CN116731453B - 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116731453B
CN116731453B CN202310881154.5A CN202310881154A CN116731453B CN 116731453 B CN116731453 B CN 116731453B CN 202310881154 A CN202310881154 A CN 202310881154A CN 116731453 B CN116731453 B CN 116731453B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stirring
mixing
reacting
flame
polysiloxane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310881154.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116731453A (zh
Inventor
刘举
廖明磊
祝添
杨华侨
黄涛
孙玲玲
邓德元
甘为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN UNFIRE POLYMER MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
SICHUAN UNFIRE POLYMER MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN UNFIRE POLYMER MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD filed Critical SICHUAN UNFIRE POLYMER MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN202310881154.5A priority Critical patent/CN116731453B/zh
Publication of CN116731453A publication Critical patent/CN116731453A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116731453B publication Critical patent/CN116731453B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/443—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法将PVC母粒溶于环己酮，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌处理后，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒，将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，熔融混合，冷却至室温制得，当改性剂和PVC母粒共混时，改性剂上的巯基能够PVC分子链上的氯原子反应形成网格状结构，改性剂分子链中含有有机硅链段、有机磷和硼元素，在燃烧时能够产生碳层将包覆在燃烧处达到隔氧隔热的效果，阻燃填料由于纤维素的多孔结构能够降低烟气的扩散，同时表面的铜燃烧后能产生氧化铜进而使得增加碳层的致密性，降低了烟气的产生，且纤维素的加入增加机械性能。

Description

一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料制备技术领域，具体涉及一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是一种常用的高分子合成材料，是由氯乙烯单体聚合而成的热塑性高聚物。由于PVC树脂原料来源广泛、价格低廉、且具有优良的综合性能，如良好的物理、力学、化学、电绝缘性等优点，广泛用于电缆的制备，现有的阻燃电缆用护套料，广泛采用含卤素聚合物或添加卤素阻燃剂组合而成的化合物，虽然这些传统的阻燃材料具有优良的阻燃性能，但是当它们与火焰接触时，会产生大量有毒的腐蚀性卤化氢气体和烟雾，易使现场人员窒息，妨碍救火人员及时救火同时还会产生滴落现象易导致“二次危害”。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，解决了现阶段聚烯烃电缆料易开裂且易燃的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：将PVC母粒溶于环己酮，在转速为300-500r/min，温度为50-60℃的条件下，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌20-24h，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒；
步骤S2：将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，在转速为40-60r/min，温度为165-170℃的条件下，熔融混合10-15min，冷却至室温，制得抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料。
步骤S1所述的PVC母粒、改性剂和碳酸钾的质量比为2:0.1:0.03，甲醇水溶液的质量分数为67%。
步骤S2所述的预处理母粒和阻燃填料的质量比为10:1-2。
进一步，所述的改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将多巴胺、DMF和三乙胺混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为130-135℃的条件下，搅拌并加入3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷，进行反应5-7h，制得中间体1，将中间体1、1,4-苯二硼酸、二甲基亚砜和5A分子筛混合均匀，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，进行反应10-15h，制得中间体2；
