CN113583360A - 一种高阻燃抑烟pvc-u绝缘电工套管及其制备方法 - Google Patents

一种高阻燃抑烟pvc-u绝缘电工套管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃抑烟PVC‑U绝缘电工套管及其制备方法，由按如下质量份数的原料组成：PVC SG‑5：100份，钙锌稳定剂：3~5份，微晶蜡：1~3份，轻质碳酸钙：10~20份，有机蒙脱土（OMMT）：2~10份，水滑石（LDHS）：2~10份，钛白粉：0.1~1份，CPE（氯化聚乙烯）：2~5份，ACR（丙烯酸酯类）：1~5份，荧光增白剂KB：0.01份。本方明的PVC‑U绝缘电工套管在保证了拉伸强度和常温缺口冲击强度下，显著提高了弯曲强度，还具有优异的阻燃性能和抑烟性能。

Description

一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC-U绝缘电工套管技术领域，尤其涉及一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯（Polyvinyl chloride)，英文简称PVC，是由氯乙烯单体（VCM）在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物，是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
PVC由于氯基团的存在，在加热、剪切或者高能量射线（如紫外线）等的作用下，容易发生自催化脱氯化氢反应，导致共轭多烯链的形成，以及一系列的连锁反应如分子链发生断链、交联等，导致PVC降解变色，制品性能下降，使用寿命受到影响。此外，PVC树脂的粘流温度为135 ℃，在145 ℃左右PVC就会出现明显分解，而紫外线，外力，氧气，HCI和活性金属离子将大大加速PVC的分解，对制品性能造成严重影响。因此PVC树脂的加工过程中需要添加各种加工助剂，如热稳定剂，润滑剂等。PVC自身氯的含量高于正常值，是一种自熄型的聚合物，氧指数大于40%，但是在加工过程中由于添加了增塑剂和其他助剂，反而会造成氧指数降低，制品不能满足阻燃要求；同时，PVC在燃烧中会释放大量黑烟和有害气体（苯、氯化氢等）。
因此，研制一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管，抑制燃烧过程中有毒气体的产生，降低烟雾量具有十分重要意义和广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制燃烧过程中有毒气体的产生、降低烟雾量的PVC-U绝缘电工套管。
为实现上述目的，本发明提出一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管，包括以下重量份的原料：PVC SG-5：100份，钙锌稳定剂：3~5份，微晶蜡：1~3份，轻质碳酸钙：10~20份，有机蒙脱土（OMMT）：2~10份，水滑石（LDHS）：2~10份，钛白粉：0.1~1份，CPE（氯化聚乙烯）：2~5份，ACR（丙烯酸酯类）：1~5份，荧光增白剂KB：0.01份。
具体的，所述钙锌稳定剂在树脂加工过程中，可防止或抑制其降解脱出HCl，同时在制品的有效使用期内，能够保持足够的热稳定性并减缓热（光）作用引起的降解，延长使用寿命。
具体的，所述微晶蜡可防止塑料熔体与金属之间的黏附、提高熔体的流动速率，降低加工中物料熔体本身的位移阻力，以及促进塑化的作用。
具体的，所述轻质碳酸钙可起到增加容量、降低成本的作用，还能起到改善塑料制品的加工性能、物理力学性能和耐化学性能的作用。
具体的，所述有机蒙脱土（OMMT）为改性蒙脱土（MMT），可改善PVC的阻燃性能、抑烟性能、力学性能和热稳定性。
具体的，所述水滑石（LDHS）是一种具有层状结构的双金属氢氧化物，兼有氢氧化镁和氢氧化铝两种阻燃剂的优点，又具有无毒、消烟、阻燃，提高PVC热稳定性的一种阻燃材料。
具体的，所述OMMT和LDHs 之间具有协同效果，可使复合材料的阻燃性能升高。这是由于复合材料在燃烧时OMMT能够阻止PVC分子链降解产生的可燃性小分子向外界扩散，同时能够延缓外界氧气向内部的迁移，进而延缓燃烧的进行，起到阻燃的作用。而LDHs受热分解水蒸气稀释PVC燃烧产生的碳微粒，并与碳微粒反应，生成CO2、CO、H2O，起到阻燃的作用，LDHs具有碱性，比表面积小，表观碱性小，燃烧产物LDO会表现出较强的碱性，LDO具有较高的比表面积，是一种多孔碱性物质，可吸收PVC燃烧产生的酸性气体，金属氧化物LDO的形成可能改变PVC的热分解途径，促使其高度交联，促进残炭的形成，使氧指数升高。
具体的，所述OMMT和LDHs 之间具有协同效果，可使复合材料的烟密度等级降低。这是由于OMMT具有高的厚径比，因此阻隔性能好，阻止空气中的O2进入到制品内部，并且LDHs的组成结构具有结晶水、羟基和碳酸根，类似于水镁石的结构，并且层间有碱性位。LDHs层间受热脱出的水及羟基分解产生的水均能稀释空气中的氧和聚合物分解生成的可燃性气体，LDHs层板上含有碱性位对酸性气体有吸附作用，可以有效吸收由HCl而产生的酸雾。
具体的，所述钛白粉可使制品美观，进而提高商品价值，还可提高制品的耐候性，改善制品光学性能。
具体的，所述CPE可提高硬聚氯乙烯管材韧性。
具体的，所述ACR可提高硬聚氯乙烯管材韧性、抗冲击性。
本发明还公开了一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管的制备方法，具体包括如下步骤。
S1：按所述配方称取各原料。
S2：将S1中的所述原料依次加入到热混混料机中进行高速混合，当料温达到110～120 ℃时排入冷混混料机中混合。
S3：当冷混混料机中的料温降到50℃及以下时排入料斗。
S4：将S3所得混配料喂料加入到双螺杆挤出机中，通过塑化挤出。
S5：模具成型、真空定径、冷却、牵引、定长切割、包装，即得高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管。
通过实施上述技术方案，本发明提供的一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管及其制备方法所具有的有益效果是：可有效抑制产品在燃烧过程中有毒气体的产生，并降低烟雾量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一。
称取以下重量份的原料：PVC SG-5：100份，钙锌稳定剂：3.5份，微晶蜡：2份，轻质碳酸钙：16份，有机蒙脱土（OMMT）：8份，水滑石（LDHS）：4份，钛白粉：0.8份，CPE（氯化聚乙烯）：3.5份，ACR（丙烯酸酯类）：2份，荧光增白剂KB：0.01份。
上述高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管的制备方法，具体包括如下步骤。
S1：按所述配方称取各原料。
S2：将S1中的所述原料依次加入到热混混料机中进行高速混合，当料温达到110～120 ℃时排入冷混混料机中混合。
S3：当冷混混料机中的料温降到50 ℃及以下时排入料斗。
S4：将S3所得混配料喂料加入到双螺杆挤出机中，通过塑化挤出。
S5：模具成型、真空定径、冷却、牵引、定长切割、包装，即得高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管。
实施例二。
称取以下重量份的原料：PVC SG-5：100份，钙锌稳定剂：4.5份，微晶蜡：2.5份，轻质碳酸钙：16份，有机蒙脱土（OMMT）：5份，水滑石（LDHS）：6份，钛白粉：0.8份，CPE（氯化聚乙烯）：3.5份，ACR（丙烯酸酯类）：2份，荧光增白剂KB：0.01份。
其成型工艺与实施例一相同，此处不再详细赘述。
实施例三。
称取以下重量份的原料：PVC SG-5：100份，钙锌稳定剂：4份，微晶蜡：2.2份，轻质碳酸钙：16份，有机蒙脱土（OMMT）：6份，水滑石（LDHS）：5份，钛白粉：0.5份，CPE（氯化聚乙烯）：3.5份，ACR（丙烯酸酯类）：2份，荧光增白剂KB：0.01份。
其成型工艺与实施例一相同，此处不再详细赘述。
对比例。
称取以下重量份的原料：PVC SG-5：100份，钙锌稳定剂：3.5份，微晶蜡：2.2份，轻质碳酸钙：16份，钛白粉：0.5份，CPE（氯化聚乙烯）：3.5份，ACR（丙烯酸酯类）：2份，荧光增白剂KB：0.01份。
其成型工艺与实施例一相同，此处不再详细赘述。
分别将实施例一、实施例二、实施例三得到的改性材料制成塑料标准试样，设置对比例与实施例进行比较所有实施例与对比例的实验结果见表1。
表1
Figure 640026DEST_PATH_IMAGE002
。
以上表1中的测试结果表明，本方明的PVC-U绝缘电工套管在保证了拉伸强度和常温缺口冲击强度下，显著提高了弯曲强度，还具有优异的阻燃性能和抑烟性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管，其特征在于，按如下质量分数的原料组成：PVCSG-5：100份，钙锌稳定剂：3~5份，微晶蜡：1~3份，轻质碳酸钙：10~20份，有机蒙脱土（OMMT）：2~10份，水滑石（LDHS）：2~10份，钛白粉：0.1~1份，CPE（氯化聚乙烯）：2~5份，ACR（丙烯酸酯类）：1~5份，荧光增白剂KB：0.01份。
2.根据权利要求 1 所述的高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管，其特征在于，所述有机蒙脱土（OMMT）为改性蒙脱土（MMT）。
3.根据权利要求 1 所述的高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管，其特征在于，所述OMMT和LDHs 之间具有协同效果，可使复合材料的阻燃性能升高、烟密度等级降低。
4.一种高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：按所述配方称取各原料；
S2：将S1中的所述原料依次加入到热混混料机中进行高速混合，当料温达到110～120℃时排入冷混混料机中混合；
S3：当冷混混料机中的料温降到50 ℃及以下时排入料斗；
S4：将S3所得混配料喂料加入到双螺杆挤出机中，通过塑化挤出；
S5：模具成型、真空定径、冷却、牵引、定长切割、包装，即得高阻燃抑烟PVC-U绝缘电工套管。
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