CN117511177B - 一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料 - Google Patents
一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117511177B CN117511177B CN202410009374.3A CN202410009374A CN117511177B CN 117511177 B CN117511177 B CN 117511177B CN 202410009374 A CN202410009374 A CN 202410009374A CN 117511177 B CN117511177 B CN 117511177B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sepiolite
- hydrotalcite
- modified
- speed
- halogen
- 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
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 81
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 52
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims abstract description 62
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 claims abstract description 62
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims abstract description 62
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims abstract description 55
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims abstract description 55
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 55
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 39
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 39
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 23
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 claims abstract description 23
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- -1 hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 claims abstract description 23
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 49
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 30
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 27
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 26
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 claims description 25
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 25
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 claims description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 20
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 14
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 claims description 13
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 13
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 12
- XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 3-[bis(2,4-dioxopentan-3-yl)alumanyl]pentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)C(C(C)=O)[Al](C(C(C)=O)C(C)=O)C(C(C)=O)C(C)=O XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical group CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 14
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical group O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- BYLSIPUARIZAHZ-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris(1-phenylethyl)phenol Chemical compound C=1C(C(C)C=2C=CC=CC=2)=C(O)C(C(C)C=2C=CC=CC=2)=CC=1C(C)C1=CC=CC=C1 BYLSIPUARIZAHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N elaidic acid methyl ester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N methyl oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N 0.000 description 1