步骤A2：将3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为80-85℃的条件下，进行反应8-10h，制得中间体3，将中间体2、中间体3、去离子水混合，在转速为120-150r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌20-30min后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至60-70℃，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应3-5h，制得端氢聚硅氧烷；
步骤A3：将端氢聚硅氧烷、乙烯醇和DMF混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应4-6h，制得端醇聚硅氧烷，将端醇聚硅氧烷、巯基乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合，在转速为150-200r/min，温度为110-120℃的条件下，进行反应6-8h，制得改性剂。
进一步，步骤A1所述的多巴胺、三乙胺和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷的摩尔比1:0.8:1，中间体1、1,4-苯二硼酸和5A分子筛的用量比为15mmol:7.6mmol:2g。
进一步，步骤A2所述的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈的用量比为50mmol:50mmol:0.165g，中间体2、中间体3、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为3mmol:2mmol:20mL:2mmol，浓硫酸的用量为中间体2、中间体3和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的6-8%。
进一步，步骤A3所述的端氢聚硅氧烷和乙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸的在端氢聚硅氧烷和乙烯醇混合物中的浓度为20-25ppm，端醇聚硅氧烷和巯基乙酸的摩尔比为1:2，对甲基苯磺酸的用量为端醇聚硅氧烷和巯基乙酸质量和的3-5%。
进一步，所述的阻燃填料由如下步骤制成：
步骤B1：将微晶纤维素、去离子水和DMF混合均匀，通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行反应2-3h，制得环氧纤维素，将环氧纤维素、氯乙酸钠和乙醇混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为70-75℃的条件下，搅拌并加入氢氧化钠，进行反应3-5h，调节pH为酸性，制得改性纤维素；
步骤B2：将羟基锡酸锌分散在乙醇中，加入KH550和去离子水，在转速为200-300r/min，温度为40-50℃的条件下，搅拌处理2-3h，制得改性羟基锡酸锌，将改性纤维素、改性羟基锡酸锌和DMF混合均匀，在转速为150-200r/min，pH值为9-10的条件下，搅拌1-1.5h后，过滤去除滤液，将底物、三水硝酸铜和去离子水混合均匀，在温度为120-125℃的条件下，进行反应20-25h后，过滤制得阻燃填料。
进一步，步骤B1所述的微晶纤维素、去离子水、DMF、过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为3g:25mL:25mL:0.1g:1.5mL，环氧纤维素、氯乙酸钠、乙醇和氢氧化钠的用量比为2g:2.5g:30mL:1.5g。
进一步，步骤B2所述的KH550用量为羟基锡酸锌质量3%，改性纤维素和改性羟基锡酸锌的质量为3:1，底物、三水硝酸铜和去离子水的用量比为1g:1.5g:30mL。
本发明的有益效果：本发明制备的一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料将PVC母粒溶于环己酮，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌处理后，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒，将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，熔融混合，冷却至室温制得，改性剂以多巴胺和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷在三乙胺的作用下，多巴胺上的氨基和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷上的氯原子反应，制得中间体1，将中间体1和1,4-苯二硼酸反应，使得中间体1上的邻羟基与硼酸基团反应，制得中间体2，将3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈反应，使得3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷上的双键与9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈反应上的P-H键反应，制得中间体3，将中间体2和中间体3水解，再在浓硫酸的作用下与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，制得端氢聚硅氧烷，将端氢聚硅氧烷和乙烯醇反应，使得端氢聚硅氧烷上的Si-H键与乙烯醇上的双键反应，制得端醇聚硅氧烷，将端醇聚硅氧烷与巯基乙酸酯化，形成巯基封端的改性剂，当改性剂和PVC母粒共混时，改性剂上的巯基能够PVC分子链上的氯原子反应形成网格状结构，改性剂分子链中含有有机硅链段、有机磷和硼元素，在燃烧时能够产生碳层将包覆在燃烧处达到隔氧隔热的效果，并且防止了出现滴落现象，阻燃填料以微晶纤维素和甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料，使得微晶纤维素C6上的羟基与甲基丙烯酸缩水甘油酯上的双键接枝，制得环氧纤维素，将环氧纤维素与氯乙酸钠反应，使得剩余羟基与氯乙酸钠上的氯原子位点反应，再在酸性条件下乙酸钠转变为乙酸，将羟基锡酸锌用KH550处理，在羟基锡酸锌表面形成活性氨基，进而与改性纤维素上的环氧基反应，最后在加入三水硝酸铜的水溶液中，使得羧基与铜离子络合，制得阻燃填料，在燃烧时阻燃填料由于纤维素的多孔结构能够降低烟气的扩散，同时表面的铜燃烧后能产生氧化铜进而使得增加碳层的致密性，进而增加了阻燃效果，降低了烟气的产生，且纤维素的加入增加机械性能。
