CN114410025A - 一种cmp-ul级聚氯乙烯阻燃护套胶料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于绝缘胶料技术领域，主要公开了一种CMP‑UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料及其制备方法与应用，其中，所述CMP‑UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、增塑剂35～55份、Elvaloy三元共聚物5～15份、氢氧化镁60～80份、三氧化二锑10～20份，钙锌稳定剂7～10份、润滑剂0.5～1份。通过调整增塑剂、氢氧化镁和三氧化二锑的比例用量，以及选用Elvaloy三元共聚物，最终使所述护套胶料能够达到CMP‑UL燃烧级别，同时具有良好的机械性能和耐温性能。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘胶料技术领域，特别是涉及一种CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料及其制备方法与应用。
背景技术
CMP-UL燃烧等级为电线行业中最高燃烧等级，国内外能够满足CMP-UL燃烧等级的护套胶料种类较少，且价格昂贵。常规PVC胶料难以满足CMP-UL燃烧等级，因为PVC增塑剂助燃，因此虽然添加阻燃剂可以提高阻燃性能，但阻燃剂填充效果受增塑剂份量限制，无法同时满足低份量增塑剂和高份量阻燃剂。
因此如何调节增塑剂与阻燃剂的用量，调节配方中各个组分的平衡相容，使护套胶料的阻燃性能够达到CMP-UL级别，物理性能又能达到相应的标准，是本领域研发人员需要解决的迫切问题，同时提供一种新的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料配方的也是市场的迫切需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明目的是提供一种CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料。
本发明的另一目的是提供上述CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料在电线电缆领域的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、增塑剂35～55份、Elvaloy三元共聚物5～15份、氢氧化镁60～80份、三氧化二锑10～20份，钙锌稳定剂7～10份、润滑剂0.5～1份。
进一步的，所述增塑剂为阻燃增塑剂、阻燃增塑剂与增韧增塑剂的混合物中的至少一种。
进一步的，所述阻燃增塑剂为四氯邻苯二甲酸二丙酯、四溴邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯中的至少一种。
进一步的，所述增韧增塑剂为偏苯三酸三辛/癸酯。
进一步的，所述聚氯乙烯树脂优选为SG0型聚氯乙烯树脂。
进一步的，所述Elvaloy三元共聚物为Elvaloy HP4051。
进一步的，所述润滑剂可采用常规润滑剂，如聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸、芥酸酰胺、油酸酰胺等的中至少一种，优选采用聚乙烯蜡。
进一步的，所述钙锌稳定剂可采用常规市售的钙锌稳定剂。
本发明还提供上述CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料的制备方法，包括以下步骤：
S100、将各原料按照组份配比的质量份数进行称量混合，将混合物投入密炼机进行密炼；
S200、当密炼温度分别达到100±5℃、140±5℃时，打开密炼机扫锅处理；
S300、当密炼温度达到175±5℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料。
本发明提供的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料具有良好机械性能和耐温性能，能够达到CPM-UL阻燃级别，因此在电线电缆领域有良好的应用前景，如将上述制备方法获得的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料后，将所述CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
(1)本发明提供的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、增塑剂35～55份、Elvaloy三元共聚物5～15份、氢氧化镁60～80份、三氧化二锑10～20份，高效环保钙锌稳定剂7～10份、润滑剂0.5～1份。通过调调整增塑剂、氢氧化镁和三氧化二锑的比例用量，以及选用Elvaloy三元共聚物，最终使所述护套胶料能够达到CMP-UL燃烧级别，同时具有良好的机械性能和耐温性能。
(2)在本发明的较佳实施例中，通过增韧增塑剂和阻燃增塑剂联合使用，并通过控制增韧增塑剂和Elvaloy三元共聚物的用量比例，使护套胶料在满足CMP-UL燃烧级别的前提下，同时能够满足-20～75℃等级的耐温性能。
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。如无特别说明，本发明中所有原料和试剂均为市购常规的原料、试剂。实施例中各组分的用量以质量体积份计，g、mL。其中偏苯三酸三辛/癸酯市购于波林香港有限公司生产的型号为DIPLAST TM 8-10/ST的偏苯三酸三辛/癸酯；钙锌稳定剂购于惠州市智晟高分子材料有限公司生产的WD-105型钙锌稳定剂/
实施例1～7及对比例1～4的配方，按质量份计，如表1及表2。
表1实施例及对比例的成分表
表2实施例及对比例的成分表
实施例1护套胶料的制备方法，包括以下步骤：
S100、将各原料按照表1组份配比的质量份数进行称量混合，将混合物投入密炼机进行密炼；密闭式炼胶机在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼；
S200、当密炼温度分别达到100℃、140℃时，分别对密炼机扫锅处理一次；
S300、当密炼温度达到175℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料。
实施例2～6及对比例1～3的护套胶料的制备方法同实施例1.