- 229940073769 methyl oleate Drugs 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920006113 non-polar polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- ZMHZSHHZIKJFIR-UHFFFAOYSA-N octyltin Chemical compound CCCCCCCC[Sn] ZMHZSHHZIKJFIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
-
- 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
- H01B3/302—Polyurethanes or polythiourethanes; Polyurea or polythiourea
-
- 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
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/22—Halogen free composition
-
- 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
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
一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，属于高分子材料技术领域，所述无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料的阻燃功能性成分为环状膦酸酯、改性水滑石、改性海泡石、八钼酸铵、植酸锌、1‑丁基‑1‑甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯；本发明制备出的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，挤出得到的电缆外护套成品，其拉伸强度为36.9~39.5MPa，断裂伸长率588~614%，热老化（75℃，240h）：拉伸强度变化率‑2.2~‑1.3%、断裂伸长率559~582%、断裂伸长率变化率‑5.3~‑4.9%，阻燃级别为V0。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，属于高分子材料技术领域。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体具有力学性能好、低温柔顺性好、耐磨性能是天然橡胶的3~5倍、耐臭氧耐辐射、广泛的耐化学品性、与其它电缆用材料（如芳纶、无纺布、铜丝等）粘和性好、加工性能好以及优异的耐低温性能等优点，因而以热塑性聚氨酯弹性体为外护套的电缆能够用于诸多使用要求较高的场合，如矿用、油井用、核电站用、船用以及野外设施设备供电的使用。
虽然热塑性聚氨酯弹性体优点很多，但其仍然存在致命缺陷，就是太易燃，不加任何阻燃剂的热塑性聚氨酯弹性体的氧指数仅为16.5~18，而且燃烧时会放出大量的浓烟和有毒气体，严重威胁人类生命健康，故如何优化热塑性聚氨酯弹性体电缆外护套材料的阻燃性能是电缆制造加工行业以及热塑性聚氨酯弹性体材料制造商最为关键的任务。
中国专利CN108841162A公开了一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料，涉及电缆护套材料技术领域，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶50~60份、氯丁橡胶28~36份、氯化聚乙烯15~22份、硫磺0.8~1.5份、过氧化二异丙苯0.5~1份、氧化镁4~5份、促进剂CZ 0.5~1份、促进剂TMTD 1~2份、白炭黑20~30份、硅藻土17~25份、改性玄武岩纤维3~7份、硅烷偶联剂1~2份、苯乙烯化苯酚0.2~0.6份、防老剂1~2份、邻苯二甲酸二辛脂2~5份、石蜡油1~2份。该专利得到的聚氨酯电缆护套材料，阻燃性能完全靠含氯的氯丁橡胶和氯化聚乙烯获得，这种含卤素的阻燃方式并不环保，而且该专利中得到的电缆护套材料的各项性能比较差，限制了这种电缆护套材料的使用范围。
中国专利CN108192333A公开了一种防火耐腐蚀聚氨酯电缆护套料及制备方法。所述护套料各个组分按照重量份数计如下：30~50份聚氨酯树脂；10~20份三元乙丙橡胶；10~20份氟橡胶；5~15份相容剂；5~20份炭黑；5~8份甲基硅油；5~20份无机阻燃剂；2~5份分散剂；6~10份油酸甲酯；1~3份辛基锡化合物；0.1~0.5份促进剂；1~2份防老剂；所述相容剂为马来酸酐接枝的聚氨酯，以马来酸酐接枝的聚氨酯的总重量为基准计，接枝率在0.85％以上。该专利所得电缆护套料有一定的阻燃效果，但其配方中用到大量非极性的高聚物，这些高聚物与聚氨酯的相容性存在天然障碍，这会严重影响聚氨酯电缆护套材料的机械性能和耐老化性能，该专利中的测试数据也显示了上述配方得到的聚氨酯电缆护套料机械性能和耐老化性能很差。
以上可以看到目前聚氨酯电缆外护套材料仍存在阻燃性差、机械性能不理想和耐老化性能低等突出问题，开发一种环保无卤阻燃且具有优异机械性能和耐老化性能的聚氨酯电缆外护套材料对于电线电缆行业意义重大。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，实现以下发明目的：制备出阻燃性好、机械性能优异、耐老化性能佳的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，所述无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料的阻燃功能性成分为环状膦酸酯、改性水滑石、改性海泡石、八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯，该电缆外护套材料的制备方法包括改性水滑石的制备、改性海泡石的制备、阻燃剂复配、抑烟剂复配、密炼混合、螺杆挤出6个步骤：
以下是对上述技术方案的进一步改进：
步骤1、改性水滑石的制备
