CN107474433A - 一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料及其制备方法，由下列重量份的原料构成：PVC树脂100～150份、聚酯增塑剂40～50份、复合钙锌稳定剂4～8份、化工润滑剂0.5～1份、填充剂25～40份、配方A组份3～5份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌0.6～1份、氢氧化铝1～2份、有机膦阻燃剂0.8～1.2份、氮系列阻燃剂0.8～1.5份、多聚磷酸铵1～1.5份、氢氧化镁1～2份、季戊四醇0.1～0.3份、化工润滑剂0.1～0.3份。本发明线缆料在具有阻燃性能的同时也具有优良的物理机械性能。

Description

一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚氯乙烯线缆料及其制备方法，特别是涉及一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料及其制备方法。
背景技术
线缆料作为电线及电缆的外部包覆材质，需要具有绝缘、阻燃等性能。现有技术中常通过在线缆料中添加锑化物及聚氯乙烯，以使线缆料具有较好的阻燃性能。但锑化物具有较强的污染能力，长期使用会对环境造成较强污染。因此目前的技术通过在线缆料中加入氢氧化镁及氢氧化铝，并配合磷酸系的阻燃材料与聚氯乙烯及其它助剂进行共混挤出，以使线缆料具有较强的阻燃性能。但该配方中氢氧化镁及氢氧化铝的添加比例较大，严重影响材料的物理机械性能，降低线缆料本身的柔韧性，也影响材料的外观与质感，导致线缆料的使用性能下降。
发明内容
本发明提供了一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料及其制备方法，以解决现有技术中线缆料含有过多氢氧化镁及氢氧化铝导致其物理机械性能下降的问题。
本发明提供了一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料，由下列重量份的原料构成：PVC树脂100～150份、聚酯增塑剂40～50份、复合钙锌稳定剂4～8份、化工润滑剂0.5～1份、填充剂25～40份、配方A组份3～5份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌0.6～1份、氢氧化铝1～2份、有机膦阻燃剂0.8～1.2份、氮系列阻燃剂0.8～1.5份、多聚磷酸铵1～1.5份、氢氧化镁1～2份、季戊四醇0.1～0.3份、化工润滑剂0.1～0.3份。
进一步地，所述PVC树脂为三型PVC树脂粉。
进一步地，所述有机膦阻燃剂选自二乙基次膦酸铝、二丙基次磷酸铝、乙基膦酸二乙酯中的一种或多种。
进一步地，所述配方A组份中氢氧化铝为1000～20000目、氢氧化镁为1000～20000目。
进一步地，所述填充剂选自碳酸钙、硅藻土、二氧化钛、高岭土中的一种或多种。
进一步地，所述填充剂为碳酸钙，所述碳酸钙粒径为0.01～0.08μm。
进一步地，所述氮系列阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺磷酸钠、三聚氰胺氰尿酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述化工润滑剂选自硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、石蜡中的一种或多种。
本发明的另一目地在于提供一种上述无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取锡酸锌、氢氧化铝、有机膦阻燃剂、氮系列阻燃剂、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和化工润滑剂于搅拌机中，在室温条件下以50～600r/min低速搅拌30～50min，得到配方A组份；
步骤2.取PVC树脂、复合钙锌稳定剂、化工润滑剂、填充剂于搅拌机中，加入配方A组份，以300～400r/min的速度搅拌1～2min，并加入聚酯增塑剂，搅拌混合，加热体系温度升至100～200℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
进一步地，所述步骤1中配方A组份密封存放。
本发明相对于现有技术，采用有机膦阻燃剂、氮系列阻燃剂及多聚磷酸铵形成复合阻燃体系，并通过添加成炭剂季戊四醇，使线缆料具有较好的阻燃性能。同时，由于线缆料的各添加组份之间比重相差不大，在混合搅拌时各组份之间分散均匀，无分层现象，使线缆料的物理性能表现均一，性能稳定。此外，由于氢氧化镁及氢氧化铝加入量少，对聚氯乙烯材料的物理机械性能影响较小，使线缆料在具有较强阻燃性能的同时也具有较好的物理机械性能，完全可以达到数据线护套料的各项性能指标。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1的线缆料由下列重量份的原料构成：三型PVC树脂粉100份、聚己二酸-1，2-丙二醇酯40份、复合钙锌稳定剂4份、硬脂酸钙0.5份、碳酸钙25份、配方A组份3份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌1份、氢氧化铝2份、二乙基次膦酸铝1.2份、三聚氰胺1.5份、多聚磷酸铵1.5份、氢氧化镁2份、季戊四醇0.3份、硬脂酸钙0.3份，其中氢氧化铝及氢氧化镁为10000目，所述碳酸钙粒径为0.01～0.08μm。
