一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/pvc交联电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]热塑性聚氨酯是由二异氰酸酯、多元醇和扩链剂聚合而成的弹性体材料，其具有高强度、高弹性、耐磨、耐油、耐气候、耐低温、柔软等特点，这是综合任何橡胶和塑料不全具备的。按照分子结构可以分为聚醚型和聚酯型两大类，由于电缆的使用环境较复杂，要求的使用寿命在10年以上，而聚酯型聚氨酯的高温耐水解性能较差，且低温柔韧性也不及聚醚型，故在电缆领域多使用聚醚型聚氨酯材料。聚醚型聚氨酯材料的氧指数只有18%，属于易燃材料，且燃烧时具有浓烟并伴有有毒气体和严重熔滴，而且聚氨酯的价格相对比较高，这就限制了在电缆行业上面的应用，因此需要对聚醚型聚氨酯进行阻燃改性以及成分上面的交联改性。PVC的成本低、应用广，是一种重要的通用塑料，有研究将聚醚型聚氨酯与PVC共混，得到成本低、加工性能佳的材料。本发明则希望通过聚醚型聚氨酯与PVC进行交联改性，通过阻燃成分的添加，制备出一种成本低、应用范围广、阻燃防火性能优异、加工流动性好、耐低温性能佳的软性电缆护套料。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料及其制备方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，由下列重量份的原料制备制成:聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6_7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、十六烷基三甲基溴化铵1-1.2、蒙脱土 10-12、芥花籽油2-3、三油酸甘油酯1-2、玻璃纤维7_8、聚苯乙烯7-9、聚甲基娃氧烧1-2。
[0005]所述一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，由以下具体步骤制成:
(1)将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝放入烘箱中以80°C的温度干燥2小时，密闭冷却至室温，取出后加入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，继续加入一半量的硬脂酸钙，加热至80°C，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；
(2)将聚醚型聚氨酯放置在温度为90°C的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前辊温度为130°C，后辊温度为130°C，开练2-3分钟，再加入步骤(I)得到的复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140°C的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料； (3)将蒙脱土与十六烷基三甲基溴化铵放入球磨机中，加热至60°C，球磨2小时后得到有机改性蒙脱土待用；将玻璃纤维粉碎，过200目筛，然后加入高速混合机中，加入芥花籽油、三油酸甘油酯，以1000转/分的速度在90°C的温度下搅拌10分钟后，继续加入上述有机改性蒙脱土、聚苯乙烯，继续混合15分钟后倒出，冷却至室温后送入双螺杆挤出机中，加入步骤(2)中阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，混合8分钟后，在160°C的温度下挤出造粒，得到耐高温增强型阻燃聚醚型聚氨酯母粒；
(4)将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余硬脂酸钙以及其余剩余成分加入到高速混合机中，控温100°C，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤(3)得到的耐高温增强型阻燃聚醚型聚氨酯母粒，在常温下以1000转/分的速度混合15分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合交联20分钟，控制挤出温度为145°C，挤出造粒即得。
[0006]本发明的优点是:本发明在聚醚型聚氨酯的改性中采用二乙基次膦酸铝和氰尿酸三聚氰胺为主阻燃剂，复配钛酸铝，协同作用，能有效提高燃烧过程的成炭量，且使得炭层更致密，同时也降低了最大热释放速率，显示出优异的阻燃防火功效；再利用PVC与改性后的聚醚型聚氨酯进行交联，阻燃性能进一步增强，不仅保持了聚氨酯柔软、耐磨、耐低温的性质，同时降低了成本，提高了交联物料的热稳定性，更适合市场需求。
[0007]本发明在对聚醚型聚氨酯进行阻燃改性后，利用有机改性蒙脱土、玻璃纤维、聚苯乙烯等成分与之共混，均匀地分布在阻燃改性聚醚型聚氨酯母料中，改善了聚合物的热稳定性，延滞了聚合物的降解作用。
【具体实施方式】
[0008]—种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，由下列重量份(公斤)的原料制备制成:聚醚型聚氨酯100、二乙基次膦酸铝20、氰尿酸三聚氰胺17、钛酸铝4.3、PVC50、交联剂TAIC1.6、硬脂酸钙6、乙酰柠檬酸三丁酯20、十六烷基三甲基溴化铵1、蒙脱土 10、芥花籽油2、三油酸甘油酯1、玻璃纤维7、聚苯乙烯7、聚甲基硅氧烷I。
[0009]所述一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，由以下具体步骤制成:
(1)将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝放入烘箱中以80°C的温度干燥2小时，密闭冷却至室温，取出后加入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，继续加入一半量的硬脂酸钙，加热至80°C，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；
