CN113912963A - 一种高阻燃聚氯乙烯护套料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高阻燃聚氯乙烯护套料，按照重量份数计，原料由以下组分组成：聚氯乙烯50份～70份、氯化聚乙烯3份～5份、阻燃剂A4份～6份、阻燃剂B15份～20份、阻燃成碳剂5份～10份、钙锌稳定剂4份～5份、填充剂15份～20份、润滑剂0.5份～1份、油性增塑剂25份～30份、阻燃增塑剂5份～10份、耐寒增塑剂5份～10份；其中，所述阻燃剂A包括锑类阻燃剂和溴系阻燃剂；所述阻燃剂B选自聚丙烯酸改性的氢氧化镁和司班80改性的氢氧化铝中的至少一种。本发明提供的高阻燃聚氯乙烯护套料，通过各组分的协同作用，有效提高产品的氧指数，提高阻燃效果，同时提高产品的低温性能以及加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体而言，涉及一种高阻燃聚氯乙烯护套料及其制备方法。
背景技术
随着电线电缆应用的发展以及普及，对电线电缆的需求量日益增加，使用环境的要求越来越严，同时，对电线电缆材料的要求也越来越高。
其中，氧指数(OI)指标是用以评价材料燃烧性能的重要指标；氧指数高，代表材料不易燃烧，即阻燃性较好；目前，应用聚氯乙烯(PVC)为基料的阻燃线缆材料很多，配以多种增塑剂、阻燃剂、稳定剂及填充物，得到阻燃复合材料，作为电缆护套料；但是现有的聚氯乙烯电缆护套料的氧指数低，阻燃性能难以满足电线电缆日益严格的使用需求。
发明内容
本发明解决的问题是现有的聚氯乙烯电缆护套料阻燃性能难以满足电线电缆日益严格的使用需求。
为解决上述问题，本发明提供一种高阻燃聚氯乙烯护套料，按照重量份数计，原料由以下组分组成：聚氯乙烯50份～70份、氯化聚乙烯3份～5份、阻燃剂A4份～6份、阻燃剂B15份～20份、阻燃成碳剂5份～10份、钙锌稳定剂4份～5份、填充剂15份～20份、润滑剂0.5份～1份、油性增塑剂25份～30份、阻燃增塑剂5份～10份、耐寒增塑剂5份～10份；其中，所述阻燃剂A包括锑类阻燃剂和溴系阻燃剂；所述阻燃剂B选自聚丙烯酸改性的氢氧化镁和司班80改性的氢氧化铝中的至少一种。
可选地，所述阻燃成碳剂为聚二三聚氰氨磷酸二氢铝盐。
可选地，所述填充剂为滑石粉。
可选地，所述润滑剂选自聚乙烯蜡与硬脂酸中的至少一种。
可选地，所述油性增塑剂选自偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
可选地，所述阻燃增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯。
可选地，所述耐寒增塑剂为十二碳二元酸二酯。
本发明的另一目的在于提供一种如上所述的高阻燃聚氯乙烯护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按重量份称取物料，并进行混炼，得到混合物；
S2：将所述混合物加入至挤出机挤出，得到物质A；
S3：将所述物质A加入至造粒机造粒，得到高阻燃聚氯乙烯护套料。
与现有技术相比，本发明提供的高阻燃聚氯乙烯护套料具有如下优势：
本发明提供的高阻燃聚氯乙烯护套料，通过各组分的协同作用，有效提高产品的氧指数，提高阻燃效果，同时提高产品的低温性能以及加工性能。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的一些线缆护套料，通常氧指数低于36，阻燃效果有限，阻燃性能达不到成束燃烧A级要求，并且存在低温性能不合格，而且加工性能不稳定等不良现象。
为解决现有的聚氯乙烯电缆护套料阻燃性能难以满足电线电缆日益严格的使用需求的问题，本发明提供一种高阻燃聚氯乙烯护套料，按照重量份数计，该高阻燃聚氯乙烯护套料的原料由以下组分组成：聚氯乙烯50份～70份、氯化聚乙烯3份～5份、阻燃剂A4份～6份、阻燃剂B15份～20份、阻燃成碳剂5份～10份、钙锌稳定剂4份～5份、填充剂15份～20份、润滑剂0.5份～1份、油性增塑剂25份～30份、阻燃增塑剂5份～10份、耐寒增塑剂5份～10份；其中，阻燃剂A包括锑类阻燃剂和溴系阻燃剂，并优选阻燃剂A中锑类阻燃剂与溴系阻燃剂的质量比为1：1；阻燃剂B选自聚丙烯酸改性的氢氧化镁和司班80改性的氢氧化铝中的至少一种，并优选阻燃剂B同时包括聚丙烯酸改性的氢氧化镁和司班80改性的氢氧化铝时，聚丙烯酸改性的氢氧化镁与司班80改性的氢氧化铝的质量比为(2～6)：3。
其中，聚氯乙烯作为主要的基体材料，同时加入氯化聚乙烯，利用氯化聚乙烯优异的耐低温、耐老化、抗紫外线等性能，提高高阻燃聚氯乙烯护套料的耐低温性能以及加工性能；再结合阻燃剂、阻燃成碳剂、钙锌稳定剂、填充剂、润滑剂、增塑剂各组分的协同作用，有效提高产品的氧指数，提高阻燃效果，同时提高产品的低温性能以及加工性能。
为提高阻燃性能，本申请优选阻燃剂包括阻燃剂A与阻燃剂B，并进一步优选阻燃剂A包括锑类阻燃剂和溴系阻燃剂(NBFRs)，通过锑类阻燃剂与溴系阻燃剂的复配，大大提高产品的阻燃性能；同时，阻燃剂B选自聚丙烯酸改性的氢氧化镁和司班80改性的氢氧化铝中的至少一种，通过阻燃剂B在提高材料整体阻燃效果的同时，还有助于提高阻燃剂与基体材料的相容性，进而提高产品的加工性能。
本发明提供的高阻燃聚氯乙烯护套料，通过各组分的协同作用，有效提高产品的氧指数，提高阻燃效果，同时提高产品的低温性能以及加工性能。
本申请优选聚氯乙烯为SG3、SG5一种或两种，并优选型号为135A的氯化聚乙烯，以便于提高材料的韧性，调高产品的耐寒性，提高低温性能，提高材料的机械性能。
本申请优选阻燃成碳剂为聚二三聚氰氨磷酸二氢铝盐(MPAP)，以使本申请提供的高阻燃聚氯乙烯护套料具有更高的热稳定性和成炭率，使得材料的初始分解温度达到349℃，并在700℃时的残炭率达到43.6％，从而有效地提高了产品在成束燃烧的成碳性和成壳性，阻碍了产品继续燃烧。
进一步的，优选钙锌稳定剂型号为A251，填充剂为滑石粉，并进一步优选填充剂为滑石粉HS768；润滑剂选自聚乙烯蜡与硬脂酸中的至少一种；油性增塑剂选自偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛脂(DOTP)、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种；阻燃增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯，以便于有效调高产品的氧指数，调高产品的阻燃效果；耐寒增塑剂为十二碳二元酸二酯。
本申请立足于高端PVC电缆料的研发，解决目前市场上一些现有的线缆护套料氧指数低、阻燃性能达不到成束燃烧A级、低温性能较差等一系列问题，研发得到一种氧指数可达40的性能优良的成束燃烧A级聚氯乙烯护套料，以满足电线电缆日益严格的使用需求。
本发明的另一目的在于提供一种如上所述的高阻燃聚氯乙烯护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按重量份称取物料，并进行混炼，得到混合物；
S2：将混合物加入至挤出机挤出，得到物质A；
S3：将物质A加入至造粒机造粒，得到高阻燃聚氯乙烯护套料。
其中，生产过程中，要求整个配料、混炼加工车间的工厂环境为通风环境，并配备良好的排尘系统，涉及产品制造过程的各类器具、工装设备、各种材料的存放容器等必须保证清洁。
具体的，步骤S1包括按照重量份数计，称取聚氯乙烯50份～70份、氯化聚乙烯3份～5份、阻燃剂A4份～6份、阻燃剂B15份～20份、阻燃成碳剂5份～10份、钙锌稳定剂4份～5份、填充剂15份～20份、润滑剂0.5份～1份、油性增塑剂25份～30份、阻燃增塑剂5份～10份、耐寒增塑剂5份～10份，加入至混炼机中进行混炼，本申请优选混炼过程采用多段混炼工艺，使用SHR-500L型高混机进行混炼；第一段将物料放入高混机，高混机转速为7HZ，2分钟；第二段将高混机转速调节为45HZ，温度达到120℃卸料。
高混机卸料供给挤出机的操作，采用螺杆推压连续喂料方式；挤出采用上阶75双螺杆挤出机组，下阶180单螺杆挤出机组；采用粗/细/粗滤网组合，其中最小滤网的细度至少满足不小于150目的滤网要求。
为避免半成品结团等不良现象产生，控制挤出料筒温度范围40～50℃；成品的储存采用清洁容器，避免各类污染，粒料包装在高密度聚乙烯薄膜袋存放并密封，储存环境条件为10～35℃。
进一步对成品检验：除密度、物理机械性能、体积电阻率等常规检测外，还有老化、-20℃低温脆化、氧指数性能检测。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种高阻燃聚氯乙烯护套料，按照重量份数计，原料由以下组分组成：聚氯乙烯70份、氯化聚乙烯5份、三氧化二锑3份、溴系阻燃剂3份、聚丙烯酸改性的氢氧化镁10份、司班80改性的氢氧化铝5份、滑石粉20份、钙锌稳定剂5份、聚乙烯蜡0.5份、DOTP25份、三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯5份、十二碳二元酸二酯5份、聚二三聚氰氨磷酸二氢铝盐5份。
上述高阻燃聚氯乙烯护套料的制备方法如下：
S1：按重量份称取上述物料，加入SHR-500L型高混机进行混炼，得到混合物；混炼过程采用多段混炼工艺，第一段将物料放入高混机，高混机转速为7HZ，2分钟；第二段将高混机转速调节为45HZ，温度达到120℃卸料；
S2：将混合物加入至挤出机，采用上阶75双螺杆挤出机组，下阶180单螺杆挤出，得到物质A；
S3：将物质A加入至造粒机造粒，得到高阻燃聚氯乙烯护套料。
对得到的高阻燃聚氯乙烯护套料进行检测，检测结果参见表1数据。
实施例2
本实施例提供一种高阻燃聚氯乙烯护套料，按照重量份数计，原料由以下组分组成：聚氯乙烯50份、氯化聚乙烯3份、三氧化二锑2份、溴系阻燃剂2份、聚丙烯酸改性的氢氧化镁10份、司班80改性的氢氧化铝10份、滑石粉15份、钙锌稳定剂4份、硬脂酸1份、偏苯三酸三辛酯30份、三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯10份、十二碳二元酸二酯10份、聚二三聚氰氨磷酸二氢铝盐10份。
上述高阻燃聚氯乙烯护套料的制备方法参见实施例1中相关内容；对得到的高阻燃聚氯乙烯护套料进行检测，检测结果参见表1数据。
实施例3
本实施例提供一种高阻燃聚氯乙烯护套料，按照重量份数计，原料由以下组分组成：聚氯乙烯60份、氯化聚乙烯4份、三氧化二锑3份、溴系阻燃剂3份、聚丙烯酸改性的氢氧化镁6份、司班80改性的氢氧化铝9份、滑石粉17份、钙锌稳定剂4份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二辛酯28份、三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯7份、十二碳二元酸二酯7份、聚二三聚氰氨磷酸二氢铝盐7份。
上述高阻燃聚氯乙烯护套料的制备方法参见实施例1中相关内容；对得到的高阻燃聚氯乙烯护套料进行检测，检测结果参见表1数据。
表1
| 测试项目 | 标准 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 拉伸强度MP | GB/T 1040.3 | 18.2 | 18.6 | 19.2 |
| 断裂伸长率％ | GB/T 1040.3 | 225 | 214 | 205 |
| 密度g/mL | GB/T 533 | 1.452 | 1.456 | 1.455 |
| 20℃体积电阻率Ω*cm | GB/T 1410 | 3.3*10<sup>10</sup> | 5.3*10<sup>10</sup> | 8.3*10<sup>10</sup> |
| 老化后强度 | GB/T 2951.12 | 17.2 | 16.9 | 18.1 |
| 老化后伸长率 | GB/T 2951.12 | 212 | 199 | 192 |
| 质量损失 | GB/T 8815 | 7.9 | 8.3 | 9.3 |
| 低温脆化-20℃ | GB/T 1682 | 3/30 | 4/30 | 2/30 |
| 氧指数 | GB/T 2406 | 39 | 40 | 40 |
通过上述测试数据可知，本申请提供的高阻燃聚氯乙烯护套料，氧指数可达40，阻燃效果好，同时提高了材料的低温性能以及机械性能。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，按照重量份数计，原料由以下组分组成：聚氯乙烯50份～70份、氯化聚乙烯3份～5份、阻燃剂A4份～6份、阻燃剂B15份～20份、阻燃成碳剂5份～10份、钙锌稳定剂4份～5份、填充剂15份～20份、润滑剂0.5份～1份、油性增塑剂25份～30份、阻燃增塑剂5份～10份、耐寒增塑剂5份～10份；其中，所述阻燃剂A包括锑类阻燃剂和溴系阻燃剂；所述阻燃剂B选自聚丙烯酸改性的氢氧化镁和司班80改性的氢氧化铝中的至少一种。
2.如权利要求1所述的高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述阻燃成碳剂为聚二三聚氰氨磷酸二氢铝盐。
3.如权利要求1所述的高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述填充剂为滑石粉。
4.如权利要求1所述的高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述润滑剂选自聚乙烯蜡与硬脂酸中的至少一种。
5.如权利要求1所述的高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述油性增塑剂选自偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述阻燃增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯。
7.如权利要求1所述的高阻燃聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述耐寒增塑剂为十二碳二元酸二酯。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的高阻燃聚氯乙烯护套料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按重量份称取物料，并进行混炼，得到混合物；
S2：将所述混合物加入至挤出机挤出，得到物质A；
S3：将所述物质A加入至造粒机造粒，得到高阻燃聚氯乙烯护套料。
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| CN110951189A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-03 | 上海凯波特种电缆料厂有限公司 | 一种聚氯乙烯材料及其制备方法 |
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2021
- 2021-11-19 CN CN202111375527.9A patent/CN113912963A/zh active Pending
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