一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电缆材料，具体地说是涉及一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在现代化的工厂和商业大厦内，为了维持正常的运作，就需要使用大量各种各样 的电缆提供动力、照明和信息、数据传输等缆。这些电缆大部分是以隧道、沟道、竖井及悬挂 等形式成束铺设。由于电缆自身故障产生的电弧以及附近发生的火灾就容易引起电缆火 灾。电缆着火后，火势沿着电缆燃烧，由于电缆大多成束铺设隧道、沟道、竖井内，多为有限 的、相对封闭空间，造成燃烧释放出的热量不易散发，起火后热量迅速积累，使温度骤升，导 致火势迅猛发展。电缆燃烧时产生的浓烟和毒气，不仅污染环境，而且危及人的生命安全。
[0003]聚氯乙烯（PVC)价格相对低廉，因具有高含量的氯，其含量可高达56%，故具有较 高的耐热性和氧指数，不易燃烧，且综合性能较好，因此在电缆中、特别是作为护套应用最 为广泛。但PVC在燃烧时会产生HC1气体，具有很大的毒性和腐蚀性，且浓烟较多。而EVA、 PE、POE、PP等是低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的11主要基体树脂原料，这些都是比较容易 燃烧的材料，为了达到一定的阻燃效果，必须加入大量的氢氧化铝、氢氧化镁，一般要达到 总量的一半以上。但大量ATH和MDH的加入，必将导致材料物理机械性能、电气性能和加工 性能方面大大劣化。即便如此，有研宄表明低烟无卤电缆的阻燃效果不如含卤材料制得的 电缆。因此PVC电线电缆占我国线缆用量的70%以上，目前是我国主要的线缆材料。即使 在国外发达国家如美国，聚氯乙烯也占电线电缆行业所用的包覆材料中高分子材料60%以 上。PVC电线电缆用量大，虽然有研宄表明其存在一些不足，但完全取消是不可能的。PVC电 线电缆从普通阻燃性向低烟低卤高阻燃低烟改性方向发展，开发低烟低卤高阻燃的PVC电 线电缆料是今后PVC电线电缆发展的趋势。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料及其制备方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为： 一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成： 聚氯乙烯树脂100-120、聚己二酸乙二醇酯二醇8-12、三氧化二锑3-6、氯化石蜡4-5、氢氧 化铝8-10、对苯二甲酸二辛脂30-40、磷酸三甲苯酯10-14、有机锡稳定剂5-7、抗氧剂TPP 4-8、纳米高岭土 6-9、环氧大豆油7-10、四溴苯酐酯9-13、紫外线吸收剂7-8、季戊四醇硬脂 酸胺4-5、白油5-6、云母粉6-8、蓖麻油酸钙7-9、导电炭黑5-9、纳米二氧化硅10-12。
[0006]所述的一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1)将三氧化二锑、氯化石蜡、磷酸三甲苯酯、有机锡稳定剂、抗氧剂TPP、纳米高岭土 加入适量对苯二甲酸二辛脂中，搅拌成糊状浆料，然后用研磨机将浆料研磨3遍后，装入搅 拌釜中搅拌均匀，得到混合浆料，备用； (2) 将聚氯乙烯树脂投入高速混合机中，通入0. 2-0. 3Mpa的蒸汽进行加热，然后缓慢 加入研磨好的混合浆料，低速搅拌10_20min后加入剩下的对苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油 和四溴苯酐酯，当料温升到70-80°C后，再加入聚己二酸乙二醇酯二醇、氢氧化铝、紫外线吸 收剂、季戊四醇硬脂酸胺、白油、云母粉、蓖麻油酸钙、导电炭黑、纳米二氧化硅，调整转速为 1000-1400r/min，20-30min后待料温在110-120°C时停止搅拌，卸料进入低速搅拌机，当料 温降到40-50°C时出料； (3) 捏合好的物料加入双螺杆挤出机料斗，进行挤出造粒，加工温度140-175°C，造粒 温度130-165°C，采用风冷磨面热切粒方式，粒料经旋风分离器、振动筛进入料仓，然后计 量，包装。
[0007] 本发明的有益效果： 本发明添加的三氧化二锑通过与氯化石蜡的协同作用，增强了聚氯乙烯的阻燃性，添 加的磷酸三甲苯酯起到凝聚相中的作用，添加的增塑剂对苯二甲酸二辛脂可以增加电缆的 柔韧性，添加的其他填料可以增强电缆的物理和化学性能，保持其机械性能稳定，还可以起 到抑烟的效果。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0009] 实施例1: 一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，由下列重量份（kg)的原料配制 而成：聚氯乙烯树脂100、聚己二酸乙二醇酯二醇8、三氧化二锑3、氯化石蜡4、氢氧化铝8、 对苯二甲酸二辛脂30、磷酸三甲苯酯10、有机锡稳定剂5、抗氧剂TPP4、纳米高岭土6、环氧 大豆油7、四溴苯酐酯9、紫外线吸收剂7、季戊四醇硬脂酸胺4、白油5、云母粉6、蓖麻油酸 妈7、导电炭黑5、纳米二氧化娃10。