将水滑石、无水乙醇按质量比3~11:20混合后，加入高速分散混合釜中，在10000~23000转/分转速下高速均质分散1~3小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率800~1500转/分下，加入乙酰丙酮铝和二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，升温至55~80℃，恒温反应3~6小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体于80~95℃下干燥2~5小时后得到改性水滑石；
所述水滑石的粒径为20~400nm；
所述乙酰丙酮铝的加入量为水滑石质量的2~5wt%；
所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的加入量为水滑石质量的1~3wt%。
步骤2、改性海泡石的制备
将海泡石、甲乙酮按质量比3~7:19混合后，加入高速分散混合釜中，在15000~26000转/分转速下高速均质分散2~5小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率1300~2700转/分下，加入硅酸酯和四正丙基锆酸酯，升温至65~90℃，恒温回流反应2~5小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体用无水乙醇洗涤3~5次后，于85~100℃下干燥1~3小时后得到改性海泡石；
所述海泡石的粒径为10~800nm；
所述硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；
所述硅酸酯的加入量为海泡石质量的3~7wt%；
所述四正丙基锆酸酯的加入量为海泡石质量的1~2wt%。
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为6000~9000转/分、搅拌桨转速为90~140转/分下高速搅拌分散4~9小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为5000~12000mPa·s，酸值为1~4mgKOH/g，磷含量为20~26wt%；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为280~320 mgKOH/g，酸值为1~2.5 mgKOH/g，粘度为2800~3800 mPa·s，磷含量为5~7wt%；
所述改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为10~20:9~14:25~45:9~15。
步骤4、抑烟剂复配
将八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，控制温度为80~95℃，分散桨转速为6500~9700转/分、搅拌桨转速为100~160转/分下，高速搅拌分散3~7小时后出料得到复配抑烟剂；
所述八钼酸铵的粒径为400~1500nm；
所述植酸锌的粒径为300~1400nm；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为280~320 mgKOH/g，酸值为1~2.5 mgKOH/g，粘度为2800~3800 mPa·s，磷含量为5~7wt%；
所述八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯的质量比为5~10:7~16:20~40:13~22。
步骤5、密炼混合
将复配阻燃剂、复配抑烟剂和热塑性聚氨酯弹性体按质量比12~22:3~8:90~130投入密炼机中，在145~190℃、转速80~140转/分下密炼30~50分钟后冷却至室温，出料得到密炼料。
步骤6、螺杆挤出
将密炼料喂入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、造粒和干燥，得到无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，双螺杆挤出机的温度1至5区设置如下：160~175℃，170~180℃，180~190℃，185~195℃，195~200℃。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
1、本发明用乙酰丙酮铝、二硬脂酰氧异丙基铝酸酯对水滑石做了改性，用硅酸酯、四正丙基锆酸酯对海泡石做了改性，并通过高速分散工艺，将改性水滑石和改性海泡石均匀分散到环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯两种液体的混合物中，这促进了水滑石和海泡石在聚氨酯基体树脂中的分散均匀程度，使水滑石和海泡石对聚氨酯电缆外护套材料能够起到增强增韧作用以及提升耐老化性能，另外，水滑石和海泡石都具有非常显著的阻燃性能，二者的加入能够大幅提升聚氨酯电缆外护套材料的阻燃等级；
2、本发明中由环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯组成的混合液体以及由1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯组成的混合液体，既起到了对无机粉末阻燃剂和抑烟剂的分散作用，同时也为聚氨酯电缆外护套材料提供了大量的阻燃元素和阻燃化学结构，其中环状膦酸酯的磷含量非常高，能够大幅提高聚氨酯基体树脂的阻燃级别，超支化聚磷酸酯也有相当高的磷含量，而且超支化聚磷酸酯粘度低，流动性好，对无机粉末的分散起到非常关键的降粘作用，1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐的加入能够起到增塑作用，从而降低环状膦酸酯的加入量，以降低过多低分子量有机磷化合物对聚氨酯电缆外护套材料力学性能和耐老化性能的影响，因为磷元素的阻燃效率非常高，所以上述这些富含磷元素的液体物质，对提高聚氨酯电缆外护套材料的阻燃级别起到了决定性的作用；
3、本发明中八钼酸铵、植酸锌复配出的抑烟剂，能够有效抑制聚氨酯燃烧过程中有毒有害烟气的释放速率，八钼酸铵、植酸锌两种物质与聚氨酯燃烧时释放的氮氧化物发生反应，从而有效降低氮氧化物的释放量，减轻烟气的烟雾浓度和毒性；
4、本发明制备出的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，挤出得到的电缆外护套成品，其拉伸强度为36.9~39.5MPa，断裂伸长率588~614%，热老化（75℃，240h）：拉伸强度变化率-2.2~-1.3%、断裂伸长率559~582%、断裂伸长率变化率-5.3~-4.9%，热延伸（200℃，0.2MPa）：载荷下伸长率6.3~7.2%、冷却后永久变形为0，浸油试验（100℃，24h）：拉伸强度变化率-6.1~-5.4%、断裂伸长率变化率-5.8~-5.3%，阻燃级别为V0。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料
