CN109265867A - 一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法，所述电缆材料由以下原料按重量份数配比组成：聚氯乙烯100～120份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物60～80份、玻璃纤维20～30份、氢氧化铝15～25份、硫酸亚铁10～15份、二氧化硅10～15份、偶联剂5～8份、抗氧剂2～3份、阻燃剂3～5份。采用本发明所述方法制备的耐火复合阻燃电缆材料，由于采用聚氯乙烯和乙烯‑醋酸乙烯共聚物为基材，配合添加偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，以及玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁和二氧化硅，可增加其耐候性能好，稳定性能优异，其制备方法简单，材料来源丰富，成本低，可应用于耐火阻燃要求较为苛刻的场合，耐火阻燃效果优异，且无卤环保，发生燃烧时不会产生有毒物质。

Description

一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆制造技术领域，具体涉及一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法。
背景技术
电缆，主要指电线电缆，主要应用于电力系统、信息传输系统和机械设备、仪器仪表系统。在日常生活中的需求量和使用量大，其在日常生活中主要的展示形式为架于两电线杆之间，大多暴露于室外，如架空电线、市话电缆、电视电缆、电子线缆、电力电缆等。随着经济社会的发展，电缆在航空、汽车和石油开采等领域也得到广泛的应用。电缆材料是电缆的重要组成部分，其既保护内部材料不受外部环境的影响，同时还要保证电缆能够维持正常的运转功能。所以在制备电缆时，电缆材料的选择对电缆的安全性能起着关键性的作用。因此对电缆的性能要求极高，应该具备较好的机械性能和绝缘耐火性能。
近年来随着生产生活电线电缆的运用日益发展和普及，电力电缆的需要量增加很快，而且随着经济的发展，对其材料的要求也越来越高，而无论从机械性、热火化学耐受性以及灾害防护角度考虑，电缆材料在防护内部原料受损以维持其正常运行方面均起到至关重要的作用，在具体应用过程中，电缆材料必须能都抵抗日晒、UV辐射、臭氧老化、化学药品侵蚀，同时在意外灾害情况下仍能保证或暂时保证其正常运行，随着电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视；电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险因素，在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失，同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展，特别是航空导线、汽车用线、高温仪表电缆、石油钻井平台电缆等许多场合，越来越需要使用耐火、热稳定性能好、热变形温度高的电缆材料。
因聚氯乙烯电缆料是以PVC树脂为基础，加入各种配合剂的多组份混合材料。由于它机械性能优越、耐气候性好、有优良的电气绝缘性能、加工容易和成本低廉等优点，因此被广泛用于电线电缆的绝缘和护层材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐火复合阻燃电缆材料，所述电缆材料由以下原料按重量份数配比组成：聚氯乙烯100～120份、乙烯-醋酸乙烯共聚物60～80份、玻璃纤维20～30份、氢氧化铝15～25份、硫酸亚铁10～15份、二氧化硅10～15份、偶联剂5～8份、抗氧剂2～3份、阻燃剂3～5份。
进一步地，本发明所述的一种耐火复合阻燃电缆材料，其中所述偶联剂由如下重量份数的原料制成：丁二烯基三乙氧基硅烷6～8份、二甲基二硫代氨基甲酸锌3～5份、邻苯二甲酸二辛脂3～5份和乙烯基硅油1～2份。
进一步地，所述抗氧剂为2.4二叔丁基苯基-亚磷酸三酯或2，2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)中的任意一种。
进一步地，本发明所述的一种耐火复合阻燃电缆材料，其中所述阻燃剂为硅酸钾、红磷和硫酸镁按照1:2:1的重量比混合而成。
本发明还公开了上述耐火复合阻燃电缆材料的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：
(1)称取原料备用：按照重量配比称取上述原料；
(2)制备物料A：将密炼机温度调至60～70℃，预热10～15min，将相应重量份的聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入密炼机中，开启搅拌装置，同时升高温度至110～120℃，转速控制在500转/min，使上述物料搅拌15～20min，得到物料A；
