一种阻燃PVC电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃PVC电缆及其制备方法，涉及电线电缆技术领域，解决了如何在保持产品其他性能基本不变的情况下提高PVC电缆的阻燃性能的问题。其原料包括以下重量份数的组分：PVC树脂粉100份；增塑剂50‑60份；碳酸钙45‑55份；微胶囊包覆聚磷酸铵1‑5份；阻燃增效剂6‑10份；稳定剂5‑10份；助剂0.5‑2份；色料0.5‑2份。本发明专利技术采用微胶囊包覆聚磷酸铵为基本阻燃剂，再添加磷系阻燃剂和氮系阻燃剂复配而成的阻燃增效剂，能够集多种阻燃机理于一体，有利于进一步发挥阻燃剂的协同阻燃作用，减少阻燃剂添加量，从而提高电缆的阻燃性能；本发明专利技术在包覆前采用脂肪酸盐对聚磷酸铵进行表面改性处理，使PVC电缆的吸湿性从8.3%降低至0.81%。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃PVC电缆及其制备方法
本专利技术涉及电线电缆
，更具体地说，它涉及一种阻燃PVC电缆及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)树脂是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大树脂品种。PVC树脂由于具有刚性好、强度高、阻燃、耐腐蚀、电气绝缘性好以及加工性能良好、价格低廉的优点，在电缆料行业有着广泛的应用。聚氯乙烯电缆料主要用于电力电缆、控制电缆、通信电缆等各类电缆的护套材料。在公开号为CN107619560A的中国专利技术专利中公开了一种耐高温阻燃PVC电缆料，所述耐高温阻燃PVC电缆料由以下重量份的组分组成：聚氯乙烯120～150份，镁铝合金5～10份，阻燃剂50～100份，分散剂20～50份和复合阻燃协效剂5.2～10份。上述专利中的阻燃剂高达50-100份，占原料的百分比为25-31％，通过增大阻燃剂用量来提高材料阻燃性能，但是增大阻燃剂添加量会引起材料力学性能、耐低温等性能的下降，因此，如何在保持产品其他性能基本不变的情况下大幅提高PVC电缆的阻燃性能是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一在于提供一种阻燃PVC电缆，通过加入微胶囊包覆聚磷酸铵，改善阻燃剂与PVC树脂的相容性，以解决上述问题，其能够降低阻燃剂用量、在保持电缆其他性能基本不变的情况下大幅提高PVC电缆的阻燃性能。为实现上述目的一，本专利技术提供了如下技术方案：一种阻燃PVC电缆，其原料包括以下重量份数的组分：PVC树脂粉100份；增塑剂50-60份；碳酸钙45-55份；微胶囊包覆聚磷酸铵1-5份；阻燃增效剂6-10份；稳定剂5-10份；助剂0.5-2份；色料0.5-2份。通过采用上述技术方案，聚磷酸铵受热分解生成磷酸和氨气，起到稀释、隔绝空气的作用。单独使用聚磷酸铵时，其与PVC的相容性较差，其热稳定性难以满足电缆的加工要求，而且聚磷酸铵还存在吸湿性较大的缺点。而采用微胶囊化技术对聚磷酸铵进行包裹处理，可以赋予其更高的热稳定性和耐水性，而且不影响电缆的其他力学性能。经试验发现，加入微胶囊包覆聚磷酸铵后，PVC电缆的阻燃性能明显增强，而且吸湿性有明显改善，从8.3％降低至0.81％。进一步优选为，所述微胶囊包覆聚磷酸铵的制备包括以下步骤：(1)将三聚氰胺和甲醛树脂按照摩尔比为1:3.5加入水浴锅中，水浴温度为82-86℃，调节pH为8-8.3，采用超声波搅拌5-15min，制得预聚体溶液；(2)将聚磷酸铵加入水浴锅内，预聚体溶液和聚磷酸铵的质量比为25-28:100，pH调节为5.3，水浴温度为81-84℃，机械搅拌10-30min制得微胶囊包覆聚磷酸铵。通过采用上述技术方案，聚磷酸铵在受热分解释放出氨而呈酸性的情况下，能与三聚氰胺反应生成盐，从而改善聚磷酸铵的性能，经试验发现，改性后的聚磷酸铵热分解温度比未改性的聚磷酸铵高且吸湿性小。进一步优选为，所述聚磷酸铵在包覆之前经过表面改性处理，表面改性处理包括以下步骤:将脂肪酸盐溶解于甲苯中，加热至50-60℃，再加入聚磷酸铵，搅拌浸泡10-15min，降温至0-10℃，抽滤，得到滤饼，将滤饼洗涤干燥，即完成表面改性处理。通过采用上述技术方案，聚磷酸铵经过脂肪酸盐处理，从而使阻燃剂在电缆料中的分散性得到显著改善，相容性也得到进一步提高。进一步优选为，所述脂肪酸盐选自肉豆蔻酸锌、棕榈酸锌、硬脂酸锌中的任意一种。通过采用上述技术方案，在包覆前采用脂肪酸盐对聚磷酸铵进行表面改性处理，还能够降低其吸潮性。进一步优选为，所述阻燃增效剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，所述磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的重量比为1-5：1。进一步优选为，所述磷系阻燃剂选自有机次磷酸铝、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、磷酸三甲苯酯中的任意一种；所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的任意一种。通过采用上述技术方案，本专利技术采用微胶囊包覆聚磷酸铵为基本阻燃剂，再添加磷系阻燃剂和氮系阻燃剂复配而成的阻燃增效剂，能够集多种阻燃机理于一体，有利于进一步发挥阻燃剂的协同阻燃作用，减少阻燃剂添加量，从而提高电缆的力学性能和阻燃性能。进一步优选为，所述增塑剂选自磷酸三甲苯酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的任意一种。通过采用上述技术方案，上述增塑剂的加入能够改善电缆的加工性能和耐久性能。