一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料制造技术

本发明专利技术属于电缆护套料领域，具体涉及一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，其原料由以下重量份的组分组成：聚甲醛50‑70份、聚氨酯15‑30份，聚氨酯弹性体5‑10份、三聚氰胺增容剂0.1‑0.5份、红磷1‑5份、凹凸棒土(ATP)0.5‑3.0份和可膨胀石墨1‑6份。该电缆护套料中所用的阻燃剂，采用了特定配比的红磷、凹凸棒土和可膨胀石墨，对阻燃效果具有出乎意料的协同增效作用。本发明专利技术的电缆护套料综合性能优异，除了无卤低烟、阻燃性能极佳之外，还在力学性能、电绝缘性能、耐热性能、耐化学稳定性、耐气候性能方面均取得了极大的改善和提高。

A Polyformaldehyde Polyurethane Blend for Cable Sheath

The invention belongs to the field of cable sheath material, and specifically relates to a polyformaldehyde polyurethane blend cable sheath material, whose raw materials are composed of 50 70 parts of polyformaldehyde, 15 30 parts of polyurethane, 5 10 parts of polyurethane elastomer, 0.1 0.5 parts of melamine compatibilizer, 1 5 parts of red phosphorus, 0.5 3.0 parts of attapulgite (ATP) and 1 6 parts of expandable graphite. The flame retardant used in the cable sheath material is red phosphorus, attapulgite and expansible graphite with a specific ratio, which has an unexpected synergistic effect on the flame retardant effect. The cable sheath material of the invention has excellent comprehensive performance, besides halogen-free, low smoke and excellent flame retardant performance, it has also achieved great improvement and improvement in mechanical properties, electrical insulation performance, heat resistance, chemical stability and climate resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料
本专利技术属于电缆护套料领域，具体涉及一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料、及其制备方法和应用。
技术介绍
普通的电线电缆材料不含阻燃剂，燃烧时不会产生太多的毒气及烟雾，但不具有阻燃性能，要具阻燃性能，就需要添加阻燃剂。现有的用于塑料中的阻燃剂，主要分为氯系(占我国所用阻燃剂的69％)，溴系(占我国所用阻燃剂的8％)、磷系及卤化磷系、以及无机系，而包括氯系及溴系在内的卤系阻燃剂显然是目前所用的主要阻燃剂。然而卤系阻燃剂使用时会降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，可导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对环境的污染；对人体呼吸道和其它器官的危害甚至因窒息而威胁生命安全。近来,美国、英国、挪威、澳大利亚已制定或颁布法令,对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品的使用所释放的酸性气体行规定,开发无卤阻燃剂取代卤素阻燃剂已成为世界阻燃领域的趋势。相应地，研发生产低烟无卤电线电缆已是非常必要的，也是今后电线电缆的重点发展方向。中国专利申请CN102015897A公开了一种热塑性聚氨酯组合物，包括热塑性聚氨酯(TPU)、一种聚硅氧烷、一种缩醛聚合物和一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物；所述缩醛聚合物可选自聚甲醛聚合物。所述热塑性聚氨酯组合物可用于提供电线和电缆护套；所述TPU组合物与现有的TPU相比具有提高的耐磨性和降低的摩擦系数。该文献并未考察制品的阻燃性能，而且其改进TPU组合物的耐磨性必须引入聚硅氧烷和缩醛聚合物的组合，并且必须引入ABS组合物来降低TPU组合物的粘性。中国专利申请CN1004487514A公开了一种包含热塑性聚氨酯(TPU)和聚甲醛的热塑性聚氨酯组合物，该热塑性聚氨酯组合物包含每100重量份热塑性聚氨酯组合物计50至95重量份的TPU和5至50重量份的聚甲醛。该热塑性聚氨酯组合物具有如通过ASTMD25610，方法A测得的在-40℃下大于0.5fflb/in的悬臂梁缺口冲击强度和如通过ASTMD412测得的在130℃下大于700psi的弹性模量。该热塑性聚氨酯组合物可用于形成流体传输管和电缆护套制品。该文献的TPU组合物必须以TPU为主要基料，所用的增容剂为含酐官能团的增容剂，例如低密度聚乙烯(LDPE)基马来酸酐接枝的增容剂。该文献主要关注制品的宽温，尤其是低温性能，并未考察制品的阻燃性能。中国专利申请CN104341709A公开了一种乌钢炭改性聚甲醛/聚氨酯合金海洋电缆护套料，由以下重量份的组分组成：聚甲醛50～60份，聚氨酯40～50份，活化乌钢炭微粉10.0～40.0份，抗氧剂0.1～0.5份，甲醛吸收剂0.05～1份，甲酸吸收剂0.05～0.5份，润滑剂0～10份。本专利技术还提供了该海洋电缆护套料的制备方法。