具体实施方式
下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：将PVC母粒溶于环己酮，在转速为300r/min，温度为50℃的条件下，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌20h，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒；
步骤S2：将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，在转速为40r/min，温度为165℃的条件下，熔融混合10min，冷却至室温，制得抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料。
步骤S1所述的PVC母粒、改性剂和碳酸钾的质量比为2:0.1:0.03，甲醇水溶液的质量分数为67%，PVC母粒的型号为J-70。
步骤S2所述的预处理母粒和阻燃填料的质量比为10:1。
所述的改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将多巴胺、DMF和三乙胺混合均匀，在转速为150r/min，温度为130℃的条件下，搅拌并加入3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷，进行反应5h，制得中间体1，将中间体1、1,4-苯二硼酸、二甲基亚砜和5A分子筛混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为60℃的条件下，进行反应10h，制得中间体2；
步骤A2：将3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈混合均匀，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行反应8h，制得中间体3，将中间体2、中间体3、去离子水混合，在转速为120r/min，温度为25℃的条件下，搅拌20min后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至60℃，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应3h，制得端氢聚硅氧烷；
步骤A3：将端氢聚硅氧烷、乙烯醇和DMF混合均匀，在转速为200r/min，温度为60℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应4h，制得端醇聚硅氧烷，将端醇聚硅氧烷、巯基乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合，在转速为150r/min，温度为110℃的条件下，进行反应6h，制得改性剂。
步骤A1所述的多巴胺、三乙胺和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷的摩尔比1:0.8:1，中间体1、1,4-苯二硼酸和5A分子筛的用量比为15mmol:7.6mmol:2g。
步骤A2所述的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈的用量比为50mmol:50mmol:0.165g，中间体2、中间体3、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为3mmol:2mmol:20mL:2mmol，浓硫酸的用量为中间体2、中间体3和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的6%。
步骤A3所述的端氢聚硅氧烷和乙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸的在端氢聚硅氧烷和乙烯醇混合物中的浓度为20ppm，端醇聚硅氧烷和巯基乙酸的摩尔比为1:2，对甲基苯磺酸的用量为端醇聚硅氧烷和巯基乙酸质量和的3%。
所述的阻燃填料由如下步骤制成：
步骤B1：将微晶纤维素、去离子水和DMF混合均匀，通入氮气保护，在转速为150r/min，温度为60℃的条件下，搅拌并加入过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行反应2h，制得环氧纤维素，将环氧纤维素、氯乙酸钠和乙醇混合均匀，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，搅拌并加入氢氧化钠，进行反应3h，调节pH为酸性，制得改性纤维素；
步骤B2：将羟基锡酸锌分散在乙醇中，加入KH550和去离子水，在转速为200r/min，温度为40℃的条件下，搅拌处理2h，制得改性羟基锡酸锌，将改性纤维素、改性羟基锡酸锌和DMF混合均匀，在转速为150r/min，pH值为9的条件下，搅拌1h后，过滤去除滤液，将底物、三水硝酸铜和去离子水混合均匀，在温度为120℃的条件下，进行反应20h后，过滤制得阻燃填料。
步骤B1所述的微晶纤维素、去离子水、DMF、过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为3g:25mL:25mL:0.1g:1.5mL，环氧纤维素、氯乙酸钠、乙醇和氢氧化钠的用量比为2g:2.5g:30mL:1.5g。
