CN107652684A - 一种电缆用复合阻燃协效剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及一种电缆用复合阻燃协效剂，所述电缆用复合阻燃协效剂由以下重量份的组分组成：有机硅高聚物20~30份，锡酸锌5~15份，有机蒙脱土15~25份，钼基水滑石10~20份和磷蛋白2~10份。本发明电缆用复合阻燃协效剂不含有毒添加剂，以生物质材料为磷源，提高资源利用率，更为绿色环保；阻燃和抑烟效果好，能够改善基材的机械加工和耐热性能，安全性能高，在电缆领域具有广阔的应用前景。

Description

一种电缆用复合阻燃协效剂
技术领域
本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及一种绿色环保、具有抑烟功能的复合阻燃协效剂。
背景技术
阻燃电缆，是指在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去试验火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。在火灾情况下，电缆有可能被烧坏而不能运行，但可阻止火势的蔓延。通俗地讲，电线万一失火，能够把燃烧限制在局部范围内，不产生蔓延，保住其他的各种设备，避免造成更大的损失。电线电缆的燃烧是由于外部加热而产生了易燃气体，要达到阻燃的目的，必须抑制引起燃烧的三要素，即：可燃气体、热量和氧气。因此，阻燃电缆一般采用的方法是在护套材料中添加含有卤素的卤化物和金属氧化物，虽然具有阻燃效果，但由于这些材料中含有卤化物，在燃烧时释放大量的烟雾和卤化氢气体，导致火灾时的能见度低，给人员的安全疏散和消防带来很大的妨碍，且逃生者会由于有毒气体窒息致死，生存率低。因此，如何降低阻燃电缆意外火灾时产生大量有毒烟雾的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为了克服传统阻燃电缆意外火灾时产生大量有毒烟雾、逃生率低的问题，提供了一种绿色环保、具有抑烟功能的电缆用复合阻燃协效剂。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电缆用复合阻燃协效剂，所述电缆用复合阻燃协效剂由以下重量份的组分组成：有机硅高聚物20~30份，锡酸锌5~15份，有机蒙脱土15~25份，钼基水滑石10~20份和磷蛋白2~10份。
本发明突破传统的阻燃协效剂选用化学含磷试剂作为阻燃成分的局限，选用生物质材料磷蛋白，结合有机蒙脱土和钼基水滑石，协同增效，增加阻燃剂的阻燃效果。有机硅高聚物和锡酸锌可以与电缆表面常用的溴、氯阻燃剂产生协同作用，有效地阻燃和抑烟，其主要机理为：燃烧过程中，有机硅高聚物在共混物燃烧时生成玻璃态的无机层，促进炭化物的生成，形成具有一定厚度的隔离膜，从而抑制燃烧。锡酸锌一方面可以通过交联促进成炭，减少可燃挥发物的释出；另一方面挥发的锡化合物可以作为气象反应催化剂，催化氧化火焰中的CO和烟炱，较少有毒气体的产生，为火灾中的逃生者增加了生存几率。水滑石为层状双金属氢氧化物（LDH），钼基水滑石为经钼化合物改性的水滑石，钼基水滑石层间具有丰富的阻燃性物种CO3 2-和结晶水，在受热燃烧时，释放阻燃性气体CO2起到隔绝氧气和降低材料表面温度的作用。同时钼基水滑石在表面形成凝聚相，阻止燃烧面扩展。钼基水滑石受热分解后，形成高分散的大比表面固体碱，对燃烧氧化产生的酸性气体具有极强的吸附作用，从而起到优异的抑烟作用。钼基水滑石作为阻燃协效剂加入电缆中具有明显的阻燃和抑烟效果，较小的添加量就可在不降低材料氧指数（LOI）的同时，使抑烟效果显著提高。
作为优选，所述有机硅高聚物为硅树脂，氨基硅油和聚硅氧烷聚合物中的一种或几种。
有机硅高聚物具有热氧化稳定、高效、低烟、无毒、防熔滴、对基材性能影响小等优点，这是由构成分子主链的硅氧键的性质所决定，通过改进分子结构、提高相对分子质量、共混等来提高阻燃抑烟效果、改善成炭性及基体材料的加工和力学性能。由于含硅阻燃聚合物少烟无毒、燃烧值低、火焰传播速度慢，同时和一些阻燃剂存在着协效作用。其中，聚硅氧烷聚合物类似于互穿聚合物网络（IPN）部分交联机理而结合入基材聚合物结构中，可大大限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面，且与聚烯烃等高聚物相容。硅树脂能改善基材的加工性能、机械性能、耐热性能等，阻燃材料的循环使用效果较好，在提高电缆阻燃特性的同时提高电缆的机械加工性能。