对实施例1～7及对比例1～3的护套胶料进行机械性能、耐温性能以及CMP-UL燃烧性能测试，具体结果见表2。
表3实施例及对比例的性能测试结果
表4实施例及对比例的性能测试结果
从表3及表4的测试结果可知，实施例1～7制备得到的护套胶料均能够通过CMP-UL的阻燃性能测试，拉伸强度和伸长率测试以及耐75℃老化测试；实施例3、5、6作为本发明的较佳实施例，能够同时满足CMP-UL的阻燃性能测试、拉伸强度和伸长率测试、耐75℃老化测试耐-20℃冷弯测试。
由实施例1、实施例2、实施例3可看出，当单纯使用阻燃增塑剂时，-20℃的冷弯测试不能通过，阻燃增塑剂的耐低温性能均较差，因此为了提高护套胶料的耐-20℃性能，在本发明的较佳实施例中阻燃增塑剂与增韧增塑剂配合使用需配合增韧增塑剂共同使用，如此使本发明的护套胶料能够同时满足CMP-UL的阻燃性能测试和耐-20℃冷弯测试。
由对比例1和实施例3测试结果对比可以看出，阻燃增塑剂四溴邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯的阻燃性能优于四氯邻苯二甲酸二丙酯，原因是溴与三氧化锑的协同效果优于氯与三氧化锑的协同效果，因此当单独使用四氯邻苯二甲酸二丙酯作为阻燃增塑剂时，其使用量应该高于25质量份。
由实施例4、实施例5和对比例2对比结果可以看出，增韧增塑剂的添加份量过小，如添加量为10质量份时，护套胶料的耐-20冷弯测试能通过，耐低温性能不合格，增韧增塑剂的添加量过大，如添加量为30质量份时，则会影响护套胶料的阻燃性能，使其不能通过CMP-UL测试，因此当增韧增塑剂和阻燃增塑剂联合使用时应该注意其添加量，增韧增塑剂的添加量应该大于10质量份且小于30质量份，比如15质量份、20质量份、25质量份。
由实施例5、对比例3的对比结果可以看出，阻燃剂三氧化二锑的份量较小时，如10质量份时，阻燃性能下滑比较明显，而氢氧化镁填充量无法弥补阻燃性能，最终造成护套胶料不能通过CMP-UL的阻燃性能测试，因此三氧化二锑必须保证充足的添加量，其添加量要高于10质量，比如12质量份、15质量份、18质量份、20质量份。
由实施例6和实施例7对比结果可以看出，当低温相容剂Elvaloy三元共聚物的添加份量低于5份时，由于体系相容性不足，在-20℃冷弯测试中容易开裂，因此要保障Elvaloy三元共聚物的添加量，其添加量不低于5质量份，比如5质量份、10质量份、15质量份，如此才能使护套胶料同时满足CMP-UL的阻燃性能测试和耐-20℃冷弯测试。
由实施例3和对比例4对比结果可以看出，在本发明的增韧增塑剂采用偏苯三酸三辛/癸酯，由于其具有空间位阻大、支链长等特点，而偏苯三酸三辛酯支链比偏苯三酸三辛/癸酯短，位阻小，在低温条件下阻止聚氯乙烯树脂结晶的能力稍差。在保证增塑剂用量较小不影响CMP-UL阻燃性能的前提下，相同用量的偏苯三酸三辛酯并不能使护套胶料通过-20℃冷弯测试。
实施例8
CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：SG0型聚氯乙烯树脂100份、增韧增塑剂25份、阻燃增塑剂30份、Elvaloy三元共聚物10份、氢氧化镁65份、三氧化二锑18份、高效环保钙锌稳定剂7份、润滑剂0.5份。其制备方法的步骤同实施例1，对制备得到的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料进行性能测试，其测试结果与实施例3相似。
实施例9
CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：SG0型聚氯乙烯树脂100份、增韧增塑剂15份、阻燃增塑剂30份、Elvaloy三元共聚物15份、氢氧化镁75份、三氧化二锑12份、高效环保钙锌稳定剂9份、润滑剂0.5份。其制备方法的步骤同实施例1，对制备得到的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料进行性能测试，其测试结果与实施例3相似。
上述实施例为本发明探索的最优实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、增塑剂35～55份、Elvaloy三元共聚物5～15份、氢氧化镁60～80份、三氧化二锑10～20份，钙锌稳定剂7～10份、润滑剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述增塑剂为阻燃增塑剂、阻燃增塑剂与增韧增塑剂的混合物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述阻燃增塑剂为四氯邻苯二甲酸二丙酯、四溴邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述增韧增塑剂为偏苯三酸三辛/癸酯。
5.根据权利要求1所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述Elvaloy三元共聚物为Elvaloy HP4051。
6.根据权利要求1所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂为SG0型聚氯乙烯树脂。
8.根据权利要求1～7任一项所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、将各原料按照组份配比的质量份数进行称量混合，将混合物投入密炼机进行密炼；
S200、当密炼温度分别达到100±5℃、140±5℃时，打开密炼机扫锅处理；
S300、当密炼温度达到175±5℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料。
9.根据权利要求1～7任一项所述的CMP-UL级聚氯乙烯阻燃护套胶料在电缆电线领域的应用。
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