CN1775844A - 低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法 - Google Patents

低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法，它由聚烯烃树脂混合物、氮磷复合阻燃剂、分散剂、润滑剂、抗氧剂按一定的重量配比经高速混合机高速混合、双螺杆配混挤出机挤成条状，冷却切粒而得。本发明由于不含卤素和铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质，起到了保护环境的作用。它具有密度小，拉伸断裂强度高、拉伸断裂伸长率大，加工性能好等优点。用其生产的电线，外观光滑，拉伸强度高，拉伸断裂伸长率大，抗划痕好。

Description

低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法。
背景技术
现有的电线外被料、绝缘料是由PVC树脂和各种增塑剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂组成。该材料在加工过程中随着温度的提高会释放氯乙烯单体，它是一种严重危害人体健康的有毒物质。还有一些润滑剂、稳定剂和增塑剂、阻燃剂等助剂，大都含有铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质，这是欧盟、日本、美国等国家明令禁止在电器及其材料中使用的物质。PVC电源插头料在燃烧的过程中会放出大量浓烟，PVC分解，放出HCl气体和含有铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质的化合物，严重污染环境，对人们的身体健康造成伤害。
发明内容
本发明的目的是提供一种低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法，它可克服PVC电线外被料、绝缘料含有卤素和铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质及易污染环境的缺点。
本发明的目的可以通过如下技术措施来实现：
一种低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，它由如下重量份的原料制成：
聚烯烃树脂混合物56～60份、氮磷复合阻燃剂35～38份、分散剂2～3份、润滑剂1.5～2.0份、抗氧剂0.3～0.6份；
所述的聚烯烃树脂混合物由POE(乙烯-辛烯共聚物)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)组成，其重量配比为POE∶EVA＝1～2∶1。
所述的氮磷复合阻燃剂为改性氮磷复合阻燃剂，可采用如下方法制备：先将其干燥，使其含水量小于0.2％，干燥温度80～100℃；再与偶联剂按重量比为100∶1～2的比例投入高速混合机内，在常压下进行偶联处理，偶联处理温度70～120℃、时间10～15分钟；然后在烘箱内烘2～3小时而得改性氮磷复合阻燃剂，烘箱温度100～120℃。
所述的氮磷复合阻燃剂是多聚磷酸铵，分子量大于10万。
所述的分散剂是乙烯-醋酸乙烯共聚物的马来酸酐接枝物。
所述的润滑剂为硅酮类或酰胺类化合物，其中硅酮类优选为Lys1-100，酰胺类优选为TAS-2A。
所述的抗氧剂由1010、168和1024组成，重量配比为3∶5∶4。
本发明低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料的制备方法，它包括如下步骤：
a、将氮磷复合阻燃剂干燥，使其含水量小于0.2％，干燥温度80～100℃；
b、将步骤a所得和偶联剂按重量比100∶1～2投入高速混合机内进行偶联处理，偶联处理温度70～120℃、时间10～15分钟；
c、将步骤b所得在烘箱内烘2～3小时得改性氮磷复合阻燃剂，烘箱温度100～120℃；
d、将步骤c所得改性氮磷复合阻燃剂35～38份与聚烯烃树脂混合物56～60份、分散剂2～3份、润滑剂1.5～2.0份、抗氧剂0.3～0.6份投入到高速混合机内，常温高速混合5～12分钟，出料待用；
e、将步骤d所得在双螺杆配混挤出机中分段加热，挤成条状，经冷却切粒而得。
本发明的有益效果：由于不含卤素和铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质，在加工过程中不会有有毒、有害气体溢出；即使在燃烧的过程中也不会产生有毒、有害的气体或物质。起到了保护环境的效果。它符合欧盟的Hosh指令和日本Jis、美国UL标准对电器材料的要求。
用本发明低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料生产的电线，外观光滑，拉伸强度高，一般大于10Mpa，拉伸断裂伸长率大于350％，抗划痕好，燃烧性能达到美国UL94V-0级。
本发明低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料具有密度小，仅为1.07～1.15g/cm，拉伸断裂强度高、拉伸断裂伸长率大，加工性能好，适于挤出多种成线机加工。
本发明所用的阻燃剂为氮磷复合阻燃剂，其可在燃烧时发泡、膨胀，并在树脂表面形成一薄碳层，有效地隔绝了与空气的接触，大大提高了阻燃性能。
用本发明生产的电线其芯线的运行温度为90℃。
具体实施方式
实施例一：
POE选用日本三井公司生产的DF805；EVA选用法国阿托公司生产的2805；氮磷复合阻燃剂选用杭州捷而思公司生产的PNP1；分散剂选用宁波能之光公司生产的MC328；润滑剂选用重庆同力公司生产的Lys1-100；抗氧剂由汽巴公司生产的1010、168和1024组成。
将氮磷复合阻燃剂PNP1干燥，使其含水量小于0.2％，干燥温度80～100℃；再和偶联剂KH-172按重量比100∶1.5的比例投入高速混合机内，在常压下进行偶联处理，偶联处理温度为70～120℃、时间10～15分钟；经偶联处理后置于烘箱内烘2～3小时得改性氮磷复合阻燃剂，烘箱温度100～120℃；
将POE、EVA按重量配比1.5∶1混配成聚烯烃树脂混合物；
将1010、168和1024按重量配比3∶5∶4混配成抗氧剂；
取聚烯烃树脂混合物56Kg、改性氮磷复合阻燃剂38Kg、分散剂2Kg、润滑剂2Kg、抗氧剂0.3Kg投入到牌号为GH50的高速混合机内，高速混合8分钟，然后出料待用；加热牌号为TE60的双螺杆配混挤出机，该挤出机有8段加热区，由进料至出料方向各区的加热温度分别为：I区140～150℃、II区160～170℃、III区170～175℃、IV区180～185℃、V区180～185℃、VI区175～180℃、VII区175～180℃、VIII区175～180℃。将在高速混合机混好的料投入挤出机内，在螺杆转速80～120r/min，喂料速度5～12r/min下挤成直径3.0mm的条状。经冷却，切粒而成，切粒速度300～500r/min。
材料性能见表1所示。
实施例二：
制备方法与实施例一相同。其中偶联剂为KH-550；聚烯烃树脂混合物58Kg、改性氮磷复合阻燃剂36.5Kg、分散剂1.5Kg、润滑剂1.7Kg、抗氧剂0.45Kg。
材料性能见表1所示。
实施例三：
制备方法与实施例一相同。其中偶联剂为KH-570；聚烯烃树脂混合物60Kg、改性氮磷复合阻燃剂35Kg、分散剂3Kg、润滑剂1.5Kg、抗氧剂0.6Kg。
材料性能见表1所示。
上述的偶联剂KH-172、KH-550、KH-570均为南京化工厂的产品。
表1：
  熔体流动速率g/10min   密度g/cm3   硬度邵A   拉伸断裂强度MPa   拉伸断裂伸长率％   燃烧性能UL94标准
  实施例一   0.5   1.07   88   12.58   大于350   V-0
  实施例二   0.3   1.15   90   12.85   大于350   V-0
  实施例三   0.8   1.10   90   12.85   大于350   V-0