作为优选，所述有机蒙脱土由蒙脱土经阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂，聚合物单体和偶联剂中的一种或几种改性制得。
蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，因此要对其进行有机改性，改变蒙脱土表面的高极性，使蒙脱土层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使蒙脱土的层间距增大，使聚合物的链或单体能进入层间，从而使有机基团覆盖蒙脱土表面或插入其层间，使其表面能发生变化，增大了层间距，使其由原来的亲水性转变为亲油性，增加阻燃协效剂的分散性能。
作为优选，所述钼基水滑石由水滑石与八钼酸铵，三氧化钼和八钼酸三聚氰胺中的一种或几种改性制得。
作为优选，所述磷蛋白从牛奶，大豆，皂苷和含树胶的植物根中的一种或几种中提取获得，成本低，来源广泛，绿色环保，资源利用率高。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）不含有毒添加剂，以生物质材料为磷源，提高资源利用率，更为绿色环保；
（2）阻燃抑烟效果好，安全性能高；
（3）能够改善基材的机械加工和耐热性能，在电缆领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
一种电缆用复合阻燃协效剂，由以下配比的组分组成：硅树脂20g，锡酸锌5g，有机蒙脱土（非离子表面活性剂改性、聚合物单体和偶联剂改性）25g，钼基水滑石（三氧化钼和八钼酸三聚氰胺改性）20g和磷蛋白（大豆和皂苷提取物）10g。
实施例2
一种电缆用复合阻燃协效剂，由以下配比的组分组成：硅树脂12g，聚硅氧烷聚合物18g，锡酸锌15g，有机蒙脱土（阳离子表面活性剂改性）15g，钼基水滑石（八钼酸铵改性）10g和磷蛋白（牛奶提取物）2g。
实施例3
一种电缆用复合阻燃协效剂，由以下配比的组分组成：氨基硅油25g，锡酸锌10g，有机蒙脱土（阴离子表面活性剂改性）20g，钼基水滑石（八钼酸三聚氰胺改性）15g和磷蛋白（含树胶的植物根提取物）5g。
对实施例1-3的电缆用复合阻燃协效剂的性能指标做检测，结果如表1所示：
表1.检测结果
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3
阻燃指数 V-0 V-0 V-0
烟密度等级（SDR） ≤75 ≤75 ≤75
由表1可以看出，本发明的电缆用复合阻燃协效剂具有良好的阻燃和抑烟性能。
本发明电缆用复合阻燃协效剂不含有毒添加剂，以生物质材料为磷源，提高资源利用率，更为绿色环保；阻燃和抑烟效果好，能够改善基材的机械加工和耐热性能，安全性能高，在电缆领域具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种电缆用复合阻燃协效剂，其特征在于，所述电缆用复合阻燃协效剂由以下重量份的组分组成：有机硅高聚物20~30份，锡酸锌5~15份，有机蒙脱土15~25份，钼基水滑石10~20份和磷蛋白2~10份。
2.根据权利要求1所述的一种电缆用复合阻燃协效剂，其特征在于，所述有机硅高聚物为硅树脂，氨基硅油和聚硅氧烷聚合物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种电缆用复合阻燃协效剂，其特征在于，所述有机蒙脱土由蒙脱土经阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂，聚合物单体和偶联剂中的一种或几种改性制得。
4.根据权利要求1所述的一种电缆用复合阻燃协效剂，其特征在于，所述钼基水滑石由水滑石与八钼酸铵，三氧化钼和八钼酸三聚氰胺中的一种或几种改性制得。
5.根据权利要求1所述的一种电缆用复合阻燃协效剂，其特征在于，所述磷蛋白从牛奶，大豆，皂苷和含树胶的植物根中的一种或几种中提取获得。
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US20040217376A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-04 Tanweer Ahsan Flame-retardant molding compositions
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周正发，等: ""LDPE 阻燃协效剂及蒙脱土阻燃体系研究"", 《现代塑料加工应用》 *

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