本实施例1的线缆料制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取锡酸锌、氢氧化铝、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和硬脂酸钙于搅拌机中，在室温条件下以100r/min低速搅拌30min，得到配方A组份，步骤1中配方A组份密封存放；
步骤2.取三型PVC树脂粉、复合钙锌稳定剂、硬脂酸钙、碳酸钙于搅拌机中，加入配方A组份，以400r/min的速度搅拌2min，并加入聚己二酸-1，2-丙二醇酯，搅拌混合，加热体系温度升至125℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
实施例2
本实施例2的线缆料由下列重量份的原料构成：三型PVC树脂100份、聚己二酸-1，2-丙二醇酯50份、复合钙锌稳定剂8份、聚乙烯蜡1份、填充剂40份、配方A组份5份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌1份、氢氧化铝2份、乙基膦酸二乙酯1.2份、三聚氰胺磷酸钠1.5份、多聚磷酸铵1.5份、氢氧化镁2份、季戊四醇0.3份、聚乙烯蜡0.3份，其中氢氧化铝及氢氧化镁为10000目，所述碳酸钙粒径为0.01～0.08μm。
本实施例2的线缆料制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取锡酸锌、氢氧化铝、乙基膦酸二乙酯、三聚氰胺磷酸钠、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和聚乙烯蜡于搅拌机中，在室温条件下以50r/min低速搅拌50min，得到配方A组份；
步骤2.取PVC树脂、复合钙锌稳定剂、聚乙烯蜡、二氧化钛于搅拌机中，加入配方A组份，以400r/min的速度搅拌1min，并加入聚己二酸-1，2-丙二醇酯，搅拌混合，加热体系温度升至100℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
实施例3
本实施例3的线缆料由下列重量份的原料构成：三型PVC树脂150份、聚己二酸-1，2-丙二醇酯40份、复合钙锌稳定剂4份、硬脂酸甘油酯0.5份、碳酸钙25份、配方A组份3份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌0.6份、氢氧化铝1份、二乙基次膦酸铝0.8份、三聚氰胺氰尿酸酯0.8份、多聚磷酸铵1份、氢氧化镁1份、季戊四醇0.1份、硬脂酸甘油酯0.1份，其中氢氧化铝及氢氧化镁为10000目，碳酸钙粒径为0.1～0.2μm。
本实施例3的线缆料制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取锡酸锌、氢氧化铝、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺氰尿酸酯、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和硬脂酸甘油酯于搅拌机中，在室温条件下以400r/min低速搅拌30min，得到配方A组份，步骤1中配方A组份密封存放；
步骤2.取PVC树脂、复合钙锌稳定剂、硬脂酸甘油酯、碳酸钙于搅拌机中，加入配方A组份，以300r/min的速度搅拌2min，并加入聚己二酸-1，2-丙二醇酯，搅拌混合，加热体系温度升至150℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
对照例1
本对照例1的线缆料由下列重量份的原料构成：三型PVC树脂150份、聚己二酸-1，2-丙二醇酯40份、复合钙锌稳定剂4份、硬脂酸甘油酯0.5份、碳酸钙25份、配方A组份3份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌0.6份、氢氧化铝10份、二乙基次膦酸铝0.8份、三聚氰胺氰尿酸酯0.8份、多聚磷酸铵1份、氢氧化镁10份、季戊四醇0.1份、硬脂酸甘油酯0.1份，其中氢氧化铝及氢氧化镁为10000目，碳酸钙粒径为0.1～0.2μm。
本对照例1的线缆料制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取锡酸锌、氢氧化铝、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺氰尿酸酯、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和硬脂酸甘油酯于搅拌机中，在室温条件下以400r/min低速搅拌30min，得到配方A组份，步骤1中配方A组份密封存放；
步骤2.取PVC树脂、复合钙锌稳定剂、硬脂酸甘油酯、碳酸钙于搅拌机中，加入配方A组份，以300r/min的速度搅拌2min，并加入聚己二酸-1，2-丙二醇酯，搅拌混合，加热体系温度升至150℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
对照例2
本对照例2的线缆料由下列重量份的原料构成：三型PVC树脂150份、聚己二酸-1，2-丙二醇酯40份、复合钙锌稳定剂4份、硬脂酸甘油酯0.5份、碳酸钙25份、配方A组份3份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌0.6份、氢氧化铝10份、二乙基次膦酸铝0.8份、三聚氰胺氰尿酸酯0.8份、多聚磷酸铵1份、氢氧化镁10份、季戊四醇0.1份、硬脂酸甘油酯0.1份，其中氢氧化铝及氢氧化镁为10000目，碳酸钙粒径为0.1～0.2μm。
