CN111675866A

CN111675866A - 一种阻燃防静电pvc电线电缆料及其制备方法

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Publication number: CN111675866A
Application number: CN201911211174.1A
Authority: CN
Inventors: 林广成; 林铭昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-09-18

Abstract

本发明公开了一种阻燃防静电PVC电线电缆料及其制备方法。所述阻燃防静电PVC电线电缆料的配方中，加入了具有阻燃、防静电性能的合成植物脂肪酸酯和阻燃、抑烟性能的石材、瓷砖、人造石抛光渣，通过混料、挤出、切粒制得。合成植物脂肪酸酯和抛光渣两者配合使用产生很好的协同阻燃效果，替代原有技术中价格昂贵的阻燃剂，不仅可以降低生产成本，而且，还在解决了现有技术由于大量小分子增塑剂的加入，造成阻燃性能降低的问题。抛光渣作为无机填料大量加入，不仅降低了生产成本，提高了阻燃防静电PVC电线电缆料的阻燃、抑烟性能，还解决了石材、瓷砖、人造石抛光渣难以循环利用，废弃填埋造成环境污染的问题。

Description

一种阻燃防静电PVC电线电缆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及阻燃电缆技术领域，主要涉及一种阻燃防静电PVC电缆料及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯PVC具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性，而且含氯量高，燃烧时会降解释放出HCI、CO₂、CO、甲苯等气体隔离氧气，具有自熄性，是生产阻燃电线电缆的理想材料。但HCI、CO₂、CO、甲苯等是有腐蚀性的有毒、有害气体，污染环境且对人体或仪器设备造成“二次危害”，一旦着火就会引起浓烟及毒气的扩散，给救火带来困难，也给人民的生命财产带来巨大的损失。越来越多的实践证明，只要求阻燃是不够的，还必须要有很低的发烟性，以降低其毒烟的危害。此外，现有技术在PVC阻燃电线电缆的加工过程中，加入了小分子增塑剂使其隔氧指数大幅下降，降低了PVC电线电缆的阻燃性能。为达到阻燃要求，在配方中需要增大价格较高的阻燃剂的加入量，导致生产成本高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种阻燃防静电PVC电线电缆料及其制备方法。本发明所述阻燃防静电PVC电线电缆料，在配方中加入了具有阻燃、防静电性能的合成植物脂肪酸酯，和同样具有阻燃性能的石材、瓷砖、人造石抛光渣，两者复合使用产生了很好的协同阻燃效果，通过混料、挤出、切粒制得抛光渣改性阻燃防静电PVC电缆料。

所述抛光渣改性阻燃防静电PVC电缆料，其配方中主要组成原料为PVC树脂、合成植物脂肪酸酯、抛光渣、热稳定剂、润滑剂。合成植物脂肪酸酯是一种新型的环保增塑剂，是从多种植物里面萃取，具有无毒环保、抑制冒油、增塑效率高、热稳定时间长等特点，受热会吸收大量的氧，氧化分解为CO₂和H₂O，具有很好的阻燃性。本发明所述合成植物脂肪酸酯，在合成过程中加入了防静电剂，所以，同时具备了永久防静电性能。

本发明所述的抛光渣是一种工业废料，是石材、瓷砖、人造石进行表面抛光加工过程中，经研磨、抛光等一系列工序产生的大量废渣，无毒性。主要成份是70％左右的抛光细屑和30％左右的磨屑，抛光磨屑由占抛光渣中10％左右的氯氧镁水泥粘结剂和20％左右的Al₂O₃、SiC等磨料组成，其中，氯氧镁水泥粘结剂主要由氧化镁、氢氧化镁和六水氯化镁等材料组成。PVC电线电缆在火焰上燃烧，会降解释放出HCI、CO₂、CO、甲苯等有腐蚀性的有毒、有害气体，其中最大量是HCI气体。氧化镁与HCI反应生成氯化镁和水；氢氧化镁与HCI反应生成氯化镁和水；六水氯化镁在HCI气流中加热反应生成氯化镁和水；HCI溶于水生成盐酸，氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水。抛光细屑中SiO₂粉未占95％，这些不燃而且耐高温分解的SiO₂粉未，燃烧时会在PVC电线电缆料的表面形成炭化层，炭化层的生成，阻挡了热量和氧气的进入及有毒气体的逸出，提高了PVC电缆料的抵抗火焰能力，具有阻燃性。可见，填充于阻燃防静电PVC电线电缆料中的抛光渣，其中的氧化物和氯化物一般先与PVC电缆料燃烧释放出的HCI气体反应生成金属氯化物和水，再发生一系列反应而进一步发挥其阻燃、抑烟的性能。