步骤1、改性水滑石的制备
将水滑石、无水乙醇按质量比8:20混合后，加入高速分散混合釜中，在20000转/分转速下高速均质分散2.5小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率1300转/分下，加入乙酰丙酮铝和二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，升温至70℃，恒温反应5小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体于90℃下干燥4小时后得到改性水滑石；
所述水滑石的粒径为350nm；
所述乙酰丙酮铝的加入量为水滑石质量的4wt%；
所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的加入量为水滑石质量的2wt%。
步骤2、改性海泡石的制备
将海泡石、甲乙酮按质量比4:19混合后，加入高速分散混合釜中，在23000转/分转速下高速均质分散4小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率2200转/分下，加入硅酸酯和四正丙基锆酸酯，升温至75℃，恒温回流反应4小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体用无水乙醇洗涤4次后，于95℃下干燥2小时后得到改性海泡石；
所述海泡石的粒径为650nm；
所述硅酸酯为正硅酸甲酯；
所述硅酸酯的加入量为海泡石质量的4wt%；
所述四正丙基锆酸酯的加入量为海泡石质量的1.4wt%。
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为8500转/分、搅拌桨转速为130转/分下高速搅拌分散6小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为9000mPa·s，酸值为3mgKOH/g，磷含量为23wt%；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为310 mgKOH/g，酸值为2 mgKOH/g，粘度为3300mPa·s，磷含量为5.6wt%；
所述改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为17:13:40:11。
步骤4、抑烟剂复配
将八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，控制温度为90℃，分散桨转速为8700转/分、搅拌桨转速为150转/分下，高速搅拌分散6小时后出料得到复配抑烟剂；
所述八钼酸铵的粒径为1300nm；
所述植酸锌的粒径为1100nm；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为310 mgKOH/g，酸值为2mgKOH/g，粘度为3300 mPa·s，磷含量为6wt%；
所述八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯的质量比为8:13:35:18。
步骤5、密炼混合
将复配阻燃剂、复配抑烟剂和热塑性聚氨酯弹性体按质量比19:6:120投入密炼机中，在175℃、转速130转/分下密炼45分钟后冷却至室温，出料得到密炼料。
步骤6、螺杆挤出
将密炼料喂入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、造粒和干燥，得到无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，双螺杆挤出机的温度1至5区设置如下：170℃，178℃，184℃，192℃，198℃。
实施例2：一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料
步骤1、改性水滑石的制备
将水滑石、无水乙醇按质量比3:20混合后，加入高速分散混合釜中，在10000转/分转速下高速均质分散1小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率800转/分下，加入乙酰丙酮铝和二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，升温至55℃，恒温反应3小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体于80℃下干燥2小时后得到改性水滑石；
所述水滑石的粒径为20nm；
所述乙酰丙酮铝的加入量为水滑石质量的2wt%；
所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的加入量为水滑石质量的1wt%。
步骤2、改性海泡石的制备
将海泡石、甲乙酮按质量比3:19混合后，加入高速分散混合釜中，在15000转/分转速下高速均质分散2小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率1300转/分下，加入硅酸酯和四正丙基锆酸酯，升温至65℃，恒温回流反应2小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体用无水乙醇洗涤3次后，于85℃下干燥1小时后得到改性海泡石；
所述海泡石的粒径为10nm；
所述硅酸酯为正硅酸乙酯；
所述硅酸酯的加入量为海泡石质量的3wt%；
所述四正丙基锆酸酯的加入量为海泡石质量的1wt%。
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为6000转/分、搅拌桨转速为90转/分下高速搅拌分散4小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为5000mPa·s，酸值为1mgKOH/g，磷含量为20wt%；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为280mgKOH/g，酸值为1mgKOH/g，粘度为2800 mPa·s，磷含量为5wt%；
所述改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为10:9:25:9。
步骤4、抑烟剂复配
