一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料，它是由以下重量份比的组分构成：聚氯乙烯100份，消烟阻燃剂5-20份，增塑剂40份，偶联剂1份，稳定剂5份，润滑剂1份；其中消烟阻燃剂为铁酸铋或铁酸铋与氢氧化镁按质量比为1-3:19-1组成的混合物。同时，本发明专利技术还提供了该电缆料的制备方法：（a）按上述组分及重量份比称量；（b）将聚氯乙烯及消烟阻燃剂在80-110℃下烘干1-3h；（c）将烘干后的聚氯乙烯及消烟阻燃剂与增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂混合，搅拌均匀，加入到双螺杆挤出机制粒即可。本发明专利技术配方科学合理、生产工艺简单易操作，成本低，制备的电缆料具有优异的阻燃低烟性能，适于工业生产应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料，它是由以下重量份比的组分构成：聚氯乙烯100份，消烟阻燃剂5-20份，增塑剂40份，偶联剂1份，稳定剂5份，润滑剂1份；其中消烟阻燃剂为铁酸铋或铁酸铋与氢氧化镁按质量比为1-3:19-1组成的混合物。同时，本专利技术还提供了该电缆料的制备方法：（a）按上述组分及重量份比称量；（b）将聚氯乙烯及消烟阻燃剂在80-110℃下烘干1-3h；（c）将烘干后的聚氯乙烯及消烟阻燃剂与增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂混合，搅拌均匀，加入到双螺杆挤出机制粒即可。本专利技术配方科学合理、生产工艺简单易操作，成本低，制备的电缆料具有优异的阻燃低烟性能，适于工业生产应用。【专利说明】
本专利技术涉及电缆料及其制备方法，具体地说是。
技术介绍
电缆料是电线电缆绝缘及护套用的材料，其包括了橡胶、塑料、尼龙等多个品种。如果电缆料的阻燃性能较差的话，电缆在长期工作中容易积聚热量，从而引发火灾，而一旦发生火灾，对人造成危害的直接因素往往不是火灾的高温，而是电缆料燃烧产生的大量烟雾，因为这些烟雾中不仅含有大量的有毒物质，而且高浓度的烟雾足以使人缺氧窒息。因此，行业内对电缆料的阻燃性、排烟量以及烟密度提出了更高的要求。目前，电缆料中应用最为广泛的是聚氯乙烯电缆料，它是以聚氯乙烯为基料，加入各种配料制备而成的复合材料。为增加其阻燃性能，技术人员一般会在其配料中加入特定比例的阻燃剂。目前在聚氯乙烯电缆料中添加的阻燃剂主要有两类:①无机金属氢氧化物类阻燃剂，如氢氧化铝、氢氧化镁等；这类阻燃剂具有价格低廉、无毒、不易挥发、阻燃等优点；但是存在使用量较大、阻燃消烟性能有限的问题金属氧化物类阻燃剂，如三氧化二锑、三氧化二铁等；这类阻燃剂与卤化物等其他阻燃剂并用具有一定的阻燃效果，但是其价格相对较高，而且金属氧化物在燃烧过程中会产生的大量的黑烟，安全性较差。此外，也有采用过渡金属盐类如锡酸锌、羟基锡酸锌作为阻燃剂，但是这类阻燃剂价格相对较高，而且消烟性能相对较差，所以其推广应用较为困难。因此，能够研发一种阻燃性能好、价格低廉以及燃烧时产烟量较小的电缆料，是行业内积极探索的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供，以解决现有电缆料阻燃性能差、燃烧产烟量大以及生产成本高的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料，它是由以下重量份比的组分构成:聚氯乙烯(PVC) 100份，消烟阻燃剂5-20份，增塑剂40份，偶联剂1份，稳定剂5份，润滑剂1份；其中: 所述消烟阻燃剂为铁酸铋(BiFeO3)或铁酸铋(BiFeO3)与氢氧化镁(Mg (OH) 2)按质量比为1-3: 19-1组成的混合物； 所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)； 所述偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(NDZ-311); 所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡； 所述润滑剂为硬脂酸和硬脂酸钙按质量比为1:1组成的混合物。本专利技术中所述消烟阻燃剂为单一基质铁酸铋时，其优选重量份比为10-20份，在此优选条件下，制备的聚氯乙烯电缆料阻燃效果性能良好，测得的极限氧指数(LOI)为28.8-31.1%、燃烧时烟密度等级(SDR)为72.2-71.6% ;其重量份比更优选为15-20份，制备的聚氯乙烯电缆料阻燃性能较好，测得的极限氧指数(LOI)为29.8-31.1%、燃烧时烟密度等级(SDR)为71.4-71.6% ;其重量份比进一步优选为20份，制备的聚氯乙烯电缆料的阻燃消烟综合性能达到最好，测得其极限氧指数(LOI)为31.1%，燃烧时烟密度等级(SDR)为71.6%。