[0010] 所述的一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 将三氧化二锑、氯化石蜡、磷酸三甲苯酯、有机锡稳定剂、抗氧剂TPP、纳米高岭土 加入适量对苯二甲酸二辛脂中，搅拌成糊状浆料，然后用研磨机将浆料研磨3遍后，装入搅 拌釜中搅拌均匀，得到混合浆料，备用； (2) 将聚氯乙烯树脂投入高速混合机中，通入0. 2-0. 3Mpa的蒸汽进行加热，然后缓慢 加入研磨好的混合浆料，低速搅拌10_20min后加入剩下的对苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油 和四溴苯酐酯，当料温升到70-80°C后，再加入聚己二酸乙二醇酯二醇、氢氧化铝、紫外线吸 收剂、季戊四醇硬脂酸胺、白油、云母粉、蓖麻油酸钙、导电炭黑、纳米二氧化硅，调整转速为 1000-1400r/min，20-30min后待料温在110-120°C时停止搅拌，卸料进入低速搅拌机，当料 温降到40-50°C时出料； (3) 捏合好的物料加入双螺杆挤出机料斗，进行挤出造粒，加工温度140-175°C，造粒 温度130-165°C，采用风冷磨面热切粒方式，粒料经旋风分离器、振动筛进入料仓，然后计 量，包装。
[0011] 实施例2: 一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，由下列重量份（kg)的原料配制 而成：聚氯乙烯树脂110、聚己二酸乙二醇酯二醇10、三氧化二锑4. 5、氯化石蜡4. 5、氢氧化 铝9、对苯二甲酸二辛脂35、磷酸三甲苯酯12、有机锡稳定剂6、抗氧剂TPP6、纳米高岭土 7. 5、环氧大豆油8. 5、四溴苯酐酯11、紫外线吸收剂7. 5、季戊四醇硬脂酸胺4. 5、白油5. 5、 云母粉7、蓖麻油酸钙8、导电炭黑7、纳米二氧化硅11。
[0012] 制备方法同实施例1。
[0013] 实施例3: 一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，由下列重量份（kg)的原料配制 而成：聚氯乙烯树脂120、聚己二酸乙二醇酯二醇12、三氧化二锑6、氯化石蜡5、氢氧化铝 10、对苯二甲酸二辛脂40、磷酸三甲苯酯14、有机锡稳定剂7、抗氧剂TPP8、纳米高岭土 9、 环氧大豆油10、四溴苯酐酯13、紫外线吸收剂8、季戊四醇硬脂酸胺5、白油6、云母粉8、蓖 麻油酸钙9、导电炭黑9、纳米二氧化硅12。
[0014] 制备方法同实施例1。
[0015] 上述实施例1-3制得的高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料的性能检测结果如下 表所示：
【主权项】
1. 一种高阻燃低烟改性低烟改性聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，由下列重量份的原 料配制而成：聚氯乙烯树脂100-120、聚己二酸乙二醇酯二醇8-12、三氧化二锑3-6、氯化石 蜡4-5、氢氧化铝8-10、对苯二甲酸二辛脂30-40、磷酸三甲苯酯10-14、有机锡稳定剂5-7、 抗氧剂TPP4-8、纳米高岭土 6-9、环氧大豆油7-10、四溴苯酐酯9-13、紫外线吸收剂7-8、季 戊四醇硬脂酸胺4-5、白油5-6、云母粉6-8、蓖麻油酸钙7-9、导电炭黑5-9、纳米二氧化硅 10-12。
2. 根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征 在于，包括以下步骤： (1) 将三氧化二锑、氯化石蜡、磷酸三甲苯酯、有机锡稳定剂、抗氧剂TPP、纳米高岭土 加入适量对苯二甲酸二辛脂中，搅拌成糊状浆料，然后用研磨机将浆料研磨3遍后，装入搅 拌釜中搅拌均匀，得到混合浆料，备用； (2) 将聚氯乙烯树脂投入高速混合机中，通入0. 2-0. 3Mpa的蒸汽进行加热，然后缓慢 加入研磨好的混合浆料，低速搅拌10_20min后加入剩下的对苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油 和四溴苯酐酯，当料温升到70-80°C后，再加入聚己二酸乙二醇酯二醇、氢氧化铝、紫外线吸 收剂、季戊四醇硬脂酸胺、白油、云母粉、蓖麻油酸钙、导电炭黑、纳米二氧化硅，调整转速为 1000-1400r/min，20-30min后待料温在110-120°C时停止搅拌，卸料进入低速搅拌机，当料 温降到40-50°C时出料； (3) 捏合好的物料加入双螺杆挤出机料斗，进行挤出造粒，加工温度140-175°C，造粒 温度130-165°C，采用风冷磨面热切粒方式，粒料经旋风分离器、振动筛进入料仓，然后计 量，包装。
【专利摘要】本发明公开了一种高阻燃低烟改性聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成：聚氯乙烯树脂100-120、聚己二酸乙二醇酯二醇8-12、三氧化二锑3-6、氯化石蜡4-5、氢氧化铝8-10、对苯二甲酸二辛脂30-40、磷酸三甲苯酯10-14、有机锡稳定剂5-7、抗氧剂TPP 4-8、纳米高岭土6-9、环氧大豆油7-10、四溴苯酐酯9-13、紫外线吸收剂7-8、季戊四醇硬脂酸胺4-5、白油5-6、云母粉6-8、蓖麻油酸钙7-9、导电炭黑5-9、纳米二氧化硅10-12。本发明添加的三氧化二锑通过与氯化石蜡的协同作用，增强了聚氯乙烯的阻燃性，添加的磷酸三甲苯酯起到凝聚相中的作用，添加的增塑剂对苯二甲酸二辛脂可以增加电缆的柔韧性，添加的其他填料可以增强电缆的物理和化学性能，保持其机械性能稳定，还可以起到抑烟的效果。
【IPC分类】C08K3-04, C08K5-12, C08K13-02, C08K5-523, C08L91-06, C08K3-34, C08L67-02, H01B3-44, C08K3-36, B29B9-06, C08L27-06, C08K3-22
【公开号】CN104817788
【申请号】CN201510229199
【发明人】邹文君, 任新年, 任浩楠, 周化斌
【申请人】邹文君
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月7日