CN116003898A - 一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及阻燃塑料技术领域,尤其是一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法。一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套主要是由以下重量份的原料制备而成:高压聚乙烯树脂、无卤阻燃混合助剂、抗氧化助剂、抗紫外线助剂、分散剂;所述无卤阻燃混合助剂为液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、硼酸锌、三氧化二锑、红磷、包覆红磷、氧化锌、氧化锡、锡酸锌、二氧化硅、三氧化钼、钼酸锌、钼酸钙、八钼酸铵、次磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢钾中的一种或者多种组合。本申请具有不含卤素环保性较好且具有良好的阻燃性能和防老化性能。
Description
技术领域
本申请涉及阻燃塑料技术领域,尤其是涉及一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法。
背景技术
高密度聚乙烯HDPE是结晶度高且非极性的热塑性树脂,熔点温度130℃,加工温度在180-250℃。高密度聚乙烯HDPE具有良好的耐热性、耐寒性且化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。此外,高密度聚乙烯HDPE的耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好,化学稳定性好,在室温条件下,不溶于任何有机溶剂,耐酸、碱和各种盐类的腐蚀,适用于作为薄膜、涂层、电线电缆包皮材料等。当高密度聚乙烯HDPE作为电线电缆包皮材料,其阻燃性能相对较差。相关技术中通过添加含卤素阻燃剂改善了整体的阻燃性能。但是,随着外界环保要求的提高加严,含卤素阻燃剂的高密度聚乙烯的环保差的缺陷被放大,因此,本申请提供了一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法。
发明内容
为了解决上述现有技术中含卤素阻燃剂的高密度聚乙烯的环保较差,生产加工、使用对周边环境影响较大的问题,本申请提供了一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法。
第一方面,本申请提供的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,是通过以下技术方案得以实现的:
一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂HDPE、10-20份的相容剂、15-25份的无卤阻燃混合助剂、0.5-2份的抗氧化助剂、0.5-2份的抗紫外线助剂、0.5-2份的分散剂;所述无卤阻燃混合助剂为液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、硼酸锌、三氧化二锑、红磷、包覆红磷、氧化锌、氧化锡、锡酸锌、二氧化硅、三氧化钼、钼酸锌、钼酸钙、八钼酸铵、次磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢钾中的一种或者多种组合;所述相容剂为EVA、POE、TPU中的至少一种。
本申请中通过优化组合得到环保且高阻燃的无卤阻燃混合助剂,使得本申请具有不含卤素环保性较好且具有良好的阻燃性能和防老化性能。
优选的,还包括2-5份的阻燃增效剂,所述阻燃增效剂为微晶陶瓷粉、碳酸钙晶须、氧化锌晶须中的一种或者多种组成。
通过采用上述技术方案,可辅助提升本申请的阻燃性能,且提升可改善整体的力学强度。
优选的,所述分散剂主要是由3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成;所述3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成的摩尔比为8:2:(8.8-10.0)。
通过采用上述技术方案,可改善无卤阻燃混合助剂与基体树脂的相容性,进而保证整体的阻燃性、耐老化性能、力学性能。
优选的,所述无卤阻燃混合助剂是由液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化镁、硼酸锌、氢氧化铝组成;所述纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化镁、硼酸锌、氢氧化铝的平均粒径控制在0.1-3微米。
通过采用上述技术方案,可提升本申请的阻燃性能和耐候性能。
优选的,所述无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的15-30%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的1-5%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的10-25%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的5-20%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的5-20%,余量为氢氧化镁。
通过采用上述技术方案,可进一步提升本申请的阻燃性能和耐候性能。
优选的,所述液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁的质量比控制在24:3:17:12:20:24。
通过采用上述技术方案,可进一步提升本申请的阻燃性能和耐候性能。
优选的,所述抗氧化助剂是由抗氧剂4426、抗氧剂1010和抗氧剂168组成;所述抗紫外线助剂是由UV531和UV327组成。
通过采用上述技术方案,可保证本申请整体的耐候性和耐老化性能,且同时可改善整体的加工性能,保证本申请的质量稳定性。
优选的,还包括10-20份的阻燃改性TPU树脂,所述阻燃改性TPU树脂的硬度控制在85-92A,所述阻燃改性TPU树脂的极限氧含量在28.0%以上。
通过采用上述技术方案,可辅助改善整体的力学强度和物化性能同时不影响整体的阻燃性能,得到具有良好阻燃性能、耐老化性能、力学性能的电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套。