步骤B2所述的KH550用量为羟基锡酸锌质量3%，改性纤维素和改性羟基锡酸锌的质量为3:1，底物、三水硝酸铜和去离子水的用量比为1g:1.5g:30mL。
实施例2
一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：将PVC母粒溶于环己酮，在转速为300r/min，温度为55℃的条件下，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌22h，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒；
步骤S2：将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，在转速为40r/min，温度为168℃的条件下，熔融混合15min，冷却至室温，制得抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料。
步骤S1所述的PVC母粒、改性剂和碳酸钾的质量比为2:0.1:0.03，甲醇水溶液的质量分数为67%，PVC母粒的型号为J-70。
步骤S2所述的预处理母粒和阻燃填料的质量比为10:1.5。
所述的改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将多巴胺、DMF和三乙胺混合均匀，在转速为150r/min，温度为135℃的条件下，搅拌并加入3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷，进行反应6h，制得中间体1，将中间体1、1,4-苯二硼酸、二甲基亚砜和5A分子筛混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为65℃的条件下，进行反应13h，制得中间体2；
步骤A2：将3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈混合均匀，在转速为150r/min，温度为83℃的条件下，进行反应9h，制得中间体3，将中间体2、中间体3、去离子水混合，在转速为120r/min，温度为28℃的条件下，搅拌25min后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至65℃，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应4h，制得端氢聚硅氧烷；
步骤A3：将端氢聚硅氧烷、乙烯醇和DMF混合均匀，在转速为200r/min，温度为65℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应5h，制得端醇聚硅氧烷，将端醇聚硅氧烷、巯基乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合，在转速为150r/min，温度为115℃的条件下，进行反应7h，制得改性剂。
步骤A1所述的多巴胺、三乙胺和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷的摩尔比1:0.8:1，中间体1、1,4-苯二硼酸和5A分子筛的用量比为15mmol:7.6mmol:2g。
步骤A2所述的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈的用量比为50mmol:50mmol:0.165g，中间体2、中间体3、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为3mmol:2mmol:20mL:2mmol，浓硫酸的用量为中间体2、中间体3和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的7%。
步骤A3所述的端氢聚硅氧烷和乙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸的在端氢聚硅氧烷和乙烯醇混合物中的浓度为23ppm，端醇聚硅氧烷和巯基乙酸的摩尔比为1:2，对甲基苯磺酸的用量为端醇聚硅氧烷和巯基乙酸质量和的4%。
所述的阻燃填料由如下步骤制成：
步骤B1：将微晶纤维素、去离子水和DMF混合均匀，通入氮气保护，在转速为150r/min，温度为65℃的条件下，搅拌并加入过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行反应2.5h，制得环氧纤维素，将环氧纤维素、氯乙酸钠和乙醇混合均匀，在转速为300r/min，温度为73℃的条件下，搅拌并加入氢氧化钠，进行反应4h，调节pH为酸性，制得改性纤维素；
步骤B2：将羟基锡酸锌分散在乙醇中，加入KH550和去离子水，在转速为200r/min，温度为45℃的条件下，搅拌处理2.5h，制得改性羟基锡酸锌，将改性纤维素、改性羟基锡酸锌和DMF混合均匀，在转速为150r/min，pH值为10的条件下，搅拌1.5h后，过滤去除滤液，将底物、三水硝酸铜和去离子水混合均匀，在温度为123℃的条件下，进行反应23h后，过滤制得阻燃填料。
步骤B1所述的微晶纤维素、去离子水、DMF、过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为3g:25mL:25mL:0.1g:1.5mL，环氧纤维素、氯乙酸钠、乙醇和氢氧化钠的用量比为2g:2.5g:30mL:1.5g。
步骤B2所述的KH550用量为羟基锡酸锌质量3%，改性纤维素和改性羟基锡酸锌的质量为3:1，底物、三水硝酸铜和去离子水的用量比为1g:1.5g:30mL。
实施例3
一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：将PVC母粒溶于环己酮，在转速为500r/min，温度为60℃的条件下，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌24h，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒；