本发明所述的阻燃防静电PVC电线电缆料，配方中加入了具有阻燃、防静电性能的合成植物脂肪酸酯和同样具有阻燃、抑烟性的抛光渣，两者协同使用产生了更好的阻燃、抑烟效果。解决了原有技术由于大量小分子增塑剂的加入，导致PVC电线电缆料的氯含量降低，造成阻燃性能降低的问题。抛光渣作为无机填料大量加入，不仅降低了阻燃防静电PVC电线电缆料的生产成本，提高了制品的阻燃、抑烟性能，还解决了石材、瓷砖、人造石抛光渣难以循环利用，废弃填埋造成环境污染的问题，变废为宝。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的阻燃防静电PVC电线电缆料的制备方法，通过混料、挤出、切粒制得阻燃防静电PVC电缆料。

本发明所述的阻燃防静电PVC电线电缆料，其配方原料组成按质量份数计，包括以下组份：

本发明所述的阻燃防静电PVC电线电缆料配方，由PVC树脂、合成植物脂肪酸酯、抛光渣、润滑剂、热稳定剂组成。

其中，所述的PVC树脂为聚合度1000～4000的PVC树脂中的一种或多种。

其中，所述的抛光渣为石材、瓷砖、人造石抛光渣。

其中，所述的润滑剂为烃类、脂肪酸类、脂肪酸酰胺类、醇类、酯类、金属皂类润滑剂中的一种或多种复合。

其中，所述的热稳定剂为碱式铅盐类稳定剂、有机锡稳定剂、金属皂稳定剂、环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇中的一种或多种复合。

其中，所述的抗氧化剂为酚类、胺类抗氧化剂中的一种或多种复合。

本发明所述的阻燃防静电PVC电线电缆料的制备方法，其中，包括以下步骤：

1.混料：

将组成阻燃防静电PVC电缆料的各种原料，分别按配方质量分数称重，备用。将PVC树脂粉投入到高速混料机内，高速搅拌5～10分钟烘干水份；再加入合成植物脂肪酸酯，高速搅拌5～10分钟；再加入其余原料，低速搅拌3～5分钟；排料入冷混机内，再搅拌5～20分钟，冷却后排料，制得阻燃防静电PVC电线电缆料混合料。

2.挤出：

将混合料投入到挤出机，经挤出机机头模挤出成圆形胶条，挤出机各区温度为：1区/130℃～150℃，2区/150℃～170℃，3区/160℃～180℃，4区/160℃～180℃，机头/170℃～190℃。

3.切粒：

挤出机经机头模挤出的胶条，经强力风机吹风冷却或水槽冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得阻燃防静电PVC电线电缆粒料。

本发明的有益效果：

本发明所述的阻燃防静电PVC电线电缆料，配方中加入了具有阻燃、防静电性能的合成植物脂肪酸酯和同样具有阻燃、抑烟性的抛光渣，两者协同使用产生了更好的阻燃、抑烟效果。解决了原有技术由于大量小分子增塑剂的加入，导致阻燃防静电PVC电线电缆料的氯含量降低，造成阻燃性能降低的问题。抛光渣作为无机填料大量加入，不仅降低了阻燃防静电PVC电线电缆料的生产成本，提高了电线、电缆的阻燃、抑烟性能，还解决了石材、瓷砖、人造石抛光渣难以循环利用，废弃填埋造成环境污染的问题，变废为宝。

与现有技术相比，本发明有下述创新之处：

本发明所述的抛光渣是一种工业废料，是石材、瓷砖、人造石进行表面抛光加工过程中，经研磨、抛光等一系列工序产生的大量废渣，无毒性。PVC电线电缆在火焰上燃烧，会降解释放出HCI、CO₂、CO、甲苯等有腐蚀性的有毒、有害气体，其中最大量是HCI气体。抛光渣中的氧化镁与HCI反应生成氯化镁和水；氢氧化镁与HCI反应生成氯化镁和水；六水氯化镁在HCI气流中加热反应生成氯化镁和水；HCI溶于水生成盐酸，氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水。抛光细屑中SiO₂粉未占95％，这些不燃而且耐高温分解的SiO₂粉未，在燃烧时会PVC电缆料表面形成炭化层，炭化层的生成，阻挡了热量和氧气的进入及有毒气体的逸出，提高了PVC电线电缆料的抵抗火焰能力，具有阻燃性。可见，抛光磨屑是具有多种阻燃机理的复合阻燃剂。填充于阻燃防静电PVC电线电缆料中的抛光渣，其中的氧化物和氯化物一般先与阻燃防静电PVC电线电缆，燃烧时释放出的HCI气体反应生成金属氯化物和水，再发生一系列反应而进一步发挥其阻燃、抑烟的性能。

本发明所述的合成植物脂肪酸酯是一种新型的环保增塑剂，是从多种植物里面萃取，具有无毒环保、抑制冒油、增塑效率高、热稳定时间长等特点，受热会吸收大量的氧，氧化分解为CO₂和H₂O，具有阻燃性。而且在合成过程中加入抗静电材料，因此，是合成植物脂肪酸酯同时也具有抗静电的功能(如何使增塑剂具有抗静电功能是本领域现有技术，在此不赘述)。在本申请日以前，合成植物脂肪酸酯代替DOP、DBP作为主增塑剂使用，它在几个重要参数上优于DOP、DBP。它具有增塑剂效率高，环保无毒，热稳定时间长，与聚合物相溶性好，挥发性低，能抑制渗出，增充剂容量大，制品光亮度高等优点。

