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【技术研讨】一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料

线缆之家2019-07-26 14:16:33

成都鑫成鹏线缆材料有限公司提交“一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料及其制备方法”的发明专利申请。


该发明属于高分子材料领域,具体公开了一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料及其制备方法。该阻燃材料包括以下重量份的组分:基础树脂100份、硅烷活化氢氧化铝100~140份、复合润滑剂2~10份、复合抗氧剂0.2~2份以及色母0~2份;基础树脂由以下重量份的组分组成:聚乙烯乙酸乙烯酯25~70份、线性低密度聚乙烯10~40份、乙烯-辛烯共聚物5~40份以及马来酸酐接枝共聚物8~30份。该阻燃材料具有高氧指数和强自熄性,在发生火灾或其它极端情况下可以自熄,大大提高了其使用安全性。


该发明通过采用聚乙烯醋酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝共聚物合理的复配,并且使用多种硅烷对氢氧化铝进行活化,使低烟无卤阻燃材料各项性能都得到较大的提高,特别是氧指数方面,远大于行业要求,使得本发明解决了目前无卤低烟阻燃电缆料普遍存在的阻燃性能和机械性能产生矛盾的问题,使该材料具有完美的机械性能和阻燃性能。


该发明独创了多种硅烷复合活化氢氧化铝的方法,大大提高了氢氧化铝在基础树脂中的分散性,提高了氢氧化铝的阻燃效果,并且多种硅烷活化的氢氧化铝制备的该无卤低烟阻燃材料在燃烧时能更好的形成碳化硅结构,能够更好地隔绝空气与该材料的接触,从而具有较好的自熄性,在发生火灾或其它极端情况下,有效地保障了人们的生命及财产安全。

【特征】

【具体实施方式】


为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,以下具体实施例,对本申请作进一步地详细说明。


实施例1


一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料,包括以下重量份的组分:基础树脂100份、硅烷活化氢氧化铝100份、复合润滑剂4份和复合抗氧剂1份。


其中,基础树脂是由以下重量份的组分组成:聚乙烯乙酸乙烯酯30份、线性低密度聚乙烯20份、乙烯-辛烯共聚物30份和马来酸酐接枝共聚物20份;其中,聚乙烯乙酸乙烯酯的乙酸乙烯的含量为18wt%,熔融指数为5g/10min;线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min;乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为3.6g/10min;马来酸酐接枝共聚物是以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物制得,接枝率为1%,熔融指数为2g/10min。


硅烷活化氢氧化铝是采用复合有机硅烷对氢氧化铝进行活化的产物,复合有机硅烷是由丙基三甲氧基硅烷和丙基三甲氧基硅烷二聚物按照1:1的比例复配而成。


复合润滑剂是由氧化聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酰胺按照2:1的比例复配而成。


复合抗氧剂是由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为2:1的比例复配而成。


上述电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料由以下方法制备得到:


将氢氧化铝加入到搅拌釜中,再加入氢氧化铝重量1%的复合有机硅烷,在1200r/min的条件下搅拌15分钟,即制得硅烷活化氢氧化铝。


制备基础树脂:按照配方比例,称取聚乙烯乙酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝共聚物,将上述各组分复配,制得;


按照配方比例称取各组分,依次按照硅烷活化氢氧化铝、复合润滑剂、复合抗氧剂和基础树脂的投料顺序投入到密炼机中,加热到120℃时提升密炼机的上顶栓进行翻料,翻料完毕放下上顶栓继续进行密炼,待温度达到140~150℃时,关闭加热开关,继续密炼2分钟后出料;密炼好的原料投入到强制喂料斗中,经过单螺杆挤出机进行挤出造粒,单螺杆挤出机各区温度控制在100-140℃,制得。


对实施例1制得的产品按照国家有关技术标准进行测试,测试结果如表1所示:

表1实施例1制得的电线电缆用无卤低烟阻燃材料性能测试表

由上表1可以看出,采用本发明的配方和方法制得的电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料在拉伸强度和断裂生长率等机械性能都很高的情况下,其氧指数仍然很高,在发生火灾或其它极端情况下可以自熄,大大提高了人民生命及其财产的安全性。


实施例2


一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料,包括以下重量份的组分:基础树脂100份、硅烷活化氢氧化铝140份、复合润滑剂10份、复合抗氧剂2份和色母2份。


