的重量比为25-35:55-65:180-280。
优选地,在改性聚磷酸铵的制备过程中,溶液A、山梨醇、异佛尔酮二异氰酸酯的重量比为260-380:5-6:8-12。
上述改性聚磷酸铵的制备过程中,山梨醇的乙酸乙酯分散液中,乙酸乙酯作为溶剂,不规定其用量,根据具体操作确定其用量。
上述改性聚磷酸铵的制备过程中,丙酮、水的作用是洗涤,不规定其用量,根据具体操作确定其用量。
本发明的制备方法为:将丙烯-乙稀嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶混合,升温至90℃,密炼30min,加入复合填料、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧大豆油、复合阻燃剂、乙烯基三乙氧基硅烷、Ca/Zn复合稳定剂、稀土稳定剂、抗氧剂1076、抗氧剂1010、石蜡,继续密炼50min,升温至165℃,加入2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二亚乙基三胺、促进剂M、促进剂BZ,硫化15min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗冲击阻燃电缆材料。
本发明选用的丙烯-乙稀嵌段共聚物具有良好的耐高温性能、弹性和抗冲击性能,乙烯-醋酸乙烯共聚物无嗅、无味、无毒,并具有良好的回弹性、抗冲击性和韧性,硅橡胶具有良好的耐高低温性、绝缘性、耐腐蚀性,三者相互配合可以增加本发明的耐高温性、弹性、抗冲击性、韧性和绝缘性,从而增加本发明的阻燃性能和机械性能;用山梨醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应,通过-OH和-NCO结合将山梨醇和异佛尔酮二异氰酸酯连接在一起,一方面,增加山梨醇在丙烯-乙稀嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶中的分散性,在山梨醇和异佛尔酮二异氰酸酯连接的过程中将氢氧化铝、聚磷酸铵包裹在其中,大大增加了氢氧化铝、聚磷酸铵在丙烯-乙稀嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶中的分散性,从而大大增加了本发明的抗冲击、抗撕裂等机械性能;另一方面,氢氧化铝和聚磷酸铵被包裹,均匀分散后,避免了氢氧化铝的分散不均和聚磷酸铵的遇水易析出的缺点,从而大大增加了本发明的长效阻燃作用;另外,氢氧化铝为气源、聚磷酸铵为气源和酸源、山梨醇为碳源,三种体系包覆在一起形成一个整体,互相配合,从而大大增加本发明的阻燃性,均匀分散进一步增加本发明的阻燃性能;改性聚磷酸铵、阻燃协同剂二氧化硅、抑烟剂钼酸锌以任意比例相互配合可以进一步增加本发明的阻燃性,三者以适宜比例混合具有更好的阻燃性;硅藻土、蒙脱土、玻璃纤维均具有良好的耐高温性和抗冲击性,γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土、有机化蒙脱土均可以使硅藻土、蒙脱土在丙烯-乙稀嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶中均匀分散,丙烯-乙稀嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶还可以进入蒙脱土层间,增加本发明的耐高温性、抗冲击性和抗撕裂性能,从而进一步增加本发明的阻燃性和抗冲击、抗撕裂等机械性能;环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧大豆油为增塑剂,可以在保持本发明强度的同时,进一步增加本发明的韧性和加工性能;Ca/Zn复合稳定剂、稀土稳定剂、抗氧剂1076、抗氧剂1010相互配合,可以增加本发明的稳定性;乙烯基三乙氧基硅烷可以促进各物质均匀分散,增加本发明的机械性能;石蜡可以增加本发明的可加工性,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二亚乙基三胺、促进剂M、促进剂BZ和乙烯基三乙氧基硅烷相互配合,可促进交联硫化,形成致密的交联网络,各物质可均匀分散在交联网络中,进一步增加本发明抗冲击、抗撕裂等机械性能。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物25份,乙烯-醋酸乙烯共聚物40份,硅橡胶35份,复合填料50份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.5份,环氧大豆油2.5份,复合阻燃剂50份,乙烯基三乙氧基硅烷2.5份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷25份,二亚乙基三胺0.5份,促进剂M 0.5份,促进剂BZ 0.3份,Ca/Zn复合稳定剂2份,稀土稳定剂2份,抗氧剂1076 0.35份,抗氧剂1010 0.5份,石蜡4份;
其中,复合填料的原料包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土、有机化蒙脱土、玻璃纤维;
复合阻燃剂的原料包括:改性聚磷酸铵、二氧化硅、钼酸锌。
实施例2
