CN114276603A - 一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒及其制备方法，它的原料组成及质量份数为：三氧化二锑10～20份；溴系阻燃剂30～60份；硼酸锌10～25份；聚四氟乙烯1～4份；八钼酸铵2～5份；钛酸酯1～3份；润滑剂0.5～3份；PE树脂10～20份。本发明具有阻燃成份浓度高、阻燃抑烟效果好、使用方便和成本低等优点，在以PE为电缆包覆层材料的生产过程中使用将具有很好的阻燃改性效果，减少粉尘污染，有利于清洁生产。

Description

一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

目前阻燃PE多采用直接添加粉体三氧化二锑和溴系阻燃剂的方式进行阻燃，阻燃效果差，发烟量大，存在滴落，且由于分散不均匀和界面相容不良导致三氧化二锑等无机粉体添加后对电线电缆材料的机械性能恶化较为严重，严重制约着溴锑阻燃剂在阻燃PE塑料中的应用。针对无机粉体在树脂中难分散和界面相容性差，阻燃效率低等问题，行业内常采用复配改性或母粒化处理的方式进行改善。

目前，国内已开发了一些含三氧化二锑和溴系阻燃剂的阻燃母料，但是这些阻燃母粒多数是需添加卤素阻燃剂进行协同增效的阻燃母粒，或单纯添加氧化锑制作成的母粒，如中国专利CN201110429778.0《一种三氧化二锑母粒及其制备方法》公开了一种以纳米三氧化二锑、载体、改性乙撑双脂肪酸酰胺为原料的三氧化二锑母粒。中国专利CN200710000830.4《一种三氧化二锑母粒的制备方法》公开了一种以三氧化二锑粉体，载体，分散剂和偶联剂为原料，经改性，挤出，造粒，筛分，干燥等过程制备三氧化二锑母粒的方法。

因此，开发一种低成本、阻燃效率高的电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒及其制备方法较为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足以及成本高等问题，提供一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，解决线缆包覆层材料阻燃成本高、阻燃效率低、发烟量大、存在滴落等技术难题。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，其特征在于,原料组分及质量份数为：

三氧化二锑10～20份；

溴系阻燃剂30～60份；

硼酸锌10～25份；

聚四氟乙烯1～4份；

八钼酸铵2～5份；

润滑剂0.5～3份；

钛酸酯1～3份；

PE树脂10～20份。

所述的三氧化二锑、硼酸锌和八钼酸铵经钛酸酯改性。

所述的三氧化二锑为全立方晶型，平均粒径在0.8～3.0μm，纯度为99.60～99.80％，白度为95～99。

所述的溴系阻燃剂为中的十溴二苯乙烷和四溴双酚A中的一种。

所述润滑剂为PE蜡、EBS、硅酮母粒中一种。

所述硼酸锌为超细硼酸锌，其粒径为0.5～3μm。

优选的是，所述的钛酸酯为单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯。

本发明还提供一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按上述质量份数称取三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵和钛酸酯投入高速搅拌机进行改性，改性温度100℃～130℃，搅拌速率800rpm/min，搅拌时间0.5h～2h；

步骤2，将改性好的三氧化二锑和上述质量份数的其他组分投入到可变频高速混合机中进行高速混合，转速1500rpm/min，温度控制在85～100℃；

步骤3，将混合物转入挤出机造粒，加工温度为150℃～180℃，经筛分，干燥，制得一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒。

本发明的优点：

本发明采用钛酸酯对三氧化二锑、硼酸锌和八钼酸铵等无机物进行有机化包覆改性后再进行复配混合，通过有机化改性提高复配阻燃剂与树脂的相容性，降低无机粉体表面电荷和表面张力，减少团聚现象的产生，提高分散性。

本发明采用了硼酸锌和聚四氟乙烯等功能助剂对复配阻燃母粒进行功能化，从而降低了阻燃成本，提高了复配产品发烟量大、存在滴落等现象，赋予了复配产品抑烟及抗滴落的功能。

本发明制备的复配阻燃母粒具有阻燃效率高、分散性能好、成本低等优点，特别适用于线缆包覆层材料的阻燃改性，使用该复配母粒对复合材料的物理机械性能、加工性能和着色性能影响不大，并且可实现下游企业的清洁生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，但不限制本发明的保护范围。

实施例1

依照组分含量为：三氧化二锑15份；溴系阻燃剂45份；硼酸锌10；聚四氟乙烯2份；八钼酸铵3份；润滑剂3份；钛酸酯2份；PE树脂20份的配方。

按上述质量份数称取三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵和钛酸酯投入高速搅拌机进行改性，改性温度100℃，搅拌速率1500rpm/min，搅拌时间1h；将改性好的三氧化二锑和上述质量份数的其他组分投入到可变频高速混合机中进行高速混合，转速1500rpm/min，温度控制在85℃；将混合物转入挤出机造粒，加工温度为165℃。经筛分，干燥，制得一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒。然后将8份的该样品添加到100份PE纯树脂中混合均匀，并用常规的造粒和模塑成型工艺制成标准样条进行阻燃性能、抑烟性能和力学性能的检测，测试结果见表1。

实施例2

依照组分含量为：三氧化二锑10份；溴系阻燃剂35份；硼酸锌25；聚四氟乙烯3份；八钼酸铵2份；润滑剂2份；钛酸酯3份；PE树脂20份的配方。按上述质量份数称取三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵和钛酸酯投入高速搅拌机进行改性，改性温度130℃，搅拌速率1500rpm/min，搅拌时间0.5h；将改性好的三氧化二锑和上述质量份数的其他组分投入到可变频高速混合机中进行高速混合，转速1500rpm/min，温度控制在100℃；将混合物转入挤出机造粒，加工温度为150℃，经筛分，干燥，制得一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒。然后将8份的该样品添加到100份PE纯树脂中混合均匀，并用常规的造粒和模塑成型工艺制成标准样条进行阻燃性能、抑烟性能和力学性能的检测，测试结果见表1。

实施例3

依照组分含量为：三氧化二锑20份；溴系阻燃剂40份；硼酸锌10；聚四氟乙烯2份；八钼酸铵2份；润滑剂3份；钛酸酯3份；PE树脂20份的配方。按上述质量份数称取三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵和钛酸酯投入高速搅拌机进行改性，改性温度130℃，搅拌速率1500rpm/min，搅拌时间2h；将改性好的三氧化二锑和上述质量份数的其他组分投入到可变频高速混合机中进行高速混合，转速1500rpm/min，温度控制在90℃；将混合物转入挤出机造粒，加工温度为180℃，经筛分，干燥，制得一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒。然后将8份的该样品添加到100份PE纯树脂中混合均匀，并用常规的造粒和模塑成型工艺制成标准样条进行阻燃性能、抑烟性能和力学性能的检测，测试结果见表1。

实施例4

依照组分含量为：三氧化二锑10份；溴系阻燃剂60份；硼酸锌10份；聚四氟乙烯1份；八钼酸铵5份；润滑剂0.5份；钛酸酯1份；PE树脂12.5份的配方。按上述质量份数称取三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵和钛酸酯投入高速搅拌机进行改性，改性温度120℃，搅拌速率1500rpm/min，搅拌时间1.5h；将改性好的三氧化二锑和上述质量份数的其他组分投入到可变频高速混合机中进行高速混合，转速1500rpm/min，温度控制在85℃；将混合物转入挤出机造粒，加工温度为175℃，经筛分，干燥，制得一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒。

对比例1

将20份未进行表面处理的纯三氧化二锑，60份十溴二苯乙烷，20份PE树脂按175℃加工制成阻燃母粒。添加8份阻燃母粒到100份PE纯树脂中混合均匀，并用常规的造粒和模塑成型工艺制成标准样条进行阻燃性能、抑烟性能和力学性能的检测，测试结果见表1。

依据项目相应的国家标准进行测试，其性能测试结果如下表：

表1：配方组成及性能测试结果

从实施列1-4和对比例1的测试结果可知：使用等量有效阻燃成分含量的本发明产品与等量三氧化二锑粉体和溴系阻燃剂相比，其所阻燃的复合材料具有更大的氧指数以及更高的冲击强度和断裂伸长率，而且发烟量低，不滴落等特性。

Claims (6)

1.一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，其特征在于,原料组分及质量份数为：

三氧化二锑10～20份；

溴系阻燃剂30～60份；

硼酸锌10～25份；

聚四氟乙烯1～4份；

八钼酸铵2～5份；

润滑剂0.5～3份；

钛酸酯1～3份；

PE树脂10～20份。

2.根据权利要求1所述的电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，其特征在于：所述的三氧化二锑、硼酸锌和八钼酸铵经钛酸酯改性。

3.根据权利要求1所述的电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，其特征在于：所述的溴系阻燃剂为中的十溴二苯乙烷和四溴双酚A中的一种。

4.根据权利要求1所述的电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，其特征在于：所述润滑剂为PE蜡、EBS、硅酮母粒中一种。

5.根据权利要求1所述的电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒，其特征在于：所述硼酸锌为超细硼酸锌，其粒径为0.5～3μm。

6.一种制备如权利要求1所述的电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按上述质量份数称取三氧化二锑、硼酸锌、八钼酸铵和钛酸酯投入高速搅拌机进行改性，改性温度100℃～130℃，搅拌速率800rpm/min，搅拌时间0.5h～2h；

步骤2，将改性好的三氧化二锑和上述质量份数的其他组分投入到可变频高速混合机中进行高速混合，转速1500rpm/min，温度控制在85～100℃；

步骤3，将混合物转入挤出机造粒，加工温度为150℃～180℃，经筛分，干燥，制得一种电缆包覆层材料专用复配阻燃母粒。