其中,基础树脂是由以下重量份的组分组成:聚乙烯乙酸乙烯酯40份、线性低密度聚乙烯10份、乙烯-辛烯共聚物20份和马来酸酐接枝共聚物30份;其中,聚乙烯乙酸乙烯酯的乙酸乙烯的含量为14wt%,熔融指数为5g/10min;线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min;乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为3.6g/10min;马来酸酐接枝共聚物是以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物制得,接枝率为1%,熔融指数为2g/10min。


硅烷活化氢氧化铝是采用复合有机硅烷对氢氧化铝进行活化的产物,复合有机硅烷是由丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷二聚物和八甲基环四硅氧烷按照1:1:1的比例复配而成。


复合润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺按照2:1的比例复配而成。


复合抗氧剂是由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为2:1的比例复配而成。


上述电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料由以下方法制备得到:


将氢氧化铝加入到搅拌釜中,再加入氢氧化铝重量1%的复合有机硅烷,在1200r/min的条件下搅拌15分钟,即制得硅烷活化氢氧化铝。


制备基础树脂:按照配方比例,称取聚乙烯乙酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝共聚物,将上述各组分复配,制得;


按照配方比例称取各组分,依次按照硅烷活化氢氧化铝、复合润滑剂、复合抗氧剂、色母和基础树脂的投料顺序投入到密炼机中,加热到120℃时提升密炼机的上顶栓进行翻料,翻料完毕放下上顶栓继续进行密炼,待温度达到140~150℃时,关闭加热开关,继续密炼1分钟后出料,密炼好的原料投入到强制喂料斗中,经过单螺杆挤出机进行挤出造粒,单螺杆挤出机各区温度控制在100-140℃,制得。


对实施例2制得的产品按照国家有关技术标准进行测试,测试结果如表2所示:

 

表2实施例2制得的电线电缆用无卤低烟阻燃材料性能测试表

由上表2可以看出,采用本发明的配方和方法制得的电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料在拉伸强度和断裂生长率等机械性能都很高的情况下,其氧指数仍然很高,在发生火灾或其它极端情况下可以自熄,大大提高了人民生命及其财产的安全性。


实施例3


一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料,包括以下重量份的组分:基础树脂100份、硅烷活化氢氧化铝120份、复合润滑剂5份、复合抗氧剂1份和色母1份。


其中,基础树脂是由以下重量份的组分组成:聚乙烯乙酸乙烯酯30份、线性低密度聚乙烯35份、乙烯-辛烯共聚物15份和马来酸酐接枝共聚物20份;其中,聚乙烯乙酸乙烯酯的乙酸乙烯的含量为28wt%,熔融指数为5g/10min;线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min;乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为3.6g/10min;马来酸酐接枝共聚物是以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物制得,接枝率为1%,熔融指数为2g/10min。


硅烷活化氢氧化铝是采用复合有机硅烷对氢氧化铝进行活化的产物,复合有机硅烷是由丙基三甲氧基硅烷二聚物和八甲基环四硅氧烷按照1:1的比例复配而成。


复合润滑剂是由乙撑双硬脂酰胺和硬脂酸按照2:1的比例复配而成。


复合抗氧剂是由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为2:1的比例复配而成。


上述电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料由以下方法制备得到:


将氢氧化铝加入到搅拌釜中,再加入氢氧化铝重量1%的复合有机硅烷,在1000r/min的条件下搅拌18分钟,即制得硅烷活化氢氧化铝。


制备基础树脂:按照配方比例,称取聚乙烯乙酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝共聚物,将上述各组分复配,制得;


按照配方比例称取各组分,依次按照硅烷活化氢氧化铝、复合润滑剂、复合抗氧剂、色母和基础树脂的投料顺序投入到密炼机中,加热到120℃时提升密炼机的上顶栓进行翻料,翻料完毕放下上顶栓继续进行密炼,待温度达到140~150℃时,关闭加热开关,继续密炼3分钟后出料,密炼好的原料投入到强制喂料斗中,经过单螺杆挤出机进行挤出造粒,单螺杆挤出机各区温度控制在100-140℃,制得。

对实施例3制得的产品按照国家有关技术标准进行测试,测试结果如表3所示:

由上表3可以看出,采用本发明的配方和方法制得的电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料在拉伸强度和断裂生长率等机械性能都很高的情况下,其氧指数仍然很高,在发生火灾或其它极端情况下可以自熄,大大提高了人民生命及其财产的安全性。


实施例4


一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料,包括以下重量份的组分:基础树脂100份、硅烷活化氢氧化铝130份、复合润滑剂8份和复合抗氧剂0.2份。


