CN108641344A - 一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法 - Google Patents

一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于线缆外用材料技术领域，尤其是一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法，解决了现有技术中由于大量无机阻燃剂的混入，导致填充材料的热塑性和弹性变弱，材料的柔韧性能下降，使用寿命不长的问题，所述热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下原料：热塑性聚氨酯20～30份、聚乙烯树脂15～35份、磷酸二氢钠1～2.5份、膨胀蛭石1.5～5份、棕榈酸乙酯2～3份、防老剂0.2～0.3份、热稳定剂0.2～0.5份。本发明所得线缆材料具有较强的热塑性、弹性、阻燃性、抗老化性和热稳定性。本发明所用原料安全环保、配方科学、配比严谨，制备方法简单，反应条件温和，易于工业化生产，值得推广。

Description

一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及线缆外用材料技术领域，尤其涉及一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，全国各地对线缆的使用量大大增多，然而在使用过程中极易因线路发热量过大等原因而起火燃烧，引起火灾。为了减少线缆发热燃烧所引发的火灾事故，阻燃线缆的使用越来越普通。传统的阻燃线缆主要是有卤阻燃，在火灾发生时，会产生大量的烟雾，产生有毒、带刺激性和腐蚀性的卤化氢气体。燃烧时会产生大量的有毒气体和烟雾，严重危害人们的生命财产安全。有些线缆料中采用水合氧化铝或氢氧化镁作阻燃剂，但是为了达到充分的阻燃效果，必须混入足够的无机阻燃剂，但大量无机阻燃剂的混入，导致填充材料的热塑性和弹性变弱，材料的柔韧性能下降，使用寿命不长等问题。中国专利号CN106432922A公开了一种热塑性耐高压电缆材料，该专利包括苯乙烯类热塑性弹性体、三元乙丙橡胶、纳米高岭土、纳米滑石粉、纳米蒙脱土、抗氧剂等成分，该专利所制得线缆材料虽然热塑性较强，但是弹性和阻燃性较弱。基于上述陈述，本发明提出了一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中由于大量无机阻燃剂的混入，导致填充材料的热塑性和弹性变弱，材料的柔韧性能下降，使用寿命不长的问题，而提出的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料及其制备方法。
一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯20～30份、聚乙烯树脂15～35份、磷酸二氢钠1～2.5份、膨胀蛭石1.5～5份、棕榈酸乙酯2～3份、防老剂0.2～0.3份、热稳定剂0.2～0.5份。
优选的，所述热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯22～28份、聚乙烯树脂19～30份、磷酸二氢钠1.1～2.3份、膨胀蛭石1.8～3.5份、棕榈酸乙酯2.2～2.8份、防老剂0.25～0.28份、热稳定剂0.28～0.45份。
优选的，所述热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯25份、聚乙烯树脂23份、磷酸二氢钠1.8份、膨胀蛭石2.5份、棕榈酸乙酯2.6份、防老剂0.27份、热稳定剂0.3份。
优选的，所述磷酸二氢钠和膨胀蛭石的质量比为1:1.5～2。
本发明还提出了一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的磷酸二氢钠和膨胀蛭石共同加入到研磨机中，充分研磨5～15min，得到混合物A；
S2、将所述比重的聚乙烯树脂加入到树脂软化罐中，在160～200℃的高温下加热30～60min，然后升温至200～250℃加入热塑性聚氨酯，混合搅拌20～30min，得到混合物B；
S3、将步骤一中的混合物A、步骤二中的混合物B及所述比重的棕榈酸乙酯、防老剂和热稳定剂共同加入到高速混合机中，混合均匀后，在180～220℃的温度下，经双螺杆挤出机挤出，造粒即得。
本发明提出的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，具有以下有益效果：本发明利用磷酸二氢钠和膨胀蛭石对热塑性聚氨酯和聚乙烯树脂进行增强，然后混合棕榈酸乙酯、防老剂和热稳定性共同制得所需的线缆外用材料。本发明通过加入磷酸二氢钠和膨胀蛭石，通过控制两者的用量，使两者达到最佳的协同作用，对热塑性聚氨酯和聚乙烯树脂进行改性增强，以提高所得线缆外用材料的热塑性、弹性、阻燃性、抗老化性和和热稳定性。本发明配方科学、配比严谨，配方中选用的原料绿色环保，所得热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料解决了现有技术中由于大量无机阻燃剂的混入，导致填充材料的热塑性和弹性变弱，材料的柔韧性能下降，使用寿命不长的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯20份、聚乙烯树脂15份、磷酸二氢钠1份、膨胀蛭石1.5份、棕榈酸乙酯2份、防老剂0.2份、热稳定剂0.2份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的磷酸二氢钠和膨胀蛭石共同加入到研磨机中，充分研磨5min，得到混合物A；
S2、将所述比重的聚乙烯树脂加入到树脂软化罐中，在160℃的高温下加热30min，然后升温至200℃加入热塑性聚氨酯，混合搅拌20min，得到混合物B；
S3、将步骤一中的混合物A、步骤二中的混合物B及所述比重的棕榈酸乙酯、防老剂和热稳定剂共同加入到高速混合机中，混合均匀后，在180℃的温度下，经双螺杆挤出机挤出，造粒即得。
实施例二
本发明提出的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯25份、聚乙烯树脂23份、磷酸二氢钠1.8份、膨胀蛭石2.5份、棕榈酸乙酯2.6份、防老剂0.27份、热稳定剂0.3份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的磷酸二氢钠和膨胀蛭石共同加入到研磨机中，充分研磨10min，得到混合物A；
S2、将所述比重的聚乙烯树脂加入到树脂软化罐中，在180℃的高温下加热45min，然后升温至230℃加入热塑性聚氨酯，混合搅拌25min，得到混合物B；
S3、将步骤一中的混合物A、步骤二中的混合物B及所述比重的棕榈酸乙酯、防老剂和热稳定剂共同加入到高速混合机中，混合均匀后，在210℃的温度下，经双螺杆挤出机挤出，造粒即得。
实施例三
本发明提出的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯30份、聚乙烯树脂35份、磷酸二氢钠2.5份、膨胀蛭石5份、棕榈酸乙酯3份、防老剂0.3份、热稳定剂0.5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的磷酸二氢钠和膨胀蛭石共同加入到研磨机中，充分研磨15min，得到混合物A；
S2、将所述比重的聚乙烯树脂加入到树脂软化罐中，在200℃的高温下加热60min，然后升温至250℃加入热塑性聚氨酯，混合搅拌30min，得到混合物B；
S3、将步骤一中的混合物A、步骤二中的混合物B及所述比重的棕榈酸乙酯、防老剂和热稳定剂共同加入到高速混合机中，混合均匀后，在220℃的温度下，经双螺杆挤出机挤出，造粒即得。
对比例一：为中国专利号CN106432922A公开的一种热塑性耐高压电缆材料。
分别测试实施例一～三中制备的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料和对比例一的一种热塑性耐高压电缆材料的阻燃性(自熄时间越短，阻燃效果越好)，得出如下结果：
表1：
按上述实施例一所述步骤，在原料总重量份不变及其他各原料用量不变的情况下，分别制备单独添加磷酸二氢钠的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料；单独添加膨胀蛭石的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料；以及共同磷酸二氢钠和膨胀蛭石的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料；然后分别测试上述热塑性耐高压电缆材料的性能，得出如下结果：
表2：
由表2可知：在用量相同的情况下，复配添加磷酸二氢钠和膨胀蛭石制备的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，阻燃性远远强于单独添加磷酸二氢钠或膨胀蛭石制备的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，且磷酸二氢钠和膨胀蛭石的复配质量比为1:1.7时，所制备的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料的综合性能最佳。
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 (5)