步骤S2：将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，在转速为60r/min，温度为170℃的条件下，熔融混合15min，冷却至室温，制得抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料。
步骤S1所述的PVC母粒、改性剂和碳酸钾的质量比为2:0.1:0.03，甲醇水溶液的质量分数为67%，PVC母粒的型号为J-70。
步骤S2所述的预处理母粒和阻燃填料的质量比为10:2。
所述的改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将多巴胺、DMF和三乙胺混合均匀，在转速为200r/min，温度为135℃的条件下，搅拌并加入3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷，进行反应7h，制得中间体1，将中间体1、1,4-苯二硼酸、二甲基亚砜和5A分子筛混合均匀，通入氮气保护，在转速为300r/min，温度为70℃的条件下，进行反应15h，制得中间体2；
步骤A2：将3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈混合均匀，在转速为200r/min，温度为85℃的条件下，进行反应10h，制得中间体3，将中间体2、中间体3、去离子水混合，在转速为150r/min，温度为30℃的条件下，搅拌30min后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至70℃，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应5h，制得端氢聚硅氧烷；
步骤A3：将端氢聚硅氧烷、乙烯醇和DMF混合均匀，在转速为300r/min，温度为70℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应6h，制得端醇聚硅氧烷，将端醇聚硅氧烷、巯基乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合，在转速为200r/min，温度为120℃的条件下，进行反应8h，制得改性剂。
步骤A1所述的多巴胺、三乙胺和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷的摩尔比1:0.8:1，中间体1、1,4-苯二硼酸和5A分子筛的用量比为15mmol:7.6mmol:2g。
步骤A2所述的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈的用量比为50mmol:50mmol:0.165g，中间体2、中间体3、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为3mmol:2mmol:20mL:2mmol，浓硫酸的用量为中间体2、中间体3和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的8%。
步骤A3所述的端氢聚硅氧烷和乙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸的在端氢聚硅氧烷和乙烯醇混合物中的浓度为25ppm，端醇聚硅氧烷和巯基乙酸的摩尔比为1:2，对甲基苯磺酸的用量为端醇聚硅氧烷和巯基乙酸质量和的5%。
所述的阻燃填料由如下步骤制成：
步骤B1：将微晶纤维素、去离子水和DMF混合均匀，通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，搅拌并加入过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行反应3h，制得环氧纤维素，将环氧纤维素、氯乙酸钠和乙醇混合均匀，在转速为300r/min，温度为75℃的条件下，搅拌并加入氢氧化钠，进行反应5h，调节pH为酸性，制得改性纤维素；
步骤B2：将羟基锡酸锌分散在乙醇中，加入KH550和去离子水，在转速为300r/min，温度为50℃的条件下，搅拌处理3h，制得改性羟基锡酸锌，将改性纤维素、改性羟基锡酸锌和DMF混合均匀，在转速为200r/min，pH值为10的条件下，搅拌1.5h后，过滤去除滤液，将底物、三水硝酸铜和去离子水混合均匀，在温度为125℃的条件下，进行反应25h后，过滤制得阻燃填料。
步骤B1所述的微晶纤维素、去离子水、DMF、过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为3g:25mL:25mL:0.1g:1.5mL，环氧纤维素、氯乙酸钠、乙醇和氢氧化钠的用量比为2g:2.5g:30mL:1.5g。
步骤B2所述的KH550用量为羟基锡酸锌质量3%，改性纤维素和改性羟基锡酸锌的质量为3:1，底物、三水硝酸铜和去离子水的用量比为1g:1.5g:30mL。
对比例1
本对比例与实施例1相比用未加入改性剂，其余步骤相同。
对比例2
本对比例与实施例1相比用羟基锡酸锌代替阻燃填料，其余步骤相同。
将实施例1-3和对比例1-2制得的电缆料制成150mm×12.5mm×12.5mm的试样，依照ASTM D2863-97的标准，使用HC-2氧指数仪检测极限氧指数，再将电缆料制成250mm×20mm×20mm，依照ASTM D3801的标准进行UL-94垂直燃烧试验，依照GB/T8323.2-2008的标准检测，采用无焰燃烧模式，辐射强度为25kW/m，测试时间20min，试样为150mm×12.5mm×25mm，依照GB/T1040.3-2006的标准制成试样5型，厚度为1mm，拉伸速率为50mm/min，检测拉伸强度，检测结果如下表所示。
由上表可知本申请具有很好的抑烟阻燃效果，且机械性能优异。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤S1：将PVC母粒溶于环己酮，搅拌并加入改性剂和碳酸钾，搅拌处理后，加入甲醇水溶液中，过滤去除滤液，制得预处理母粒；