进一步优选为，所述稳定剂选自二碱式亚磷酸铅、二盐基硫酸铅、硬脂酸锌中的任意一种。通过采用上述技术方案，上述稳定剂具有优异的耐候性，能够提高PVC电缆的抗氧化、热稳定性和电绝缘性。进一步优选为，所述助剂是抗氧剂，所述抗氧剂选自硫代二丙酸二月桂酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的任意一种。通过采用上述技术方案，上述抗氧剂可延缓或抑制电缆氧化过程的进行，从而阻止电缆的老化并延长其使用寿命。本专利技术的目的二在于提供一种阻燃PVC电缆的制备方法，采用该方法制备的阻燃PVC电缆能够降低阻燃剂用量，在保持电缆其他性能基本不变的情况下大幅提高PVC电缆的阻燃性能。为实现上述目的二，本专利技术提供了如下技术方案：一种阻燃PVC电缆的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按照配方称取原料；步骤二，将PVC树脂粉、增塑剂、碳酸钙、微胶囊包覆聚磷酸铵、阻燃增效剂、稳定剂、助剂、色料混合均匀，升温至60-70℃搅拌20-30min，得到混合料；步骤三，将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设置为：一区170-180℃，二区180-190℃，三区190-195℃，转速30-40r/min，得到阻燃PVC电缆料；步骤四，将阻燃PVC电缆料熔融，挤出，包覆在铜丝周侧，冷却固化后，得到阻燃PVC电缆。综上所述，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术通过采用微胶囊化技术对聚磷酸铵进行包裹处理，可以赋予其更高的热稳定性和耐水性，而且不影响电缆的其他力学性能，经试验发现，加入微胶囊包覆聚磷酸铵后，PVC电缆的阻燃性能明显增强，而且吸湿性有明显改善，从8.3％降低至0.81％；(2)本专利技术在包覆前采用脂肪酸盐对聚磷酸铵进行表面改性处理，从而使阻燃剂在电缆料中的分散性得到显著改善，相容性也得到进一步提高，还能够降低其吸潮性；(3)本专利技术采用微胶囊包覆聚磷酸铵为基本阻燃剂，再添加磷系阻燃剂和氮系阻燃剂复配而成的阻燃增效剂，能够集多种阻燃机理于一体，有利于进一步发挥阻燃剂的协同阻燃作用，减少阻燃剂添加量，从而提高电缆的阻燃性能。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行详细描述。实施例1：一种阻燃PVC电缆，其原料及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：步骤一，按照配方称取原料；步骤二，将PVC树脂粉、增塑剂、碳酸钙、微胶囊包覆聚磷酸铵、阻燃增效剂、稳定剂、助剂、色料混合均匀，升温至60℃搅拌30min，得到混合料；步骤三，将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设置为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，转速30r/min，得到阻燃PVC电缆料；步骤四，将阻燃PVC电缆料熔融，挤出，包覆在铜丝周侧，冷却固化后，得到阻燃PVC电缆。其中，微胶囊包覆聚磷酸铵的制备包括以下步骤：(1)将三聚氰胺和甲醛树脂按照摩尔比为1:3.5加入水浴锅中，水浴温度为82℃，调节pH为8，采用超声波搅拌5min，制得预聚体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃PVC电缆，其特征在于，其原料包括以下重量份数的组分：PVC树脂粉100份；增塑剂50‑60份；碳酸钙45‑55份；微胶囊包覆聚磷酸铵1‑5份；阻燃增效剂6‑10份；稳定剂5‑10份；助剂0.5‑2份；色料0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃PVC电缆，其特征在于，其原料包括以下重量份数的组分：PVC树脂粉100份；增塑剂50-60份；碳酸钙45-55份；微胶囊包覆聚磷酸铵1-5份；阻燃增效剂6-10份；稳定剂5-10份；助剂0.5-2份；色料0.5-2份。2.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆，其特征在于，所述微胶囊包覆聚磷酸铵的制备包括以下步骤：（1）将三聚氰胺和甲醛树脂按照摩尔比为1:3.5加入水浴锅中，水浴温度为82-86℃，调节pH为8-8.3，采用超声波搅拌5-15min，制得预聚体溶液；（2）将聚磷酸铵加入水浴锅内，预聚体溶液和聚磷酸铵的质量比为25-28:100，pH调节为5.3，水浴温度为81-84℃，机械搅拌10-30min制得微胶囊包覆聚磷酸铵。3.根据权利要求2所述的阻燃PVC电缆，其特征在于，所述聚磷酸铵在包覆之前经过表面改性处理，表面改性处理包括以下步骤:将脂肪酸盐溶解于甲苯中，加热至50-60℃，再加入聚磷酸铵，搅拌浸泡10-15min，降温至0-10℃，抽滤，得到滤饼，将滤饼洗涤干燥，即完成表面改性处理。4.根据权利要求3所述的阻燃PVC电缆，其特征在于，所述脂肪酸盐选自肉豆蔻酸锌、棕榈酸锌、硬脂酸锌中的任意一种。5.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆，其特征在于，所述阻燃增效剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，所述磷系阻燃剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉华平，吴出忠，陈奔，郭永春，张洁福，周静，张亚，
申请(专利权)人：上海超同电线电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31