Claims (7)

1、一种低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，其特征是它由如下重量份的原料制成：
聚烯烃树脂混合物56～60份、氮磷复合阻燃剂35～38份、分散剂2～3份、润滑剂1.5～2.0份、抗氧剂0.3～0.6份；
其中聚烯烃树脂混合物由POE、EVA组成，其重量配比为POE∶EVA＝1～2∶1。
2、根据权利要求1所述的低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，其特征是所述的氮磷复合阻燃剂为改性氮磷复合阻燃剂，采用如下方法制备：先将其干燥，使其含水量小于0.2％，干燥温度80～100℃；再与偶联剂按重量比为100∶1～2的比例投入高速混合机内进行偶联处理，偶联处理温度70～120℃、时间10～15分钟；然后在烘箱内烘2～3小时而得改性氮磷复合阻燃剂，烘箱温度100～120℃。
3、根据权利要求1或2所述的低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，其特征是所述的氮磷复合阻燃剂是多聚磷酸铵，分子量大于10万。
4、根据权利要求1所述的低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，其特征是所述的分散剂是乙烯-醋酸乙烯共聚物的马来酸酐接枝物。
5、根据权利要求1所述的低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，其特征是所述的润滑剂为硅酮类或酰胺类化合物，其中硅酮类为Lys1-100，酰胺类为TAS-2A。
6、根据权利要求1所述的低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料，其特征是抗氧剂由1010、168和1024组成，重量配比为3∶5∶4。
7、权利要求1所述低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料的制备方法，其特征是它包括如下步骤：
a、将氮磷复合阻燃剂干燥，使其含水量小于0.2％，干燥温度80～100℃；
b、将步骤a所得和偶联剂按重量比100∶1～2投入高速混合机内，在常压下进行偶联处理，偶联处理温度70～120℃、时间10～15分钟；
c、将步骤b所得在烘箱内烘2～3小时得改性氮磷复合阻燃剂，烘箱温度100～120℃；
d、将步骤c所得改性氮磷复合阻燃剂35～38份与聚烯烃树脂混合物56～60份、分散剂2～3份、润滑剂1.5～2.0份、抗氧剂0.3～0.6份投入到高速混合机内，高速混合5～12分钟，出料待用；
e、将步骤d所得在双螺杆配混挤出机中分段加热，挤成条状，经冷却切粒而得。
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