一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物20份,乙烯-醋酸乙烯共聚物50份,硅橡胶30份,复合填料60份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1份,环氧大豆油3份,复合阻燃剂45份,乙烯基三乙氧基硅烷3份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2份,二亚乙基三胺0.6份,促进剂M 0.4份,促进剂BZ 0.4份,Ca/Zn复合稳定剂1份,稀土稳定剂3份,抗氧剂1076 0.3份,抗氧剂1010 0.6份,石蜡3份;
其中,复合填料的原料按重量份包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土25份,有机化蒙脱土25份,玻璃纤维10份;
复合阻燃剂的原料按重量份包括:改性聚磷酸铵40份,二氧化硅12份,钼酸锌7份。
实施例3
一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物30份,乙烯-醋酸乙烯共聚物30份,硅橡胶40份,复合填料40份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯2份,环氧大豆油2份,复合阻燃剂55份,乙烯基三乙氧基硅烷2份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷3份,二亚乙基三胺0.4份,促进剂M 0.6份,促进剂BZ 0.2份,Ca/Zn复合稳定剂3份,稀土稳定剂1份,抗氧剂1076 0.4份,抗氧剂1010 0.4份,石蜡5份;
其中,复合填料的原料按重量份包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土15份,有机化蒙脱土35份,玻璃纤维8份;
复合阻燃剂的原料按重量份包括:改性聚磷酸铵60份,二氧化硅8份,钼酸锌9份;
在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A,其中,氢氧化铝、聚磷酸铵、乙酸乙酯的重量比为5:13:36;升温至80℃,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加质量分数为16wt%的异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,40min内滴加完毕,滴加过程中不断搅拌,保温搅拌4h,过滤,用丙酮和水洗涤,升温至80℃,干燥得到改性聚磷酸铵,其中,溶液A、山梨醇、异佛尔酮二异氰酸酯的重量比为380:5:12。
实施例4
一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物23份,乙烯-醋酸乙烯共聚物45份,硅橡胶32份,复合填料55份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.3份,环氧大豆油2.7份,复合阻燃剂48份,乙烯基三乙氧基硅烷2.7份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2.2份,二亚乙基三胺0.55份,促进剂M 0.45份,促进剂BZ 0.35份,Ca/Zn复合稳定剂1.5份,稀土稳定剂2.5份,抗氧剂1076 0.33份,抗氧剂1010 0.55份,石蜡3.5份;
其中,复合填料的原料按重量份包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土22份,有机化蒙脱土28份,玻璃纤维9.5份;
复合阻燃剂的原料按重量份包括:改性聚磷酸铵45份,二氧化硅11份,钼酸锌7.5份;
在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A,其中,氢氧化铝、聚磷酸铵、乙酸乙酯的重量比为7:11:56;升温至70℃,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加质量分数为20wt%的异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,40min内滴加完毕,滴加过程中不断搅拌,保温搅拌2h,过滤,用丙酮和水洗涤,升温至85℃,干燥得到改性聚磷酸铵,其中,溶液A、山梨醇、异佛尔酮二异氰酸酯的重量比为130:3:4。
实施例5
一种抗冲击阻燃电缆材料,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物27份,乙烯-醋酸乙烯共聚物35份,硅橡胶38份,复合填料45份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.7份,环氧大豆油2.2份,复合阻燃剂52份,乙烯基三乙氧基硅烷2.3份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2.8份,二亚乙基三胺0.45份,促进剂M 0.55份,促进剂BZ 0.25份,Ca/Zn复合稳定剂2.5份,稀土稳定剂1.5份,抗氧剂1076 0.37份,抗氧剂1010 0.45份,石蜡4.5份;
其中,复合填料的原料按重量份包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土18份,有机化蒙脱土32份,玻璃纤维8.5份;
复合阻燃剂的原料按重量份包括:改性聚磷酸铵55份,二氧化硅9份,钼酸锌8.5份;