(3)制备物料B：保持密炼机温度在110～120℃之间，并向含有上述物料A中加入相应重量份的玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁、二氧化硅、偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，开启搅拌装置，边添加上述原料边搅拌，转速控制在600转/min，搅拌5～10min，搅拌均匀后，得到物料B；
(4)注塑成型：将上述物料B进入双螺杆挤出机中在150～170℃的加工温度条件下挤出熔融、注塑造粒成型即得所述电缆材料。
采用本发明所述的一种耐火复合阻燃电缆材料及其制备方法，与现有技术相比，其益效果在于：利用聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物为基材，其加工性能好，稳定性能优异，耐热性能显著增强，配合添加偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，以及玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁和二氧化硅可增加其耐候性能好，稳定性能优异，制备方法简单，制作成本低，材料来源丰富，性能优异，使用寿命长，适用性强。可应用在对耐火阻燃要求较为苛刻的场合，耐火阻燃效果极为优异，且无卤环保，发生燃烧时不会产生有毒物质。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，以下结合具体实施例来进一步说明本发明。所举实例只用于解释本发明，而不是限定本发明的范围。
实施例1：
一种耐火复合阻燃电缆材料，所述电缆材料由以下原料按重量份数配比组成：聚氯乙烯100份、乙烯-醋酸乙烯共聚物60份、玻璃纤维20份、氢氧化铝15份、硫酸亚铁10份、二氧化硅10份、偶联剂5份、抗氧剂2份、阻燃剂3份。其中所述偶联剂由如下重量份数的原料制成：丁二烯基三乙氧基硅烷6份、二甲基二硫代氨基甲酸锌3份、邻苯二甲酸二辛脂3份和乙烯基硅油1份。所述抗氧剂为2.4二叔丁基苯基-亚磷酸三酯。所述阻燃剂为硅酸钾、红磷和硫酸镁按照1:2:1的重量比混合而成。
上述耐火复合阻燃电缆材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)称取原料备用：按照重量配比称取上述原料；
(2)制备物料A：将密炼机温度调至65～70℃，预热10～12min，将相应重量份的聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入密炼机中，开启搅拌装置，同时升高温度至110～115℃，转速控制在500转/min，使上述物料搅拌15min，得到物料A；
(3)制备物料B：保持密炼机温度在110～115℃之间，并向含有上述物料A中加入相应重量份的玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁、二氧化硅、偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，开启搅拌装置，边添加上述原料边搅拌，转速控制在600转/min，搅拌5～8min，搅拌均匀后，得到物料B；
(4)注塑成型：将上述物料B进入双螺杆挤出机中在150～170℃的加工温度条件下挤出熔融、注塑造粒成型即得所述电缆材料。
实施例2：
一种耐火复合阻燃电缆材料，所述电缆材料由以下原料按重量份数配比组成：聚氯乙烯110份、乙烯-醋酸乙烯共聚物70份、玻璃纤维25份、氢氧化铝18份、硫酸亚铁12份、二氧化硅12份、偶联剂6份、抗氧剂3份、阻燃剂4份。其中所述偶联剂由如下重量份数的原料制成：丁二烯基三乙氧基硅烷7份、二甲基二硫代氨基甲酸锌4份、邻苯二甲酸二辛脂4份和乙烯基硅油2份。所述抗氧剂为2，2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。所述阻燃剂为硅酸钾、红磷和硫酸镁按照1:2:1的重量比混合而成。
上述耐火复合阻燃电缆材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)称取原料备用：按照重量配比称取上述原料；
(2)制备物料A：将密炼机温度调至65～68℃，预热12～13min，将相应重量份的聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入密炼机中，开启搅拌装置，同时升高温度至114～116℃，转速控制在500转/min，使上述物料搅拌18min，得到物料A；
(3)制备物料B：保持密炼机温度在114～116℃之间，并向含有上述物料A中加入相应重量份的玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁、二氧化硅、偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，开启搅拌装置，边添加上述原料边搅拌，转速控制在600转/min，搅拌6～8min，搅拌均匀后，得到物料B；
(4)注塑成型：将上述物料B进入双螺杆挤出机中在150～170℃的加工温度条件下挤出熔融、注塑造粒成型即得所述电缆材料。
实施例3：
一种耐火复合阻燃电缆材料，所述电缆材料由以下原料按重量份数配比组成：聚氯乙烯120份、乙烯-醋酸乙烯共聚物80份、玻璃纤维30份、氢氧化铝25份、硫酸亚铁15份、二氧化硅15份、偶联剂8份、抗氧剂3份、阻燃剂5份。其中所述偶联剂由如下重量份数的原料制成：丁二烯基三乙氧基硅烷8份、二甲基二硫代氨基甲酸锌5份、邻苯二甲酸二辛脂5份和乙烯基硅油2份。所述抗氧剂为2，2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。所述阻燃剂为硅酸钾、红磷和硫酸镁按照1:2:1的重量比混合而成。
上述耐火复合阻燃电缆材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)称取原料备用：按照重量配比称取上述原料；
(2)制备物料A：将密炼机温度调至65～70℃，预热13～15min，将相应重量份的聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入密炼机中，开启搅拌装置，同时升高温度至115～120℃，转速控制在500转/min，使上述物料搅拌20min，得到物料A；
(3)制备物料B：保持密炼机温度在115～120℃之间，并向含有上述物料A中加入相应重量份的玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁、二氧化硅、偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，开启搅拌装置，边添加上述原料边搅拌，转速控制在600转/min，搅拌8～10min，搅拌均匀后，得到物料B；
(4)注塑成型：将上述物料B进入双螺杆挤出机中在150～170℃的加工温度条件下挤出熔融、注塑造粒成型即得所述电缆材料。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种耐火复合阻燃电缆材料，其特征在于，所述电缆材料由以下原料按重量份数配比组成：聚氯乙烯100～120份、乙烯-醋酸乙烯共聚物60～80份、玻璃纤维20～30份、氢氧化铝15～25份、硫酸亚铁10～15份、二氧化硅10～15份、偶联剂5～8份、抗氧剂2～3份、阻燃剂3～5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐火复合阻燃电缆材料，其特征在于：所述偶联剂由如下重量份数的原料制成：丁二烯基三乙氧基硅烷6～8份、二甲基二硫代氨基甲酸锌3～5份、邻苯二甲酸二辛脂3～5份和乙烯基硅油1～2份。
3.根据权利要求1所述的一种耐火复合阻燃电缆材料，其特征在于：所述抗氧剂为2.4二叔丁基苯基-亚磷酸三酯或2，2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐火复合阻燃电缆材料，其特征在于：所述阻燃剂为硅酸钾、红磷和硫酸镁按照1:2:1的重量比混合而成。
5.一种制备如权利要求1-4中任一项所述的耐火复合阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：
(1))称取原料备用：按照重量配比称取上述原料；
(2)制备物料A：将密炼机温度调至60～70℃，预热10～15min，将相应重量份的聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入密炼机中，开启搅拌装置，同时升高温度至110～120℃，转速控制在500转/min，使上述物料搅拌15～20min，得到物料A；
(3)制备物料B：保持密炼机温度在110～120℃之间，并向含有上述物料A中加入相应重量份的玻璃纤维、氢氧化铝、硫酸亚铁、二氧化硅、偶联剂、抗氧剂和阻燃剂，开启搅拌装置，边添加上述原料边搅拌，转速控制在600转/min，搅拌5～10min，搅拌均匀后，得到物料B；
(4)注塑成型：将上述物料B进入双螺杆挤出机中在150～170℃的加工温度条件下挤出熔融、注塑造粒成型即得所述电缆材料。
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