将八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，控制温度为80℃，分散桨转速为6500转/分、搅拌桨转速为100转/分下，高速搅拌分散3小时后出料得到复配抑烟剂；
所述八钼酸铵的粒径为400nm；
所述植酸锌的粒径为300nm；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为280mgKOH/g，酸值为1mgKOH/g，粘度为2800 mPa·s，磷含量为5wt%；
所述八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯的质量比为5:7:20:13。
步骤5、密炼混合
将复配阻燃剂、复配抑烟剂和热塑性聚氨酯弹性体按质量比12:3:90投入密炼机中，在145℃、转速80转/分下密炼30分钟后冷却至室温，出料得到密炼料。
步骤6、螺杆挤出
将密炼料喂入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、造粒和干燥，得到无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，双螺杆挤出机的温度1至5区设置如下：160℃，170℃，180℃，185℃，195℃。
实施例3：一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料
步骤1、改性水滑石的制备
将水滑石、无水乙醇按质量比11:20混合后，加入高速分散混合釜中，在23000转/分转速下高速均质分散3小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率1500转/分下，加入乙酰丙酮铝和二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，升温至80℃，恒温反应6小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体于95℃下干燥5小时后得到改性水滑石；
所述水滑石的粒径为400nm；
所述乙酰丙酮铝的加入量为水滑石质量的5wt%；
所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的加入量为水滑石质量的3wt%。
步骤2、改性海泡石的制备
将海泡石、甲乙酮按质量比7:19混合后，加入高速分散混合釜中，在26000转/分转速下高速均质分散5小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率2700转/分下，加入硅酸酯和四正丙基锆酸酯，升温至90℃，恒温回流反应5小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体用无水乙醇洗涤5次后，于100℃下干燥3小时后得到改性海泡石；
所述海泡石的粒径为800nm；
所述硅酸酯为正硅酸甲酯；
所述硅酸酯的加入量为海泡石质量的7wt%；
所述四正丙基锆酸酯的加入量为海泡石质量的2wt%。
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为9000转/分、搅拌桨转速为140转/分下高速搅拌分散9小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为12000mPa·s，酸值为4mgKOH/g，磷含量为26wt%；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为320 mgKOH/g，酸值为2.5 mgKOH/g，粘度为3800mPa·s，磷含量为7wt%；
所述改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为20:14:45:15。
步骤4、抑烟剂复配
将八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，控制温度为95℃，分散桨转速为9700转/分、搅拌桨转速为160转/分下，高速搅拌分散7小时后出料得到复配抑烟剂；
所述八钼酸铵的粒径为1500nm；
所述植酸锌的粒径为1400nm；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为320 mgKOH/g，酸值为2.5 mgKOH/g，粘度为3800mPa·s，磷含量为7wt%；
所述八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯的质量比为10:16:40:22。
步骤5、密炼混合
将复配阻燃剂、复配抑烟剂和热塑性聚氨酯弹性体按质量比22:8:130投入密炼机中，在190℃、转速140转/分下密炼50分钟后冷却至室温，出料得到密炼料。
步骤6、螺杆挤出
将密炼料喂入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、造粒和干燥，得到无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，双螺杆挤出机的温度1至5区设置如下：175℃，180℃，190℃，195℃，200℃。
对比例1：实施例1基础上，不进行步骤1、改性水滑石的制备，步骤3、阻燃剂复配过程中将17份改性水滑石等量替换为17份改性海泡石，具体操作如下：
不进行步骤1、改性水滑石的制备；
步骤2操作同于实施例1；
步骤3、阻燃剂复配
将改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为8500转/分、搅拌桨转速为130转/分下高速搅拌分散6小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为9000mPa·s，酸值为3mgKOH/g，磷含量为23wt%；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为310 mgKOH/g，酸值为2 mgKOH/g，粘度为3300mPa·s，磷含量为5.6wt%；
所述改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为30:40:11；
步骤4、5、6操作同于实施例1。
对比例2：实施例1基础上，不进行步骤2、改性海泡石的制备，步骤3、阻燃剂复配过程中将13份改性海泡石等量替换为13份改性水滑石，具体操作如下：
步骤1操作同于实施例1；
不进行步骤2、改性海泡石的制备；