步骤S2：将预处理母粒和阻燃填料加入转矩流变仪中，熔融混合，冷却至室温，制得抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料；
所述的改性剂由如下步骤制成：
步骤A1：将多巴胺、DMF和三乙胺混合搅拌并加入3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷，进行反应，制得中间体1，将中间体1、1,4-苯二硼酸、二甲基亚砜和5A分子筛混合反应，制得中间体2；
步骤A2：将3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈混合反应，制得中间体3，将中间体2、中间体3、去离子水混合搅拌后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温并加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应，制得端氢聚硅氧烷；
步骤A3：将端氢聚硅氧烷、乙烯醇和DMF混合搅拌并加入氯铂酸，进行反应，制得端醇聚硅氧烷，将端醇聚硅氧烷、巯基乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合反应，制得改性剂；
所述的阻燃填料由如下步骤制成：
步骤B1：将微晶纤维素、去离子水和DMF混合搅拌并加入过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行反应，制得环氧纤维素，将环氧纤维素、氯乙酸钠和乙醇混合搅拌并加入氢氧化钠，进行反应，调节pH为酸性，制得改性纤维素；
步骤B2：将羟基锡酸锌分散在乙醇中，加入KH550和去离子水，搅拌处理，制得改性羟基锡酸锌，将改性纤维素、改性羟基锡酸锌和DMF混合搅拌后，过滤去除滤液，将底物、三水硝酸铜和去离子水混合反应，过滤制得阻燃填料。
2.根据权利要求1所述的一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤A1所述的多巴胺、三乙胺和3-氯丙基二甲基甲氧基硅烷的摩尔比1:0.8:1，中间体1、1,4-苯二硼酸和5A分子筛的用量比为15mmol:7.6mmol:2g。
3.根据权利要求1所述的一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤A2所述的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和偶氮二异丁腈的用量比为50mmol:50mmol:0.165g，中间体2、中间体3、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为3mmol:2mmol:20mL:2mmol，浓硫酸的用量为中间体2、中间体3和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的6-8%。
4.根据权利要求1所述的一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤A3所述的端氢聚硅氧烷和乙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸的在端氢聚硅氧烷和乙烯醇混合物中的浓度为20-25ppm，端醇聚硅氧烷和巯基乙酸的摩尔比为1:2，对甲基苯磺酸的用量为端醇聚硅氧烷和巯基乙酸质量和的3-5%。
5.根据权利要求1所述的一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤B1所述的微晶纤维素、去离子水、DMF、过硫酸钾和甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为3g:25mL:25mL:0.1g:1.5mL，环氧纤维素、氯乙酸钠、乙醇和氢氧化钠的用量比为2g:2.5g:30mL:1.5g。
6.根据权利要求1所述的一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤B2所述的KH550用量为羟基锡酸锌质量3%，改性纤维素和改性羟基锡酸锌的质量为3:1，底物、三水硝酸铜和去离子水的用量比为1g:1.5g:30mL。
7.一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：根据权利要求1-6任一所述的制备方法制备而成。
CN202310881154.5A 2023-07-18 2023-07-18 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 Active CN116731453B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310881154.5A CN116731453B (zh) 2023-07-18 2023-07-18 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310881154.5A CN116731453B (zh) 2023-07-18 2023-07-18 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116731453A CN116731453A (zh) 2023-09-12
CN116731453B true CN116731453B (zh) 2024-03-19

Family

ID=87904580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310881154.5A Active CN116731453B (zh) 2023-07-18 2023-07-18 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116731453B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117551325A (zh) * 2024-01-05 2024-02-13 镇江双晟新材料有限公司 一种pvc阻燃地板膜及其制备方法