(2)将聚醚型聚氨酯放置在温度为90°C的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前辊温度为130°C，后辊温度为130°C，开练3分钟，再加入步骤(I)得到的复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140°C的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
(3)将蒙脱土与十六烷基三甲基溴化铵放入球磨机中，加热至60°C，球磨2小时后得到有机改性蒙脱土待用；将玻璃纤维粉碎，过200目筛，然后加入高速混合机中，加入芥花籽油、三油酸甘油酯，以1000转/分的速度在90°C的温度下搅拌10分钟后，继续加入上述有机改性蒙脱土、聚苯乙烯，继续混合15分钟后倒出，冷却至室温后送入双螺杆挤出机中，加入步骤(2)中阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，混合8分钟后，在160°C的温度下挤出造粒，得到耐高温增强型阻燃聚醚型聚氨酯母粒；
(4)将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余硬脂酸钙以及其余剩余成分加入到高速混合机中，控温100°C，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤(3)得到的耐高温增强型阻燃聚醚型聚氨酯母粒，在常温下以1000转/分的速度混合15分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合交联20分钟，控制挤出温度为145°C，挤出造粒即得。
[0010]将本发明材料应用于电缆的生产，电缆产品经检测，达到的指标如下:抗张强度为25.9MPa，断裂伸张率为315%，氧指数彡30%，阻燃性能达到UL-94 V-O级。
【主权项】
1.一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成:聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、十六烷基三甲基溴化铵1-1.2、蒙脱土 10-12、芥花籽油2-3、三油酸甘油酯1-2、玻璃纤维7-8、聚苯乙烯7-9、聚甲基硅氧烷1-2。2.根据权利要求1所述一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝放入烘箱中以80°C的温度干燥2小时，密闭冷却至室温，取出后加入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，继续加入一半量的硬脂酸钙，加热至80°C，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂； (2)将聚醚型聚氨酯放置在温度为90°C的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前辊温度为130°C，后辊温度为130°C，开练2-3分钟，再加入步骤(I)得到的复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140°C的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料； (3)将蒙脱土与十六烷基三甲基溴化铵放入球磨机中，加热至60°C，球磨2小时后得到有机改性蒙脱土待用；将玻璃纤维粉碎，过200目筛，然后加入高速混合机中，加入芥花籽油、三油酸甘油酯，以1000转/分的速度在90°C的温度下搅拌10分钟后，继续加入上述有机改性蒙脱土、聚苯乙烯，继续混合15分钟后倒出，冷却至室温后送入双螺杆挤出机中，加入步骤(2)中阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，混合8分钟后，在160°C的温度下挤出造粒，得到耐高温增强型阻燃聚醚型聚氨酯母粒； (4)将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余硬脂酸钙以及其余剩余成分加入到高速混合机中，控温100°C，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤(3)得到的耐高温增强型阻燃聚醚型聚氨酯母粒，在常温下以1000转/分的速度混合15分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合交联20分钟，控制挤出温度为145°C，挤出造粒即得。
【专利摘要】本发明公开了一种新型耐高温阻燃聚醚型聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、十六烷基三甲基溴化铵1-1.2、蒙脱土10-12、芥花籽油2-3、三油酸甘油酯1-2、玻璃纤维7-8、聚苯乙烯7-9、聚甲基硅氧烷1-2。本发明在对聚醚型聚氨酯进行阻燃改性后，利用有机改性蒙脱土、玻璃纤维、聚苯乙烯等成分与之共混，分散均匀，改善了聚合物的热稳定性，延滞了聚合物的降解作用。
【IPC分类】C08K5/098, C08K3/34, C08L75/08, C08K5/5377, C08L25/06, C08J3/24, C08L27/06, C08K13/06, C08L91/00, C08K7/14, C08L83/04, C08K5/3492
【公开号】CN105131573
【申请号】CN201510602078
【发明人】张元船, 赵欣泰, 杨茂明, 华齐东
【申请人】安徽徽宁电器仪表集团有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月21日