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为8500转/分、搅拌桨转速为130转/分下高速搅拌分散6小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为9000mPa·s，酸值为3mgKOH/g，磷含量为23wt%；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为310 mgKOH/g，酸值为2 mgKOH/g，粘度为3300mPa·s，磷含量为5.6wt%；
所述改性水滑石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为30:40:11；
步骤4、5、6操作同于实施例1。
对比例3：实施例1基础上，步骤3、阻燃剂复配过程中不加入环状膦酸酯，将40份环状膦酸酯等量替换为40份超支化聚磷酸酯，具体操作如下：
步骤1、2操作同于实施例1；
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、改性海泡石、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为8500转/分、搅拌桨转速为130转/分下高速搅拌分散6小时后出料得到复配阻燃剂；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为310 mgKOH/g，酸值为2 mgKOH/g，粘度为3300mPa·s，磷含量为5.6wt%；
所述改性水滑石、改性海泡石、超支化聚磷酸酯的质量比为17:13:51；
步骤4、5、6操作同于实施例1。
对比例4：实施例1基础上，步骤3、阻燃剂复配过程中不加入超支化聚磷酸酯，将11份超支化聚磷酸酯等量替换为11份环状膦酸酯，具体操作如下：
步骤1、2操作同于实施例1；
步骤3、阻燃剂复配
将改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为8500转/分、搅拌桨转速为130转/分下高速搅拌分散6小时后出料得到复配阻燃剂；
所述环状膦酸酯的粘度为9000mPa·s，酸值为3mgKOH/g，磷含量为23wt%；
所述改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯的质量比为17:13:51；
步骤4、5、6操作同于实施例1。
对比例5：实施例1基础上，步骤4、抑烟剂复配过程中不加入植酸锌，将13份植酸锌等量替换为13份八钼酸铵，具体操作如下：
步骤1、2、3操作同于实施例1；
步骤4、抑烟剂复配
将八钼酸铵、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，控制温度为90℃，分散桨转速为8700转/分、搅拌桨转速为150转/分下，高速搅拌分散6小时后出料得到复配抑烟剂；
所述八钼酸铵的粒径为1300nm；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为310 mgKOH/g，酸值为2mgKOH/g，粘度为3300 mPa·s，磷含量为6wt%；
所述八钼酸铵、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯的质量比为21:35:18；
步骤5、6操作同于实施例1。
性能测试：
实施例1、2、3和对比例1、2、3、4、5所得无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料在螺杆挤出机上挤出电缆外护套，挤出机螺杆直径120mm，长径比10:1，挤出机温度分布为模口处180℃，机头195℃，喂料口140℃，机身一区165℃，机身二区175℃，螺杆区域180℃。挤出后得到的电缆外护套按GB/T2951-2008进行相关性能的测试，阻燃性能按GB/T 2408-2008《塑料燃烧性能的测定 水平法和垂直法》进行UL94垂直燃烧测定，具体测试结果见表1：
表1
由表1测试数据可以看到，不加改性水滑石的对比例1，拉伸强度和断裂伸长率剧烈下降，热老化性能和耐油性能也大幅降低，阻燃级别降至V1，这说明改性水滑石能够提升聚氨酯电缆外护套材料的力学性能和耐老化性能，同时对阻燃性能的提高也有非常大的贡献；不加改性海泡石的对比例2，与对比例1的情形相似，对比例2相比对比例1，力学性能和耐老化性能下降幅度更大，可见改性海泡石对聚氨酯电缆外护套材料增强增韧作用和提高耐老化方面作用更大；对比例3不加环状膦酸酯，阻燃级别降至最低V2，这表明环状膦酸酯对阻燃性能提升所起的作用最大，对比例3的力学强度和耐老化性能与三个实施例相差无几，这说明环状膦酸酯全部替换成超支化聚磷酸酯后，对聚氨酯电缆外护套材料的力学性能和耐老化性能没有影响，可见超支化聚磷酸酯的大量加入对聚氨酯电缆外护套材料基本无影响；对比例4不加入超支化聚磷酸酯，将超支化聚磷酸酯全部替换成环状膦酸酯，力学性能和耐老化性能以及耐油性能明显下降，这说明大量环状膦酸酯的加入，对聚氨酯电缆外护套材料的性能有负面作用，另外对比例4的阻燃性能降至V1，可见过多环状膦酸酯的加入并没有进一步提升聚氨酯电缆外护套材料的阻燃级别；对比例5中不加入植酸锌，对聚氨酯电缆外护套材料的力学性能、耐老化性能以及耐油性能没有影响，但阻燃级别降至V1，可见植酸锌对聚氨酯电缆外护套材料的阻燃性能有着非常关键的影响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，其特征在于：
所述无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料的阻燃功能性成分为环状膦酸酯、改性水滑石、改性海泡石、八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯；
所述无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，经由改性水滑石的制备、改性海泡石的制备、阻燃剂复配、抑烟剂复配、密炼混合、螺杆挤出6个步骤得到；
所述改性水滑石的制备，其方法为：将水滑石、无水乙醇按质量比3～11:20混合后，加入高速分散混合釜中，在10000～23000转/分转速下高速均质分散1～3小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率800～1500转/分下，加入乙酰丙酮铝和二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，升温至55～80℃，恒温反应3～6小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体于80～95℃下干燥2～5小时后得到改性水滑石；
所述改性海泡石的制备，其方法为：将海泡石、甲乙酮按质量比3～7:19混合后，加入高速分散混合釜中，在15000～26000转/分转速下高速均质分散2～5小时，停止均质分散，开启搅拌，在搅拌速率1300～2700转/分下，加入硅酸酯和四正丙基锆酸酯，升温至65～90℃，恒温回流反应2～5小时后，降至室温，出料，然后过滤，滤出的固体用无水乙醇洗涤3～5次后，于85～100℃下干燥1～3小时后得到改性海泡石；
所述阻燃剂复配，其方法为：将改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，在分散桨转速为6000～9000转/分、搅拌桨转速为90～140转/分下高速搅拌分散4～9小时后出料得到复配阻燃剂；
所述改性水滑石、改性海泡石、环状膦酸酯、超支化聚磷酸酯的质量比为10～20:9～14:25～45:9～15；
所述抑烟剂复配，其方法为：将八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯加入到双行星搅拌机中，控制温度为80～95℃，分散桨转速为6500～9700转/分、搅拌桨转速为100～160转/分下，高速搅拌分散3～7小时后出料得到复配抑烟剂；
所述八钼酸铵、植酸锌、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、超支化聚磷酸酯的质量比为5～10:7～16:20～40:13～22；
所述密炼混合，其方法为：将复配阻燃剂、复配抑烟剂和热塑性聚氨酯弹性体按质量比12～22:3～8:90～130投入密炼机中，在145～190℃、转速80～140转/分下密炼30～50分钟后冷却至室温，出料得到密炼料；
所述螺杆挤出，其方法为：将密炼料喂入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、造粒和干燥，得到无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，双螺杆挤出机的温度1至5区设置如下：160～175℃，170～180℃，180～190℃，185～195℃，195～200℃。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，其特征在于：
所述水滑石的粒径为20～400nm；
所述乙酰丙酮铝的加入量为水滑石质量的2～5wt％；
所述二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的加入量为水滑石质量的1～3wt％。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，其特征在于：
所述海泡石的粒径为10～800nm；
所述硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；
所述硅酸酯的加入量为海泡石质量的3～7wt％；
所述四正丙基锆酸酯的加入量为海泡石质量的1～2wt％。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，其特征在于：
所述环状膦酸酯的粘度为5000～12000mPa·s，酸值为1～4mgKOH/g，磷含量为20～26wt％；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为280～320mgKOH/g，酸值为1～2.5mgKOH/g，粘度为2800～3800mPa·s，磷含量为5～7wt％。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料，其特征在于：
所述八钼酸铵的粒径为400～1500nm；
所述植酸锌的粒径为300～1400nm；
所述超支化聚磷酸酯的羟值为280～320mgKOH/g，酸值为1～2.5mgKOH/g，粘度为2800～3800mPa·s，磷含量为5～7wt％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410009374.3A CN117511177B (zh) | 2024-01-04 | 2024-01-04 | 一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410009374.3A CN117511177B (zh) | 2024-01-04 | 2024-01-04 | 一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117511177A CN117511177A (zh) | 2024-02-06 |
| CN117511177B true CN117511177B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=89751583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410009374.3A Active CN117511177B (zh) | 2024-01-04 | 2024-01-04 | 一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117511177B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118325269B (zh) * | 2024-05-06 | 2024-09-24 | 江苏馨德高分子材料股份有限公司 | 耐霉菌耐腐蚀船用线缆低烟无卤护套料 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107207838A (zh) * | 2014-12-03 | 2017-09-26 | Frx 聚合物股份有限公司 | 阻燃性热塑性和热固性组合物 |
| CN108102207A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-06-01 | 合肥工业大学 | 一种通过多重交联工艺制造的无卤阻燃薄壁耐油线缆绝缘与护套及其制造方法和应用 |
| WO2019019221A1 (zh) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | 江苏申源新材料有限公司 | 一种超低发烟量的热塑性低烟无卤阻燃弹性体电缆料 |
| WO2021253772A1 (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 金发科技股份有限公司 | 一种低烟密度高性能无卤阻燃增强pbt复合物及其制备方法 |