但是在本发明技术公开之前，在本领域技术中并没有发现合成植物脂肪酸酯和石材、瓷砖、人造石抛光渣具有阻燃、抑烟性能的优点，进一步的，两者配合使用具有很好的协同阻燃效果，并利用此优点去制备阻燃抗静电PVC电线电缆料。

具体实施方式：

本发明提供一种阻燃防静电PVC电线电缆料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施方案一：

1.混料：

将组成阻燃防静电PVC电线电缆料的各种原料配方，分别按下述质量分数称重，备用。

将PVC树脂粉投入到高速混料机内，高速搅拌7分钟烘干水份；再加入合成植物脂肪酸酯，高速搅拌5～10分钟；再加入其余原料，低速搅拌3分钟；排料入冷混机内，再搅拌10分钟，冷却后排料，制得阻燃防静电PVC电线电缆料混合料。

2.挤出：

将混合料投入到双螺杆挤出机，经挤出机机头模挤出成圆形胶条，挤出机各区温度为：1区/145℃，2区/160℃，3区/170℃，4区/175℃，机头/180℃。

3.切粒：

挤出机经机头模挤出的胶条，经强力风机吹风冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得阻燃防静电PVC电线电缆料。

上述制备方法制得的阻燃防静电PVC电缆料，进行阻燃性能检测，测得阻燃特性：炭化高度1.8m(标准≤2.5m)；烟密度(最少透光率)72％(标准≥60％)；产烟毒性等级ZA₂级(标准，不低于ZA₂级)，达到GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》一级阻燃电线电缆标准。

实施方案二：

1.混料：

2.挤出：

将混合料投入到单螺杆挤出机，经挤出机机头模挤出成圆形胶条，挤出机各区温度为：1区/140℃，2区/155℃，3区/165℃，机头/175℃。

3.切粒：

挤出机经机头模挤出的胶条，经水槽冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得阻燃防静电PVC电缆料。

上述制备方法制得的阻燃防静电PVC电缆料，进行阻燃性能检测，测得阻燃特性：炭化高度1.9m(标准≤2.5m)；烟密度(最少透光率)70％(标准≥60％)；产烟毒性等级ZA₂级(标准，不低于ZA₂级)，达到GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》一级阻燃电线电缆标准。

实施方案三：

1.混料：

将组成阻燃防静电PVC电缆料的各种原料配方，分别按下述质量分数称重，备用。

2.挤出：

3.切粒：

挤出机经机头模挤出的胶条，经水槽冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得阻燃防静电PVC电线电缆料。

上述制备方法制得的阻燃防静电PVC电线电缆料，进行阻燃性能检测，测得阻燃特性：炭化高度1.7m(标准≤2.5m)；烟密度(最少透光率)71％(标准≥60％)；产烟毒性等级ZA₂级(标准，不低于ZA₂级)，达到GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》一级阻燃电线电缆标准。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种阻燃防静电PVC电线电缆料及其制备方法，其特征在于，所述阻燃防静电PVC电线电缆料，在配方中加入了合成植物脂肪酸酯和石材、瓷砖、人造石抛光渣，通过混料、挤出、切粒，制得阻燃防静电PVC电线电缆料。

2.根据权利要求1所述阻燃防静电PVC电线电缆料，其特征在于，所述配方其原料组成按质量份数计，包括以下组份：

。

3.根据权利要求1或2所述阻燃防静电PVC电线电缆料，其特征在于，其配方组份中，所述PVC树脂为聚合度1000～4000的PVC树脂粉中的一种或多种；所述抛光渣为石材、瓷砖、人造石抛光渣；所述的润滑剂为烃类、脂肪酸类、脂肪酸酰胺类、醇类、酯类、金属皂类润滑剂中的一种或多种复合；所述的热稳定剂为碱式铅盐类稳定剂、有机锡稳定剂、金属皂稳定剂、环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇中的一种或多种复合；所述的抗氧化剂为酚类、胺类抗氧化剂中的一种或多种复合。

4.根据权利要求1至3所述的阻燃防静电PVC电线电缆料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤一混料：

将组成阻燃防静电PVC电线电缆料的各种原料分别按配方质量分数称重，备用。将PVC树脂粉投入到高速混料机内，高速搅拌5～10分钟烘干水份；再加入合成植物脂肪酸酯，高速搅拌5～10分钟；再加入其余原料，低速搅拌3～5分钟；排料入冷混机内，再搅拌5～20分钟，冷却后排料，制得阻燃防静电PVC电线电缆料混合料。

步骤二挤出：

步骤三切粒：

挤出机经机头模挤出的胶条，经强力风机吹风冷却或水槽冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得阻燃防静电PVC电线电缆料。