第二方面,本申请提供的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套的制备方法,是通过以下技术方案得以实现的:
一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法,包括以下步骤:
步骤一,分散剂的制备,将计量准确的分散剂对无卤阻燃混合助剂进行表面改性处理,得表面改性无卤阻燃混合助剂;
同时,对高压聚乙烯树脂、相容剂进行干燥处理;
步骤二,将计量准确的表面改性无卤阻燃混合助剂、干燥完成的高压聚乙烯树脂、相容剂、抗氧化助剂、抗氧化助剂高速混合均匀,密炼得混合料;
步骤三,将步骤二中所得的混合料投入双螺杆挤出机中,在180-200℃下,挤出,造粒,干燥,得阻燃改性PE母粒;
步骤四,步骤三中所得阻燃改性PE母粒投入单螺杆挤出机中,在180-200℃下,挤出,水冷,热处理得电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套。
本申请的制备方法相对简单且便于工业化批量生产推广市场。
优选的,所述步骤一中分散剂的具体制备如下,将计量准确的3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792在70-90℃条件下回流反应2-4h制得;所述表面改性无卤阻燃混合助剂的制备具体如下,将无卤阻燃混合助剂用绞龙均匀加入磨机,将计量准确的分散剂通过定量泵均匀滴加至磨机中,同时进行研磨及表面处理,筛分得表面改性无卤阻燃混合助剂。
通过采用上述技术方案,可改善无卤阻燃混合助剂与基体树脂的相容性,进而保证整体的阻燃性、耐老化性能、力学性能。
综上所述,本申请具有以下优点:
1、本申请具有不含卤素环保性较好且具有良好的阻燃性能和防老化性能。
2、本申请的制备方法相对简单且便于工业化批量生产推广市场。
具体实施方式
以下结对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
阻燃改性TPU树脂是由375.4g的MDI、1416.16g的HDI、650.19g的3-甲基-1,5-戊二醇、390.12g的1,6-己二醇、95.82g的2,2-双(4-羟基环己基)六氟丙烷、38.97g的抗氧化剂4426、1245g的聚碳酸酯二醇(日本大赛璐,分子量2000),207.5g聚四氢呋喃醚二醇(巴斯夫PolyTHF PTMEG1000聚四氢呋喃醚二醇)、2.24g催化剂-辛癸酸铋、8g抗氧化助剂BHT、9.0g聚乙烯蜡、2g的氮化钛粉制备而成,R值0.992。
阻燃改性TPU树脂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将计量准确的650.19g的3-甲基-1,5-戊二醇、390.12g的1,6-己二醇、95.82g的2,2-双(4-羟基环己基)六氟丙烷、38.97g的抗氧化剂4426投入双螺杆挤出机的第一料槽中;同时,将计量准确的1245g的聚碳酸酯二醇(日本大赛璐,分子量2000),207.5g聚四氢呋喃醚二醇(巴斯夫PolyTHF PTMEG1000聚四氢呋喃醚二醇)投入双螺杆挤出机的第二料槽中;将375.4g的MDI、1416.16g的HDI、2.24g催化剂-辛癸酸铋、8g抗氧化助剂BHT、9.0g聚乙烯蜡、2.0g的氮化钛粉搅拌均匀后投入双螺杆挤出机的第三料槽中;
步骤二,挤出造粒,其中双螺杆挤出机中的计量段温度区间为185℃,压缩段温度区间为175℃,进料段温度区间为180℃,模头温度191.5℃,螺杆转速35rpm,使用齿轮泵将材料从双螺杆挤出机中排出,水冷造粒得半成品阻燃改性TPU粒料;
步骤三,将制备的半成品阻燃改性TPU粒料粒料置于85.0℃下,烘干至水分含量低于0.02%,后置于80.0℃下进行24.0h的热处理,得成品阻燃改性TPU粒料。
制备例2
未阻燃改性TPU树脂主要是由375.4g的MDI、1416.16g的HDI、657.28g的3-甲基-1,5-戊二醇、438.19g的1,6-己二醇、1095g的聚碳酸酯二醇(日本大赛璐,分子量2000),182.5g聚四氢呋喃醚二醇(巴斯夫PolyTHF PTMEG1000聚四氢呋喃醚二醇)、2.09g催化剂-辛癸酸铋、8.3g抗氧化助剂BHT、8.3g聚乙烯蜡、2g的氮化钛粉制备而成,R值0.992。
未阻燃改性TPU树脂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将计量准确的680.68g的657.28g的3-甲基-1,5-戊二醇、438.19g的1,6-己二醇投入双螺杆挤出机的第一料槽中;同时,将计量准确的1095g的聚碳酸酯二醇(日本大赛璐,分子量2000),182.5g聚四氢呋喃醚二醇(巴斯夫PolyTHF PTMEG1000聚四氢呋喃醚二醇)投入双螺杆挤出机的第二料槽中;将375.4g的MDI、1416.16g的HDI、、2.09g催化剂-辛癸酸铋、8.3g抗氧化助剂BHT、8.3g聚乙烯蜡、2g的氮化钛粉搅拌均匀后投入双螺杆挤出机的第三料槽中;
步骤二,挤出造粒,其中双螺杆挤出机中的计量段温度区间为188℃,压缩段温度区间为178℃,进料段温度区间为185℃,模头温度194.5℃,螺杆转速32rpm,使用齿轮泵将材料从双螺杆挤出机中排出,水冷造粒得半成品TPU粒料;
步骤三,将制备的半成品TPU粒料粒料置于85.0℃下,烘干至水分含量低于0.02%,后置于80.0℃下进行24.0h的热处理,得成品TPU粒料。
制备例3
制备例3与制备例2的区别在于:还包括步骤四,将成品TPU粒料和95.82g的2,2-双(4-羟基环己基)六氟丙烷、38.97g的抗氧化剂4426混合均匀,然后加入双螺杆挤出机中熔融挤出,水冷造粒得半成品TPU粒料,将制备的半成品TPU粒料粒料置于85.0℃下,烘干至水分含量低于0.02%,后置于80.0℃下进行24.0h的热处理,得成品TPU粒料。
实施例
实施例1
一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂。
分散剂主要是由3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成且3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成的摩尔比为8:2:10。
无卤阻燃混合助剂是由液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化镁、硼酸锌、氢氧化铝组成,且纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化镁、硼酸锌、氢氧化铝的平均粒径控制在0.1-3微米。具体地,液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛(平均粒径200nm)、二硅化钼(超细二硅化钼1-3微米)、硼酸锌(粒径2000目)、氢氧化铝(超细氢氧化铝平均粒径0.5-3微米)、氢氧化镁(超细氢氧化镁平均粒径0.5-3微米)的质量比控制在24:3:17:12:20:24。
抗氧化助剂是由抗氧剂4426、抗氧剂1010和抗氧剂168组成,抗氧剂4426、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为3:6:1。
抗紫外线助剂是由UV531和UV327组成,UV531和UV327的质量比=1:1。
一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,分散剂的制备,表面改性无卤阻燃混合助剂的制备:
分散剂的具体制备如下,将计量准确的3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792在85℃条件下回流反应3h制得;
表面改性无卤阻燃混合助剂的制备具体如下,将无卤阻燃混合助剂用绞龙均匀加入磨机,将计量准确的分散剂通过定量泵均匀滴加至磨机中,同时进行研磨及表面处理,筛分得表面改性无卤阻燃混合助剂;
同时,对高压聚乙烯树脂进行干燥处理,置于80℃下干燥12h;
对EVA树脂进行干燥处理,置于80℃下干燥12h;
对POE树脂进行干燥处理,置于80℃下干燥12h;
步骤二,将计量准确的表面改性无卤阻燃混合助剂、干燥完成的高压聚乙烯树脂、EVA树脂、POE树脂、抗氧化助剂、抗氧化助剂高速混合均匀,得混合料;
步骤三,将步骤二中所得的混合料投入双螺杆挤出机中,在180-200℃下,挤出,造粒,干燥,得阻燃改性PE母粒;
步骤四,步骤三中所得阻燃改性PE母粒投入双螺杆挤出机中,在180-200℃下,挤出,水冷,热处理,热处理,具体热处理如下:以5℃/min加热至60℃维持10min,以3℃/min加热至85℃维持30min,以10℃/min降温至50℃,自然冷却得电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、15份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.0份的分散剂。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、25份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、2.0份的分散剂。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、0.9份微晶陶瓷粉、0.1份碳酸钙晶须。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、1.8份微晶陶瓷粉、0.2份碳酸钙晶须。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、3.6份微晶陶瓷粉、0.4份碳酸钙晶须。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、4.5份微晶陶瓷粉、0.5份碳酸钙晶须。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、5.4份微晶陶瓷粉、0.6份碳酸钙晶须。
实施例9
实施例9与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、5份制备例1中的阻燃改性TPU树脂。
实施例10
实施例10与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、10份制备例1中的阻燃改性TPU树脂。
实施例11
实施例11与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、15份制备例1中的阻燃改性TPU树脂。
实施例12
实施例12与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、20份制备例1中的阻燃改性TPU树脂。
实施例13
实施例13与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、20份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂、25份制备例1中的阻燃改性TPU树脂。
实施例14
实施例14与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的15%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的3%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的10%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的10%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
实施例15
实施例15与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的4%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的10%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
实施例16
实施例16与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的30%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的4%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的25%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的10%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
对比例
对比例1与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、5份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.0份的分散剂。
对比例2与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、5份的EVA树脂、10份的POE树脂、28份的无卤阻燃混合助剂、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.0份的分散剂。
对比例3与实施例1的区别在:分散剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792。
对比例4与实施例1的区别在:分散剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792和3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷,摩尔比1:1。
对比例5与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的24%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的3%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的12%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
对比例6与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的24%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的12%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
对比例7与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的3%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的17%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的12%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
对比例8与实施例1的区别在:无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的24%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的3%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的17%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的20%,余量为氢氧化镁。
对比例9与实施例1的区别在:一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂、10份四溴双酚A、5份聚(2,6-二溴亚苯基醚)PO-64P、5份氢氧化铝、1.5份的抗氧化助剂、1.0份的抗紫外线助剂、1.2份的分散剂。
对比例10与实施例9的区别在:阻燃改性TPU树脂替换为制备例2中的TPU(未阻燃改性)。
对比例11与实施例9的区别在:阻燃改性TPU树脂替换为制备例3中的TPU(阻燃剂混合型改性)。
对比例12与实施例1的区别在:抗氧化助剂为抗氧剂4426,抗紫外线助剂为UV531。
性能检测试验
检测方法/试验方法
1、力学强度测试:按照塑料拉伸试验GB1040-2006测试。
2、阻燃性能测试:
氧指数测定:按照GB/T2406.2-2009用氧指数法测定燃烧行为第二部分:室温试验,采用PX01005 GB/T2406临界氧指数分析仪,测试实施例1-16和对比例1-12的极限氧含量。
防火等级测定:按照美国UL94防火标准测试实施例1-16和对比例1-12的防火等级。
数据分析
表1是实施例1-16和对比例1-12的检测参数
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1-3与对比例1-2下相对比可知,无卤阻燃混合助剂可知在15-25份,既可保证本申请的阻燃性和耐候性能,又可改善加工性能,降低整体生产成本。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1、4-8之间相对比可知,添加阻燃增效剂可改善本申请的力学强度和辅助阻燃,阻燃增效剂的添加量控制在2-5份较为适宜,既可保证本申请的阻燃性和耐候性能,又可改善加工性能,降低整体生产成本。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1、9-13之间相对比可知,添加阻燃改性TPU树脂可改善整体的力学强度且保证整体具有较好的阻燃性能,阻燃改性TPU树脂添加量控制在10-20份较为适宜,既可保证本申请的阻燃性和耐候性能,又可改善加工性能,降低整体生产成本。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1、14-16之间相对比可知,实施例1的配方设计方案相对较优,既可保证本申请的阻燃性和耐候性能,又可改善加工性能,降低整体生产成本。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1与对比例3-4相对比可知,分散剂由3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成的摩尔比为8:2:10制备,可改善无卤阻燃混合助剂与基体树脂的相容性,进而保证整体的力学强度、耐候性、阻燃防火性能。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1与对比例5-6相对比可知,添加二硅化钼可提升本申请的阻燃防火性能,且二硅化钼、纳米氮化钛搭配使用,可保证本申请阻燃防火性的同时改善本申请的力学性能。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1、14-15与对比例5-8相对比可知,无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的15-30%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的1-5%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的10-25%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的5-20%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的5-20%,余量为氢氧化镁,可保证本申请具有良好阻燃防火性能且兼具较好的力学性能、耐候性能。优选地,液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁的质量比控制在24:3:17:12:20:24。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1与对比例9相对比可知,本申请中的无卤阻燃混合助剂可替代常规的卤素阻燃剂,赋予了本申请良好的阻燃防火性能同时兼具较好的环保性能,此外无卤阻燃混合助剂可改善整体的力学强度。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例9与对比例10-11相对比可知,制备例1中的阻燃改性TPU树脂可提升整体的力学性能且不影响整体的阻燃防火性能,与常规制备例3中的阻燃改性TPU树脂相比,本申请的阻燃防火性能相对持久,阻燃剂不易析出,竞争优势明显。
结合实施例1-16和对比例1-12并结合表1可以看出,实施例1与对比例12相对比可知,抗氧化助剂是由抗氧剂4426、抗氧剂1010和抗氧剂168组成;所述抗紫外线助剂是由UV531和UV327组成,可改善本申请整体的耐候性能和力学强度,避免加工过程中出现过渡的热氧裂解,保证生产制品的品质。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:主要是由以下重量份的原料制备而成:100份高压聚乙烯树脂HDPE、10-20份的相容剂、15-25份的无卤阻燃混合助剂、0.5-2份的抗氧化助剂、0.5-2份的抗紫外线助剂、0.5-2份的分散剂;所述无卤阻燃混合助剂为液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、硼酸锌、三氧化二锑、红磷、包覆红磷、氧化锌、氧化锡、锡酸锌、二氧化硅、三氧化钼、钼酸锌、钼酸钙、八钼酸铵、次磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢钾中的一种或者多种组合;所述相容剂为EVA、POE、TPU中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:还包括2-5份的阻燃增效剂,所述阻燃增效剂为微晶陶瓷粉、碳酸钙晶须、氧化锌晶须中的一种或者多种组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:所述分散剂主要是由3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成;所述3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792组成的摩尔比为8:2:(8.8-10.0)。
4.根据权利要求1所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:所述无卤阻燃混合助剂是由液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化镁、硼酸锌、氢氧化铝组成;所述纳米氮化钛、二硅化钼、氢氧化镁、硼酸锌、氢氧化铝的平均粒径控制在0.1-3微米。
5.根据权利要求4所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套及其制备方法,其特征在于:所述无卤阻燃混合助剂中液体稀土热稳定剂R120占无卤阻燃混合助剂总质量的15-30%,纳米氮化钛占无卤阻燃混合助剂总质量的1-5%,二硅化钼占无卤阻燃混合助剂总质量的10-25%,硼酸锌占无卤阻燃混合助剂总质量的5-20%,氢氧化铝占无卤阻燃混合助剂总质量的5-20%,余量为氢氧化镁。
6.根据权利要求4或5所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:所述液体稀土热稳定剂R120、纳米氮化钛、二硅化钼、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁的质量比控制在24:3:17: 12:20:24。
7.根据权利要求1所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:所述抗氧化助剂是由抗氧剂4426、抗氧剂1010和抗氧剂168组成;所述抗紫外线助剂是由UV531和UV327组成。
8.根据权利要求1所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套,其特征在于:还包括10-20份的阻燃改性TPU树脂,所述阻燃改性TPU树脂的硬度控制在85-92A,所述阻燃改性TPU树脂的极限氧含量在28.0%以上。
9.权利要求1-8中任一项所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一,分散剂的制备,将计量准确的分散剂对无卤阻燃混合助剂进行表面改性处理,得表面改性无卤阻燃混合助剂;
同时,对高压聚乙烯树脂、相容剂进行干燥处理;
步骤二,将计量准确的表面改性无卤阻燃混合助剂、干燥完成的高压聚乙烯树脂、相容剂、抗氧化助剂、抗氧化助剂高速混合均匀,密炼得混合料;
步骤三,将步骤二中所得的混合料投入双螺杆挤出机中,在180-200℃下,挤出,造粒,干燥,得阻燃改性PE母粒;
步骤四,步骤三中所得阻燃改性PE母粒投入单螺杆挤出机中,在180-200℃下,挤出,水冷,热处理得电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套。
10.根据权利要求9所述的一种电线电缆用抗滴落无卤低烟阻燃热塑性聚烯烃护套的制备方法,其特征在于:所述步骤一中分散剂的具体制备如下,将计量准确的3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷KH-792在70-90℃条件下回流反应2-4h制得;所述表面改性无卤阻燃混合助剂的制备具体如下,将无卤阻燃混合助剂用绞龙均匀加入磨机,将计量准确的分散剂通过定量泵均匀滴加至磨机中,同时进行研磨及表面处理,筛分得表面改性无卤阻燃混合助剂。
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