| CN114989525A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-09-02 | 常丰线缆有限公司 | 一种阻燃线缆及其制备方法 |
| CN116478527A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-07-25 | 潍坊潍星联合橡塑有限公司 | 一种阻燃聚氨酯电缆外护套材料 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9670337B2 (en) * | 2012-03-13 | 2017-06-06 | Basf Se | Flame-retardant thermoplastic polyurethane comprising coated metal hydroxides based on aluminum |
| DE102014211276A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verwendung von Hydroxybenzotriazol-Derivaten und/oder Hydroxy-Indazol-Derivaten als Flammschutzmittel für Kunststoffe sowie flammgeschützte Kunststoffformmasse |
-
2024
- 2024-01-04 CN CN202410009374.3A patent/CN117511177B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107207838A (zh) * | 2014-12-03 | 2017-09-26 | Frx 聚合物股份有限公司 | 阻燃性热塑性和热固性组合物 |
| WO2019019221A1 (zh) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | 江苏申源新材料有限公司 | 一种超低发烟量的热塑性低烟无卤阻燃弹性体电缆料 |
| CN108102207A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-06-01 | 合肥工业大学 | 一种通过多重交联工艺制造的无卤阻燃薄壁耐油线缆绝缘与护套及其制造方法和应用 |
| WO2021253772A1 (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 金发科技股份有限公司 | 一种低烟密度高性能无卤阻燃增强pbt复合物及其制备方法 |
| CN114989525A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-09-02 | 常丰线缆有限公司 | 一种阻燃线缆及其制备方法 |
| CN116478527A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-07-25 | 潍坊潍星联合橡塑有限公司 | 一种阻燃聚氨酯电缆外护套材料 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 无卤低烟阻燃电力电缆护套开裂问题的分析及处理;王永;张佳;赵;杨建;;电世界;20131005(第10期);11-13 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117511177A (zh) | 2024-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117511177B (zh) | 一种无卤阻燃聚氨酯电缆外护套材料 | |
| CN102070821B (zh) | 辐照交联耐油型柔软低烟无卤阻燃电缆材料 | |
| CN110591335B (zh) | 一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料及其制备方法 | |
| CN113480795A (zh) | 一种低烟无卤阻燃聚乙烯护套料及其制备方法 | |
| CN113831630B (zh) | 一种阻燃电缆及其制备方法 | |
| CN116574338B (zh) | 一种高耐候氯化聚乙烯电缆护套材料 | |
| CN111621085A (zh) | 一种b1级专用高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法 | |
| CN108912507A (zh) | 一种耐寒抗裂电缆料及其制备方法 | |
| CN113292777A (zh) | 一种耐火阻燃护套料、其制备方法及应用 | |
| CN112321983B (zh) | 一种105℃ cmp级安防电缆用护套胶料及其制备方法 | |
| CN116478527A (zh) | 一种阻燃聚氨酯电缆外护套材料 | |
| CN116376148B (zh) | 电梯用耐疲劳线缆料 | |
| CN113956588B (zh) | 抗老化阻燃pvc材料及用于电线或电缆制备方法、用途 | |
| CN107286519A (zh) | 一种阻燃、耐老化的电线电缆料及其制备方法 | |
| CN114525000A (zh) | 一种阻燃聚氯乙烯电缆料及其制备方法 | |
| CN111690197B (zh) | 一种含三聚氰胺直接插层g-C3N4的阻燃电缆料及其制备方法 | |
| CN117844141A (zh) | 一种抗压耐磨电缆料及其制备方法 | |
| CN107936534A (zh) | 抗静电阻燃热塑性聚氨酯弹性体 | |
| CN1257935C (zh) | 一种增韧阻燃聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN109119199B (zh) | 一种高性能信号传输电缆 | |
| CN108841059A (zh) | 一种高韧抗裂电缆料及其制备方法 | |
| CN110041645B (zh) | 一种高抗开裂高性能pvc电缆护套料及其制备方法 | |
| CN118325269B (zh) | 耐霉菌耐腐蚀船用线缆低烟无卤护套料 | |
| CN114133680B (zh) | 一种pvc材料及其用于电线或电缆的制备方法、用途 | |
| CN115491040A (zh) | 一种高阻燃硅橡胶电缆护套材料及其制备方法 |
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 |