CN117534899B (zh) * 2024-01-09 2024-03-19 河南云瀚实业有限公司 一种耐寒、无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2157322A1 (en) * 1995-08-31 1997-01-05 Gilles Gagnon Dual Insulated Data Communication Cable
CN105924757A (zh) * 2016-05-31 2016-09-07 李小涛 一种无卤高阻燃电缆料及其制备方法
CN114409997A (zh) * 2022-03-17 2022-04-29 广东安拓普聚合物科技有限公司 一种加工性好的高阻燃光电复合缆护套材料及其制备方法
CN114605746A (zh) * 2022-04-12 2022-06-10 凯尔科美(广州)高新材料科技有限公司 一种阻燃材料用母粒及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003291013A1 (en) * 2002-11-13 2004-06-03 Jji, Llc Fire resistant intumescent thermoplastic or thermoset compositions
US6977280B2 (en) * 2003-06-11 2005-12-20 Teknor Apex Company Polyvinyl chloride or polyolefin melt processable compositions containing polytetrafluoroethylene micropowder
ES2671970T3 (es) * 2012-11-19 2018-06-11 General Cable Technologies Corporation Composición de funda para cables verticales y plénum

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2157322A1 (en) * 1995-08-31 1997-01-05 Gilles Gagnon Dual Insulated Data Communication Cable
CN105924757A (zh) * 2016-05-31 2016-09-07 李小涛 一种无卤高阻燃电缆料及其制备方法
CN114409997A (zh) * 2022-03-17 2022-04-29 广东安拓普聚合物科技有限公司 一种加工性好的高阻燃光电复合缆护套材料及其制备方法
CN114605746A (zh) * 2022-04-12 2022-06-10 凯尔科美(广州)高新材料科技有限公司 一种阻燃材料用母粒及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
电缆用高阻燃耐热软质PVC的制备及性能研究;王兴华等;塑料科技;第2022卷(第1期);36-39 *
聚氯乙烯用阻燃剂的研究进展;石保社等;广州化工;第50卷(第11期);10-12，48 *
阻燃绝缘型PVC塑料的热学性能和力学性能分析;张彩;塑料科技;第2023卷(第6期);29-32 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116731453A (zh) 2023-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116731453B (zh) 一种抗开裂低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN102875947B (zh) 核用电缆无卤阻燃护套料、电缆护套，制备方法和应用
CN102827409B (zh) 一种无卤阻燃硅烷交联聚乙烯及其制备方法和组合物
CN113121916A (zh) 一种阻燃聚丙烯的生产工艺
CN113956572A (zh) 一种阻燃聚烯烃组合物及其制备方法
CN113637307B (zh) 一种耐水解、无卤阻燃、高韧性pc/asa合金材料及其制备方法和应用
CN102030976B (zh) 一种pc-asa合金材料及其制备方法
CN116435022B (zh) 一种低烟阻燃电缆及其制备方法
CN114605746B (zh) 一种阻燃材料用母粒及其制备方法
CN104211880A (zh) 一种含磷硅阻燃嵌段共聚物及其制备方法
CN115627023A (zh) 一种云母阻燃电力电缆的生产方法
CN113603986B (zh) 一种高强度耐候pvc电缆料的制备方法
CN109705442B (zh) 一种含伊/蒙粘土的光伏封装薄膜用抗pid功能母粒及其制备方法
CN112679679B (zh) 一种含磺酸基的聚苯基硅硼阻燃剂及其制备方法
CN116144098B (zh) 一种户外抗老化电缆料及其制备方法
CN113150386A (zh) 一种改性聚磷酸铵膨胀阻燃剂及其制备方法和应用
CN115260981A (zh) 一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶及其制备方法
CN114085382A (zh) 一种含氢聚钛硼硅氧烷阻燃剂、其制备方法及应用
CN117004111B (zh) 一种铝合金电缆用无卤阻燃电缆材料及其制备方法
CN117343548B (zh) 一种耐老化六类四对非屏蔽室外网线及其制备方法
CN114149673B (zh) 一种高cti无卤阻燃聚碳酸酯材料及其制备工艺
CN115260584B (zh) 一种新能源充电电缆用环保稳定剂
CN114230985B (zh) 一种高阻燃性、耐析出的无卤阻燃增强pbt材料及其制备方法
CN114539754B (zh) 一种耐候无卤阻燃的生物基聚碳酸酯材料及制备方法
CN118185274A (zh) 一种abs改性pc复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant