CN108084559A - 一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯150‑170份、氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物9‑13份、马来酸酐接枝聚丙烯18‑22份、邻苯二甲酸二辛酯6‑10份、云母粉13‑17份、气相白炭黑2‑5份、防老剂2‑3份、抗氧剂0.8‑1.2份、对羟基二苯甲酮0.3‑0.6份、硬脂酸钙2‑3份、氢氧化镁10‑15份、聚磷酸铵5‑8份、季戊四醇2‑5份、紫木节8‑12份、硼硅酸铝钙3‑6份。本发明还公开了所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法。本发明制备的电缆料在保证良好的力学性能的基础上，还具有优异的阻燃性能，具有广阔的市场前景。

Description

一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，具体是一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
电力供应已成为世界经济飞速发展不可或缺的一部分，而电线电缆作为电力供应的载体遍及各行各业。电线电缆电线电缆行业虽然只是一个配套行业，却占据着中国电工行业1/4的产值。它产品种类众多，应用范围十分广泛，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆还被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90％。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。
聚丙烯电缆料为一种常见的电缆料。聚丙烯电缆料力学性能优异，且耐磨性及耐弯曲变形均表现良好，然而聚丙烯阻燃性能差，极易燃烧，其极限氧指数(LOI)为18.5，遇火燃烧时发热量高、燃烧速度快、并伴有发烟、滴落等现象，限制了它在许多领域的应用。因此，如何提高聚丙烯电缆料的阻燃性能，成为聚丙烯电缆料生产领域的研究重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯150-170份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物9-13份、马来酸酐接枝聚丙烯18-22份、邻苯二甲酸二辛酯6-10份、云母粉13-17份、气相白炭黑2-5份、防老剂2-3份、抗氧剂0.8-1.2份、对羟基二苯甲酮0.3-0.6份、硬脂酸钙2-3份、氢氧化镁10-15份、聚磷酸铵5-8份、季戊四醇2-5份、紫木节8-12份、硼硅酸铝钙3-6份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯155-165份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10-12份、马来酸酐接枝聚丙烯19-21份、邻苯二甲酸二辛酯7-9份、云母粉14-16份、气相白炭黑3-4份、防老剂2.3-2.7份、抗氧剂0.9-1.1份、对羟基二苯甲酮0.4-0.5份、硬脂酸钙2.4-2.8份、氢氧化镁11-14份、聚磷酸铵6-7份、季戊四醇3-4份、紫木节9-11份、硼硅酸铝钙4-5份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯160份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物11份、马来酸酐接枝聚丙烯20份、邻苯二甲酸二辛酯8份、云母粉15份、气相白炭黑3份、防老剂2.5份、抗氧剂1份、对羟基二苯甲酮0.5份、硬脂酸钙2.7份、氢氧化镁13份、聚磷酸铵6份、季戊四醇4份、紫木节10份、硼硅酸铝钙5份。
作为本发明再进一步的方案：所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂为抗氧剂1076。
所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取紫木节，粉碎后，过50-80目筛，获得紫木节粉末；
2)将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合4-6h，出料，获得第一混合物；
3)向第一混合物中加入浓度10％的稀盐酸溶液，在300-400rpm下搅拌混合80-100min，出料，静置15-20h，获得第二混合物；
4)将第二混合物过滤，取滤饼，水洗3-5次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为80-85℃的高速混合机中，混合处理3-5min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理4-5min，获得第四混合物；
6)称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合6-8min，放料至冷却混合机中进行冷搅15-20min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％。
作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的2-3倍。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的电缆料在保证良好的力学性能的基础上，还具有优异的阻燃性能，能够满足市场对聚丙烯电缆料的性能需求，有利于拓展聚丙烯电缆料的应用领域，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯150份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物9份、马来酸酐接枝聚丙烯18份、邻苯二甲酸二辛酯6份、云母粉13份、气相白炭黑2份、防老剂2份、抗氧剂0.8份、对羟基二苯甲酮0.3份、硬脂酸钙2份、氢氧化镁10份、聚磷酸铵5份、季戊四醇2份、紫木节8份、硼硅酸铝钙3份。
其中，所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取紫木节，粉碎后，过50目筛，获得紫木节粉末；
2)将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合4h，出料，获得第一混合物，其中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的2倍；
3)向第一混合物中加入浓度10％的稀盐酸溶液，在300rpm下搅拌混合80min，出料，静置15h，获得第二混合物，其中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％；
4)将第二混合物过滤，取滤饼，水洗3次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为80℃的高速混合机中，混合处理3min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理4min，获得第四混合物；
6)称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合6min，放料至冷却混合机中进行冷搅15min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例2
一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯155份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、马来酸酐接枝聚丙烯19份、邻苯二甲酸二辛酯7份、云母粉14份、气相白炭黑4份、防老剂2.7份、抗氧剂1.1份、对羟基二苯甲酮0.5份、硬脂酸钙2.8份、氢氧化镁11份、聚磷酸铵6份、季戊四醇3份、紫木节11份、硼硅酸铝钙5份。
其中，所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取紫木节，粉碎后，过60目筛，获得紫木节粉末；
2)将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合4.5h，出料，获得第一混合物，其中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的2.2倍；
3)向第一混合物中加入浓度10％的稀盐酸溶液，在300rpm下搅拌混合85min，出料，静置16h，获得第二混合物，其中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％；
4)将第二混合物过滤，取滤饼，水洗3次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为80℃的高速混合机中，混合处理4min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理4min，获得第四混合物；
6)称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合6min，放料至冷却混合机中进行冷搅16min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例3
一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯160份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物11份、马来酸酐接枝聚丙烯20份、邻苯二甲酸二辛酯8份、云母粉15份、气相白炭黑3份、防老剂2.5份、抗氧剂1份、对羟基二苯甲酮0.5份、硬脂酸钙2.7份、氢氧化镁13份、聚磷酸铵6份、季戊四醇4份、紫木节10份、硼硅酸铝钙5份。
其中，所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取紫木节，粉碎后，过70目筛，获得紫木节粉末；
2)将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合5h，出料，获得第一混合物，其中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的2.5倍；
3)向第一混合物中加入浓度10％的稀盐酸溶液，在350rpm下搅拌混合90min，出料，静置17h，获得第二混合物，其中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％；
4)将第二混合物过滤，取滤饼，水洗4次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为85℃的高速混合机中，混合处理4min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理5min，获得第四混合物；
6)称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合7min，放料至冷却混合机中进行冷搅18min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例4
一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯165份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物12份、马来酸酐接枝聚丙烯21份、邻苯二甲酸二辛酯9份、云母粉16份、气相白炭黑3份、防老剂2.3份、抗氧剂0.9份、对羟基二苯甲酮0.4份、硬脂酸钙2.4份、氢氧化镁14份、聚磷酸铵7份、季戊四醇4份、紫木节9份、硼硅酸铝钙4份。
其中，所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取紫木节，粉碎后，过70目筛，获得紫木节粉末；
2)将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合5.5h，出料，获得第一混合物，其中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的2.6倍；
3)向第一混合物中加入浓度10％的稀盐酸溶液，在400rpm下搅拌混合90min，出料，静置19h，获得第二混合物，其中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％；
4)将第二混合物过滤，取滤饼，水洗5次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为80℃的高速混合机中，混合处理3min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理5min，获得第四混合物；
6)称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合7min，放料至冷却混合机中进行冷搅18min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例5
一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯170份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物13份、马来酸酐接枝聚丙烯22份、邻苯二甲酸二辛酯10份、云母粉17份、气相白炭黑5份、防老剂3份、抗氧剂1.2份、对羟基二苯甲酮0.6份、硬脂酸钙3份、氢氧化镁15份、聚磷酸铵8份、季戊四醇5份、紫木节12份、硼硅酸铝钙6份。
