CN114230895A - 一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于阻燃材料技术领域，尤其为一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯50～65份、短切碳纤维7～8份、阻燃聚酯纤维6～8份、抗拉纤维8～12份、白云母10～14份、阻燃剂1～2份、硅烷偶联剂1～2份、交联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份、表面活性剂0.5～1份和分散剂0.5～1份，其中，所述抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。本发明制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料与现有技术相比具备更低密度以及更高氧指数的优点，使热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的抗拉强度与断裂伸长率得到大幅提升，解决了现有隔氧层阻燃料由于添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机材料成分导致的抗拉强度较低、易断裂，使用寿命短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，具体为一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
背景技术
国内外重大火灾事件频传，每每造成大量的生命财产损失。随着当今世界高科技的迅速发展和应用，在现代的建筑特别是智能型高层建筑中，各种电气电子系统日趋复杂，线路纵横密布，给办公自动化、通讯联络敏捷带来了极大的便利，同时也出现了电气火灾事故逐年增多的局面，给高楼管理者、使用者和维护人员带来了负面效应，增添了不少烦恼。
高层建筑中，由于电线、电缆敷设成束地架设在线架上，一旦电线、电缆发生火灾，其后果不可设想。因为电线、电缆所使用的绝缘层都是些具有可燃性的橡胶、聚氯乙烯等氢高分子有机化合物质，这类的物质在燃烧时所产生的热量达19000～46000kJ/kg。电线、电缆的铜芯熔点约在1038℃，铝芯熔点在658℃，而电线、电缆绝缘层的熔点却远远低于这些数值，如聚氯乙烯塑料熔点仅为120℃。当群体成束电线、电缆事故发生热点熔温达800～1100℃时，对高层建筑的威胁尤为严重，事故中烟雾大，难以观察到着火源，事故处理十分困难。
无卤低烟阻燃电缆是通过在其绝缘或护套中渗入大量的氢氧化铝、氢氧化镁阻燃无机材料达到较好的阻燃效果，但由于氢氧化铝、氢氧化镁等成分的添加，该材料抗拉强度低，制得的电缆易断裂，使用寿命不高，急缺一种解决现有隔氧层阻燃料由于添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机材料成分导致的抗拉强度较低、易断裂，使用寿命短的问题的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，解决了现有的无卤低烟阻燃电缆由于氢氧化铝、氢氧化镁等成分的添加，该材料抗拉强度低，制得的电缆易断裂，使用寿命不高的问题。
（二）技术方案
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯50～65份、短切碳纤维7～8份、阻燃聚酯纤维6～8份、抗拉纤维8～12份、白云母10～14份、阻燃剂1～2份、硅烷偶联剂1～2份、交联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份、表面活性剂0.5～1份和分散剂0.5～1份，其中，所述抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。
进一步地，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵、三聚氰胺、磷氮类阻燃剂的一种或几种组合。
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550、 KH560、KH570、A1100、A1160、A189、A174中的一种或几种组合。
进一步地，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的一种或几种组合。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂BHT、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂300中的一种或几种组合。
进一步地，所述表面活性剂为十二烷基本磺酸钠、吐温80、硬脂酸钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述分散剂为聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。
本发明还提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将短切碳纤维、阻燃聚酯纤维、抗拉纤维加入搅拌容器内，向搅拌容器内加入表面活性剂和分散剂，混合得分散型复合纤维，备用；
S2、按重量份将阻燃剂、硅烷偶联剂、交联剂和抗氧剂进行混合，得到硅烷助剂，备用；
S3、将经步骤S1制得的阻燃混合纤维、经步骤S2制得的硅烷助剂、聚乙烯和白云母加入到双螺杆挤出机，挤出温度控制在160～170℃之间，螺杆转速控制在20～22r/min之间，经单螺杆挤出、冷切、脱水、干燥后，得到热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，具备以下有益效果：
本发明，通过添加短切碳纤维、阻燃聚酯纤维和阻燃聚丙烯抗拉纤维，使隔氧层阻燃料具备优良的阻燃性能的同时，又能保持短切碳纤维、阻燃聚酯纤维和阻燃聚丙烯抗拉纤维的原有特性，制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料与现有技术相比具备更低密度以及更高氧指数的优点，使热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的抗拉强度与断裂伸长率得到大幅提升，解决了现有隔氧层阻燃料由于添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机材料成分导致的抗拉强度较低、易断裂，使用寿命短的问题，整体性能提升明显。
附图说明
图1为本发明对经实施例1-4与比较例1制得的不同热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的性能检验结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
实施例1
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯65份、短切碳纤维7份、阻燃聚酯纤维6份、抗拉纤维8份、白云母10份、氢氧化镁1份、1份硅烷偶联剂 KH560、过氧化苯甲酰0.5份、0.5份抗氧剂168、0.5份的吐温80和聚丙烯酰胺0.5份，其中，抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。
本发明还提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将短切碳纤维、阻燃聚酯纤维、阻燃聚酯纤维加入搅拌容器内，向搅拌容器内加入吐温80和聚丙烯酰胺，混合得分散型复合纤维，备用；
S2、按重量份将氢氧化镁、硅烷偶联剂 KH560、过氧化苯甲酰和抗氧剂168进行混合，得到硅烷助剂，备用；
S3、将经步骤S1制得的阻燃混合纤维、经步骤S2制得的硅烷助剂、聚乙烯和白云母加入到双螺杆挤出机，挤出温度控制在160～170℃之间，螺杆转速控制在20～22r/min之间，经单螺杆挤出、冷切、脱水、干燥后，得到热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
实施例2
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯50份、短切碳纤维8份、阻燃聚酯纤维8份、抗拉纤维12份、白云母14份、氢氧化铝2份、2份硅烷偶联剂KH550、过氧化二异丙苯1份、1份抗氧剂1010、十二烷基本磺酸钠1份和聚氧化乙烯1份，其中，抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。
本发明还提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将短切碳纤维、阻燃聚酯纤维、阻燃聚丙烯纤维加入搅拌容器内，向搅拌容器内加入十二烷基本磺酸钠和聚氧化乙烯，混合得分散型复合纤维，备用；
S2、按重量份将氢氧化铝、硅烷偶联剂KH550、过氧化二异丙苯和抗氧剂1010进行混合，得到硅烷助剂，备用；
S3、将经步骤S1制得的阻燃混合纤维、经步骤S2制得的硅烷助剂、聚乙烯和白云母加入到双螺杆挤出机，挤出温度控制在160～170℃之间，螺杆转速控制在20～22r/min之间，经单螺杆挤出、冷切、脱水、干燥后，得到热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
实施例3
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯57份、短切碳纤维7份、阻燃聚酯纤维7份、抗拉纤维10份、白云母12份、聚磷酸铵2份、1.5份的硅烷偶联剂KH570、二叔丁基过氧化物1份、抗氧剂BHT0.5份、硬脂酸钠1份和聚氧化乙烯1份，其中，抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。
本发明还提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将短切碳纤维、阻燃聚酯纤维、抗拉纤维加入搅拌容器内，向搅拌容器内加入硬脂酸钠和聚氧化乙烯，混合得分散型复合纤维，备用；
S2、按重量份将阻燃剂、硅烷偶联剂、交联剂和抗氧剂进行混合，得到硅烷助剂，备用；
S3、将经步骤S1制得的阻燃混合纤维、经步骤S2制得的硅烷助剂、聚乙烯和白云母加入到双螺杆挤出机，挤出温度控制在160～170℃之间，螺杆转速控制在20～22r/min之间，经单螺杆挤出、冷切、脱水、干燥后，得到热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
实施例4
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯61份、短切碳纤维8份、阻燃聚酯纤维6份、抗拉纤维9份、白云母11份、三聚氰胺1份、1份的硅烷偶联剂A1100、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷1份、0.5份的抗氧剂1098、十二烷基本磺酸钠0.5份和聚丙烯酰胺1份，其中，抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。
本发明还提供了一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将短切碳纤维、阻燃聚酯纤维、抗拉纤维加入搅拌容器内，向搅拌容器内加入十二烷基本磺酸钠和聚丙烯酰胺，混合得分散型复合纤维，备用；
S2、按重量份将三聚氰胺、硅烷偶联剂A1100、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷和抗氧剂1098进行混合，得到硅烷助剂，备用；
S3、将经步骤S1制得的阻燃混合纤维、经步骤S2制得的硅烷助剂、聚乙烯和白云母加入到双螺杆挤出机，挤出温度控制在160～170℃之间，螺杆转速控制在20～22r/min之间，经单螺杆挤出、冷切、脱水、干燥后，得到热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料。
比较例1
本比较例为实施例1-4的对比例，本比较例与实施例1-4不同的是：本比较例提供一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，包括以下重量份组分：聚乙烯74～87份、白云母10～20份、阻燃剂1～2份、硅烷偶联剂1～2份、交联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份。
对经实施例1-4制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料和经比较例1制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料进行性能检验，检验结果如图1所示。
经检验，经实施例1-4制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料较之经比较例1制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料具备更低密度以及更高氧指数的优点；通过添加短切碳纤维、阻燃聚酯纤维和阻燃聚丙烯抗拉纤维，使隔氧层阻燃料具备优良的阻燃性能的同时，又能保持短切碳纤维、阻燃聚酯纤维和阻燃聚丙烯抗拉纤维的原有特性，经试验，由实施例1-4制得的热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的抗拉强度与断裂伸长率得到大幅提升，解决了现有隔氧层阻燃料由于添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机材料成分导致的抗拉强度较低、易断裂，使用寿命短的问题，使热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料的整体性能提升明显。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：包括以下重量份组分：聚乙烯50～65份、短切碳纤维7～8份、阻燃聚酯纤维6～8份、抗拉纤维8～12份、白云母10～14份、阻燃剂1～2份、硅烷偶联剂1～2份、交联剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份、表面活性剂0.5～1份和分散剂0.5～1份，其中，所述抗拉纤维为阻燃聚丙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵、三聚氰胺、磷氮类阻燃剂的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550、 KH560、KH570、A1100、A1160、A189、A174中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂BHT、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂300中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基本磺酸钠、吐温80、硬脂酸钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种热塑性无卤低烟隔氧层阻燃料，其特征在于：所述分散剂为聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。
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