本专利技术所述消烟阻燃剂为铁酸铋与氢氧化镁组成的混合物时，其铁酸铋与氢氧化镁按质量比优选为1-3: 3-1，在此优选的添加量下，制备的电缆料的极限氧指数(LOI)为29.0-29.9%，燃烧时烟密度等级(SDR)为71.9-73.8%，这与其他复配比例相比具有更好的阻燃及消烟性能，其铁酸铋与氢氧化镁按质量比更优选为3:1时，制备的电缆料在所有复配比例中其阻燃及消烟性能均达到最佳，其极限氧指数(LOI)为29.9%，燃烧时烟密度等级(SDR)为 71.9% ο本专利技术所述低烟阻燃聚氯乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤: Ca)按照上述组分及重量份比称取各组分； (b)将聚氯乙烯及消烟阻燃剂在80-110°C下烘干1-3h ； (c)将烘干后 的聚氯乙烯及消烟阻燃剂与增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂混合，搅拌均匀，加入到双螺杆挤出机制粒料。本专利技术中步骤(C)所述双螺杆挤出机从喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度设置为165°C、170°C、175°C、170°C、170°C，螺杆转速设置为40 r/min。本专利技术以聚氯乙烯为基料，从组分配方相互协同达到消烟阻燃效果的角度出发，选择了消烟阻燃剂、增塑剂、偶联剂、稳定剂及润滑剂，尤其选择了铁酸盐中的BiFeO3或BiFeO3与Mg(OH)2特定比例的混合物作为消烟阻燃剂，通过特定的配方比例及制备方法，制得了一种具有低烟及阻燃性能的聚氯乙烯电缆料。该电缆料通过测试可知，具有较高的极限氧指数，较低的燃烧烟密度等级，以及较小的燃烧热释放量和烟释放量，因此，将其用于工业生产将具有很大的社会价值及经济效益。本专利技术组分配方科学合理、生产工艺简单易操作，制备的电缆料具有优异的低烟性和阻燃性，而且所用消烟阻燃剂的添加量较小，生产成本较低，适于工业化生产。【专利附图】【附图说明】图1为实施例1制备的电缆料与对比例的热释放率对比图。图2为实施例1制备的电缆料与对比例的总热释放量对比图。图3为实施例1制备的电缆料与对比例的烟释放率对比图。图4为实施例1制备的电缆料与对比例的总烟释放量对比图。【具体实施方式】下面实施例用于进一步详细说明本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。实施例1(1)将100g聚氯乙烯及消烟阻燃剂BiFeO3 20 g在100°C的鼓风干燥箱中烘干I小时； (2)将步骤(1)得到的聚氯乙烯及BiFeO3与40g DOPU g NDZ-31U5 g 二月桂酸二丁基锡、0.5 g硬脂酸、0.5 g硬脂酸钙放入高速混合机中，机械搅拌混合均匀；(3)将步骤(2)机械搅拌后的混合物加入双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，其挤出机从喂料口到机头的温度设置为165°C、170°C、175°C、170°C、170°C，螺杆转速设置为40r/min。其制备的电缆料的热释放率、总热释放量、烟释放率、总烟释放量分别如图1、图2、图3、图4所示。实施例2 (I)将100 g聚氯乙烯及BiFeO3 I g及Mg(OH)2 19 g在80°C的鼓风干燥箱中烘干3小时； (2)将步骤(1)得到的聚氯乙烯及BiFeO3与40g DOPU g NDZ-31U5 g 二月桂酸二丁基锡、0.5 g硬脂酸、0.5 g硬脂酸钙放入高速混合机中，机械搅拌混合均匀； (3)将步骤(2)机械搅拌后的混合物加入双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，其挤出机从喂料口到机头的温度设置为165°C、170°C、175°C、170°C、170°C，螺杆转速设置为40r/min。实施例3(1)将100g聚氯乙烯及BiFeO3 3 g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料，其特征在于，它是由以下重量份比的组分构成：聚氯乙烯100份，消烟阻燃剂 5‑20份，增塑剂 40份，偶联剂 1份，稳定剂 5份，润滑剂1份；其中：所述消烟阻燃剂为铁酸铋或铁酸铋与氢氧化镁按质量比为1‑3 : 19‑1组成的混合物；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；所述偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡；所述润滑剂为硬脂酸和硬脂酸钙按质量比为1 : 1组成的混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：屈红强，韩丽静，刘晓威，徐建中，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北;13