在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A,其中,氢氧化铝、聚磷酸铵、乙酸乙酯的重量比为3:6:23;升温至75℃,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加质量分数为18wt%的异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,40min内滴加完毕,滴加过程中不断搅拌,保温搅拌3h,过滤,用丙酮和水洗涤,升温至83℃,干燥得到改性聚磷酸铵,其中,溶液A、山梨醇、异佛尔酮二异氰酸酯的重量比为64:1.1:2。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物20-30份,乙烯-醋酸乙烯共聚物30-50份,硅橡胶30-40份,复合填料40-60份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1-2份,环氧大豆油2-3份,复合阻燃剂45-55份,乙烯基三乙氧基硅烷2-3份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2-3份,二亚乙基三胺0.4-0.6份,促进剂M 0.4-0.6份,促进剂BZ0.2-0.4份,Ca/Zn复合稳定剂1-3份,稀土稳定剂1-3份,抗氧剂1076 0.3-0.4份,抗氧剂1010 0.4-0.6份,石蜡3-5份;
其中,复合填料的原料包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土、有机化蒙脱土、玻璃纤维;
复合阻燃剂的原料包括:改性聚磷酸铵、二氧化硅、钼酸锌。
2.根据权利要求1所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,复合填料的原料按重量份包括:γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性硅藻土15-25份,有机化蒙脱土25-35份,玻璃纤维8-10份。
3.根据权利要求1或2所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,复合阻燃剂的原料按重量份包括:改性聚磷酸铵40-60份,二氧化硅8-12份,钼酸锌7-9份。
4.根据权利要求1-3任一项所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物23-27份,乙烯-醋酸乙烯共聚物35-45份,硅橡胶32-38份,复合填料45-55份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.3-1.7份,环氧大豆油2.2-2.7份,复合阻燃剂48-52份,乙烯基三乙氧基硅烷2.3-2.7份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷2.2-2.8份,二亚乙基三胺0.45-0.55份,促进剂M 0.45-0.55份,促进剂BZ 0.25-0.35份,Ca/Zn复合稳定剂1.5-2.5份,稀土稳定剂1.5-2.5份,抗氧剂1076 0.33-0.37份,抗氧剂1010 0.45-0.55份,石蜡3.5-4.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,其原料按重量份包括:丙烯-乙稀嵌段共聚物25份,乙烯-醋酸乙烯共聚物40份,硅橡胶35份,复合填料50份,环氧乙酰亚麻油酸甲酯1.5份,环氧大豆油2.5份,复合阻燃剂50份,乙烯基三乙氧基硅烷2.5份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷25份,二亚乙基三胺0.5份,促进剂M 0.5份,促进剂BZ 0.3份,Ca/Zn复合稳定剂2份,稀土稳定剂2份,抗氧剂1076 0.35份,抗氧剂1010 0.5份,石蜡4份。
6.根据权利要求1-5任一项所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A;升温,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,保温搅拌,过滤,洗涤,干燥得到改性聚磷酸铵。
7.根据权利要求6所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,在改性聚磷酸铵的制备过程中,将氢氧化铝、聚磷酸铵加入乙酸乙酯中混匀得到溶液A;升温至70-80℃,通入氮气,向溶液A中加入山梨醇的乙酸乙酯分散液混匀,滴加质量分数为16-20wt%的异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯溶液,40min内滴加完毕,滴加过程中不断搅拌,保温搅拌2-4h,过滤,用丙酮和水洗涤,升温至80-85℃,干燥得到改性聚磷酸铵。
8.根据权利要求6所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,在改性聚磷酸铵的制备过程中,在溶液A中,氢氧化铝、聚磷酸铵、乙酸乙酯的重量比为25-35:55-65:180-280。
9.根据权利要求6所述抗冲击阻燃电缆材料,其特征在于,在改性聚磷酸铵的制备过程中,溶液A、山梨醇、异佛尔酮二异氰酸酯的重量比为260-380:5-6:8-12。
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