该专利技术的海洋电缆护套料具有拉伸强度大、断裂伸长率高、耐蠕变性好等优点，同时耐磨性和自润滑性十分优异，润滑剂用量少，优越的电性能，并具有阻隔电磁波的独有性能，可以满足海洋电缆护套料应用于各种恶劣环境和特殊要求。但是，由于该文献的护套料用于海洋环境，因此不存在对阻燃性能的客观要求。中国专利申请CN103881360A公开了一种热塑性聚氨酯弹性体电缆护套料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：热塑性聚氨酯弹性体50-70、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20-30、聚甲醛10-15、烟片胶10-15、纳米氮化硼5-10、磷酸三聚氰胺硼酸盐12-16、三氧化二锑8-14、包覆红磷5-10、钛白粉10-15、纳米萤石10-15、有机膨润土5-10、乙炔炭黑20-30、抗氧剂10101-2、抗氧剂DLTP1-2、硬脂酸镁2-3、硬脂酸锌1.5-2.5、氧化锌2-3、硬脂酸1-2、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯10-15、偏苯三酸三甘油酯5-10、复合填料3-5。该专利技术的电缆料综合性能优异，具有优异的耐磨性、阻燃性、耐油性、耐高低温性、柔韧性和抗撕裂性，同时具有优良的加工性能和电绝缘性能，经久耐用，应用前景广阔。但是该文献的护套料中虽然加入了阻燃剂，但是所述阻燃剂的成分过于复杂，导致生产成本过高，而且其阻燃性能依然不够理想，还有待改进。此外，聚甲醛(POM)树脂是一种具有优良性能和广泛用途的工程塑料，然而聚甲醛树脂对缺口敏感耐冲击强度低，这一缺点极大地限制了它的发展和应用，因此聚甲醛树脂的增韧改性研究一直是国内外高分子学界和产业界所关注的课题。合金化的方法是实现高分子材料增韧的重要手段之一，聚甲醛树脂自问世以来，国内外就对其合金化的方法进行了多方面的探讨，已报道的聚甲醛树脂增韧方法主要有添加法和共聚合法。目前国外生产聚甲醛的几大公司仍继续致力于改性基础树脂，试图研制出具有新性能的新牌号来扩大聚甲醛的应用领域，满足加工在应用部门更高的要求。其改性研究方向集中在通过共混技术改进聚甲醛的抗冲击性，其方法一般是与橡胶共混，同时兼顾刚性和韧性。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于：如何克服现有的聚甲醛(POM)树脂缺口敏感性大，韧性不足的缺点，进而如何增强聚甲醛树脂的阻燃效果，以提供一种无卤低烟、阻燃聚甲醛/聚氨酯共混物电缆护套料。为解决上述技术问题，本申请的专利技术人经过认真和努力的研究，发现了一种无卤低烟、阻燃聚甲醛/聚氨酯共混物电缆护套料，通过利用聚氨酯弹性体(PUE)改性聚氨酯(TPU)，再将其引入POM树脂中，并加入三聚氰胺作为增容剂；然后将红磷、凹凸棒土(ATP)和可膨胀石墨以特定量进行组合，随后将其引入所述的树脂基料，即可解决以上技术问题。本专利技术的技术方案如下：一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，其原料由以下重量份的组分组成：聚甲醛50-70份、聚氨酯15-30份，聚氨酯弹性体5-10份、三聚氰胺增容剂0.1-0.5份、红磷1-5份、凹凸棒土(ATP)0.5-3.0份和可膨胀石墨1-6份。本专利技术的聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，以聚甲醛为主要的树脂基料成分，而聚氨酯为次要的树脂基料组分。所述护套料中聚甲醛的重量份优选为55-65份，更优选60份。所述护套料中聚氨酯的重量份优选为20-25份，更优选22份。所述护套料中聚氨酯弹性体的重量份优选为7-8份，更优选7.3份。所述护套料中三聚氰胺增容剂的重量份优选为0.2-0.4份，更优选0.26份。所述护套料中红磷的重量份优选为2-4份，更优选3.1份。所述护套料中凹凸棒土(ATP)的重量份优选为1-2份，更优选1.6份。所述护套料中可膨胀石墨的重量份优选为2-5份，更优选2.5份。本专利技术所用的聚甲醛(POM)可以为均聚物、共聚物，或两者的混合物，优选为聚甲醛的均聚物。该聚甲醛的重均分子量优选为5000至250000g/mol，更优选100000至200000g/mol，最优选150000g/mol；熔点优选大于150℃，更优选大于165℃，最优选大于175℃；通过ASTMD638测得的在23℃下的拉伸强度(屈服)优选为8000至11000psig，更优选8500至10500，最优选9000至10000psi；通过ASTMD638测得的在23℃下的伸长率(屈服)优选为2至20％，更优选为5至15％，最优选8至10％；通过ASTMD790测得的挠曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，其原料由以下重量份的组分组成：聚甲醛50‑70份、聚氨酯15‑30份，聚氨酯弹性体5‑10份、三聚氰胺增容剂0.1‑0.5份、红磷1‑5份、凹凸棒土(ATP)0.5‑3.0份和可膨胀石墨1‑6份。

【技术特征摘要】
1.一种聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，其原料由以下重量份的组分组成：聚甲醛50-70份、聚氨酯15-30份，聚氨酯弹性体5-10份、三聚氰胺增容剂0.1-0.5份、红磷1-5份、凹凸棒土(ATP)0.5-3.0份和可膨胀石墨1-6份。2.根据权利要求1所述的聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，其特征在于，所述护套料中聚甲醛的重量份优选为55-65份，聚氨酯的重量份优选为20-25份，聚氨酯弹性体的重量份优选为7-8份，三聚氰胺增容剂的重量份优选为0.2-0.4份，红磷的重量份优选为2-4份，凹凸棒土(ATP)的重量份优选为1-2份，可膨胀石墨的重量份优选为2-5份。3.根据权利要求1所述的聚甲醛聚氨酯共混物电缆护套料，其特征在于，所述护套料中聚甲醛60份、聚氨酯22份，聚氨酯弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹秉营，夏和生，曹德利，刘鲲鹏，张盼盼，
申请(专利权)人：山东华能线缆有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37