其中，所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取紫木节，粉碎后，过80目筛，获得紫木节粉末；
2)将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合6h，出料，获得第一混合物，其中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的3倍；
3)向第一混合物中加入浓度10％的稀盐酸溶液，在400rpm下搅拌混合100min，出料，静置20h，获得第二混合物，其中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％；
4)将第二混合物过滤，取滤饼，水洗5次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为85℃的高速混合机中，混合处理5min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理5min，获得第四混合物；
6)称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合8min，放料至冷却混合机中进行冷搅20min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
对比例1
与实施例3相比，不含紫木节，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，不含硼硅酸铝钙，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，不含紫木节和硼硅酸铝钙，其他与实施例3相同。
对本发明实施例1-5及对比例1-3所制备的电缆料进行性能测试，测试结果如下。
表1性能测试表
从上表可以看出，本发明制备的电缆料在保证良好的力学性能的基础上，还具有优异的阻燃性能，能够满足市场对聚丙烯电缆料的性能需求，有利于拓展聚丙烯电缆料的应用领域，具有广阔的市场前景。
另外，从实施例3与对比例1-3的数据对比中可以看出，本发明通过加入紫木节和硼硅酸铝钙，紫木节和硼硅酸铝钙相互配合并与其他组份协同作用，有利于提高聚丙烯电缆料的阻燃性和力学性能。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯150-170份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物9-13份、马来酸酐接枝聚丙烯18-22份、邻苯二甲酸二辛酯6-10份、云母粉13-17份、气相白炭黑2-5份、防老剂2-3份、抗氧剂0.8-1.2份、对羟基二苯甲酮0.3-0.6份、硬脂酸钙2-3份、氢氧化镁10-15份、聚磷酸铵5-8份、季戊四醇2-5份、紫木节8-12份、硼硅酸铝钙3-6份。
2.根据权利要求1所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯155-165份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10-12份、马来酸酐接枝聚丙烯19-21份、邻苯二甲酸二辛酯7-9份、云母粉14-16份、气相白炭黑3-4份、防老剂2.3-2.7份、抗氧剂0.9-1.1份、对羟基二苯甲酮0.4-0.5份、硬脂酸钙2.4-2.8份、氢氧化镁11-14份、聚磷酸铵6-7份、季戊四醇3-4份、紫木节9-11份、硼硅酸铝钙4-5份。
3.根据权利要求2所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯160份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物11份、马来酸酐接枝聚丙烯20份、邻苯二甲酸二辛酯8份、云母粉15份、气相白炭黑3份、防老剂2.5份、抗氧剂1份、对羟基二苯甲酮0.5份、硬脂酸钙2.7份、氢氧化镁13份、聚磷酸铵6份、季戊四醇4份、紫木节10份、硼硅酸铝钙5份。
4.根据权利要求1所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，其特征在于，所述防老剂为防老剂DPPD和防老剂264按照重量比2:5组合而成。
5.根据权利要求1所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076。
6.一种如权利要求1-5任一所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）称取紫木节，粉碎后，过50-80目筛，获得紫木节粉末；
2）将紫木节粉末投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合4-6h，出料，获得第一混合物；
3）向第一混合物中加入浓度10%的稀盐酸溶液，在300-400rpm下搅拌混合80-100min，出料，静置15-20h，获得第二混合物；
4）将第二混合物过滤，取滤饼，水洗3-5次后，干燥，获得第三混合物；
5）称取聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，合并后，投入至预热为80-85℃的高速混合机中，混合处理3-5min，再加入第三混合物、邻苯二甲酸二辛酯和云母粉，继续混合处理4-5min，获得第四混合物；
6）称取气相白炭黑、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮、硬脂酸钙、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇和硼硅酸铝钙，加入至第四混合物中，继续搅拌混合6-8min，放料至冷却混合机中进行冷搅15-20min后，出料，获得第五混合物；
7）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
7.根据权利要求6所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%。
8.根据权利要求7所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述乙醇水溶液的加入量为紫木节粉末总重量的2-3倍。
9.根据权利要求6所述的具有良好阻燃性能的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述稀盐酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60%。
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