1.一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯20～30份、聚乙烯树脂15～35份、磷酸二氢钠1～2.5份、膨胀蛭石1.5～5份、棕榈酸乙酯2～3份、防老剂0.2～0.3份、热稳定剂0.2～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯22～28份、聚乙烯树脂19～30份、磷酸二氢钠1.1～2.3份、膨胀蛭石1.8～3.5份、棕榈酸乙酯2.2～2.8份、防老剂0.25～0.28份、热稳定剂0.28～0.45份。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯25份、聚乙烯树脂23份、磷酸二氢钠1.8份、膨胀蛭石2.5份、棕榈酸乙酯2.6份、防老剂0.27份、热稳定剂0.3份。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料，其特征在于，所述磷酸二氢钠和膨胀蛭石的质量比为1:1.5～2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的热塑性弹性体无卤阻燃线缆外用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述比重的磷酸二氢钠和膨胀蛭石共同加入到研磨机中，充分研磨5～15min，得到混合物A；
S2、将所述比重的聚乙烯树脂加入到树脂软化罐中，在160～200℃的高温下加热30～60min，然后升温至200～250℃加入热塑性聚氨酯，混合搅拌20～30min，得到混合物B；
S3、将步骤一中的混合物A、步骤二中的混合物B及所述比重的棕榈酸乙酯、防老剂和热稳定剂共同加入到高速混合机中，混合均匀后，在180～220℃的温度下，经双螺杆挤出机挤出，造粒即得。
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