其中,基础树脂是由以下重量份的组分组成:聚乙烯乙酸乙烯酯60份、线性低密度聚乙烯10份、乙烯-辛烯共聚物15份和马来酸酐接枝共聚物15份;其中,聚乙烯乙酸乙烯酯的乙酸乙烯的含量为28wt%,熔融指数为5g/10min;线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min;乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为3.6g/10min;马来酸酐接枝共聚物是以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物制得,接枝率为1%,熔融指数为2g/10min。


硅烷活化氢氧化铝是采用复合有机硅烷对氢氧化铝进行活化的产物,复合有机硅烷是由由丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷二聚物和八甲基环四硅氧烷按照1:1:1的比例复配而成。


复合润滑剂是由氧化聚乙烯蜡和硬脂酸按照2:1的比例复配而成。


复合抗氧剂是由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为2:1的比例复配而成。


上述电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料由以下方法制备得到:


将氢氧化铝加入到搅拌釜中,再加入氢氧化铝重量1%的复合有机硅烷,在1000r/min的条件下搅拌18分钟,即制得硅烷活化氢氧化铝。


制备基础树脂:按照配方比例,称取聚乙烯乙酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝共聚物,将上述各组分复配,制得;


按照配方比例称取各组分,依次按照硅烷活化氢氧化铝、复合润滑剂、复合抗氧剂和基础树脂的投料顺序投入到密炼机中,加热到120℃时提升密炼机的上顶栓进行翻料,翻料完毕放下上顶栓继续进行密炼,待温度达到140~150℃时,关闭加热开关,继续密炼2分钟后出料,密炼好的原料投入到强制喂料斗中,经过单螺杆挤出机进行挤出造粒,单螺杆挤出机各区温度控制在100-140℃,制得。


对实施例4制得的产品按照国家有关技术标准进行测试,测试结果如表4所示:

表4实施例4制得的电线电缆用无卤低烟阻燃材料性能测试表

由上表4可以看出,采用本发明的配方和方法制得的电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料在拉伸强度和断裂生长率等机械性能都很高的情况下,其氧指数仍然很高,在发生火灾或其它极端情况下可以自熄,大大提高了人民生命及其财产的安全性。


实施例5


一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料,包括以下重量份的组分:基础树脂100份、硅烷活化氢氧化铝110份、复合润滑剂4份、复合抗氧剂1.5份和色母1.5份。


其中,基础树脂是由以下重量份的组分组成:聚乙烯乙酸乙烯酯70份、线性低密度聚乙烯10份、乙烯-辛烯共聚物10份和马来酸酐接枝共聚物10份;其中,聚乙烯乙酸乙烯酯的乙酸乙烯的含量为18wt%,熔融指数为5g/10min;线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min;乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为3.6g/10min;马来酸酐接枝共聚物是以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物制得,接枝率为1%(重量百分比),熔融指数为2g/10min。


硅烷活化氢氧化铝是采用复合有机硅烷对氢氧化铝进行活化的产物,复合有机硅烷是由丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷二聚物和八甲基环四硅氧烷按照2:1:1的比例复配而成。


复合润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺和硬脂酸按照1:1:1的比例复配而成。


复合抗氧剂是由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为2:1的比例复配而成。


上述电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料由以下方法制备得到:


将氢氧化铝加入到搅拌釜中,再加入氢氧化铝重量1%的复合有机硅烷,在1000r/min的条件下搅拌18分钟,即制得硅烷活化氢氧化铝。


制备基础树脂:按照配方比例,称取聚乙烯乙酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝共聚物,将上述各组分复配,制得;


按照配方比例称取各组分,依次按照硅烷活化氢氧化铝、复合润滑剂、复合抗氧剂、色母和基础树脂的投料顺序投入到密炼机中,加热到120℃时提升密炼机的上顶栓进行翻料,翻料完毕放下上顶栓继续进行密炼,待温度达到140~150℃时,关闭加热开关,继续密炼2分钟后出料,密炼好的原料投入到强制喂料斗中,经过单螺杆挤出机进行挤出造粒,单螺杆挤出机各区温度控制在100-140℃,制得。


对实施例5制得的产品按照国家有关技术标准进行测试,测试结果如表5所示:

表5实施例5制得的电线电缆用无卤低烟阻燃材料性能测试表

由上表5可以看出,采用本发明的配方和方法制得的电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料在拉伸强度和断裂生长率等机械性能都很高的情况下,其氧指数仍然很高,在发生火灾或其它极端情况下可以自熄,大大提高了人民生命及其财产的安全性。(电力)

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