本对照例2的线缆料制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取锡酸锌、氢氧化铝、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺氰尿酸酯、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和硬脂酸甘油酯于搅拌机中，在室温条件下以400r/min低速搅拌30min，得到配方A组份，步骤1中配方A组份不密封存放；
步骤2.取PVC树脂、复合钙锌稳定剂、硬脂酸甘油酯、碳酸钙于搅拌机中，加入配方A组份，以300r/min的速度搅拌2min，并加入聚己二酸-1，2-丙二醇酯，搅拌混合，加热体系温度升至150℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
表1.实施例1～3及对照例1～2所制得的线缆料性能参数。
如表1中所示，本发明的实施例1～3由于采用有机膦阻燃剂、氮系列阻燃剂及多聚磷酸铵形成氮-磷复合阻燃体系，并通过添加成炭剂季戊四醇，通过使线缆料本身具有较好的阻燃性能来降低氢氧化镁及氢氧化铝等物质含量。如表1中所示，实施例1～3虽然氢氧化镁及氢氧化铝含量较低，但是仍能够通过VW-1级燃烧试验的测试。同时，由于线缆料的各添加组份之间比重相差不大，在混合搅拌时各组份之间分散均匀，无分层现象，使线缆料的物理性能表现均一，性能稳定，在短期老化试验及冷弯曲试验中均无裂痕产生。此外，实施例1～3与对照例1～2相比，由于氢氧化镁及氢氧化铝加入量少，对聚氯乙烯材料的物理机械性能影响较小，使线缆料在具有较强阻燃性能的同时也具有较好的物理机械性能，特别是在抗张力强度及伸长率的物理性质上具有更好的表现，完全可以达到数据线护套料的各项性能指标。
特别的，实施例3中PVC树脂含量较高，在通过燃烧试验的同时，相比于实施例1和实施例2能够具有更好的物理性能。
此外，对照例1和对照例2相比，由于对照例2中的配方A组份不密封存放，在使用过程中产生微量吸水，导致最后形成的线缆料中具有较多水份，相比于对照例1，在抗张力强度及伸长率上性能下降，且没有通过短期老化试验和冷弯曲试验。而实施例1及实施例3相比于实施例2，采用密封存放的方式保存配方A组份，在测试中表现出更好的物理性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料，其特征在于，所述线缆料由下列重量份的原料构成：PVC树脂100～150份、聚酯增塑剂40～50份、复合钙锌稳定剂4～8份、化工润滑剂0.5～1份、填充剂25～40份、配方A组份3～5份；所述配方A由下列重量份的原料构成：锡酸锌0.6～1份、氢氧化铝1～2份、有机膦阻燃剂0.8～1.2份、氮系列阻燃剂0.8～1.5份、多聚磷酸铵1～1.5份、氢氧化镁1～2份、季戊四醇0.1～0.3份、化工润滑剂0.1～0.3份。
2.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述PVC树脂为三型PVC树脂粉。
3.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述有机膦阻燃剂选自二乙基次膦酸铝、二丙基次磷酸铝、乙基膦酸二乙酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述配方A组份中氢氧化铝为1000～20000目、氢氧化镁为1000～20000目。
5.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述填充剂选自碳酸钙、硅藻土、二氧化钛、高岭土中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述填充剂为碳酸钙，所述碳酸钙粒径为0.01～0.08μm。
7.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述氮系列阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺磷酸钠、三聚氰胺氰尿酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的线缆料，其特征在于，所述化工润滑剂选自硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、石蜡中的一种或多种。
9.一种如权利要求1-8任一所述无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：取锡酸锌、氢氧化铝、有机膦阻燃剂、氮系列阻燃剂、多聚磷酸铵、氢氧化镁、季戊四醇和化工润滑剂于搅拌机中，在室温条件下以50～600r/min低速搅拌30～50min，得到配方A组份；
步骤2：取PVC树脂、复合钙锌稳定剂、化工润滑剂、填充剂于搅拌机中，加入配方A组份，以300～400r/min的速度搅拌1～2min，并加入聚酯增塑剂，搅拌混合，加热体系温度升至100～200℃，经造粒机造粒，得到一种无锑环保新型阻燃聚氯乙烯线缆料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中配方A组份密封存放。
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