一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，属于电气管材技术领域。本发明专利技术将氯丁橡胶改性聚氯乙烯作为主体树脂，氢氧化镁插层至高岭土中作为填料，用硅烷偶联剂对填料进行表面处理，并和主体树脂进行复合，结合分散剂、稳定剂等助剂，制备出一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料；氯丁橡胶具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，粘接性好；氯丁橡胶和聚氯乙烯构成双连续相，在材料中共同构成互穿网络结构，在外力作用下，网络结构发生大变形，消耗能量，起到增韧作用，在外力作用下，橡胶网络起到能量的传递、分散、缓冲和吸收的作用，同时橡胶形变是具有较高的断裂延生率，使材料抗冲击性能大幅提高。

A preparation method of high strength flame retardant building electrical conduit material

【技术实现步骤摘要】
一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法
本专利技术涉及一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，属于电气管材

技术介绍
随着我国城镇化建设的快速发展，大量的农民由农村转移到城镇居住，这样使我国第三产业得到迅速发展，为了满足转移到城镇来居住的人民对物质和精神文化的需求，就要配套建设很多公众聚集场所如宾馆、饭店、商场、大型超市、图书馆和歌舞娱乐场所等，这些公众聚集场所内的供电线路有明敷和暗敷两种，明敷线路主要铺设在吊顶上和地板内，但在吊顶和地板内有较多可燃易燃材料，所以必须使用穿线管对其内部的线路进行保护，否则，会因为线路老化等原因发生短路而引发火灾，对人民的生命和财产安全造成重大损失。穿线管全称“建筑用绝缘电工套管”，是一种在电气工程领域用于穿电线的管材，多用于室内正常环境和在高温、多尘、有震动及有火灾危险的场所。普通PVC穿线管的氧指数OI(表征阻燃性能的指标，指标值越大阻燃性能越好)最大值为32，在发生火灾时对其内部的线路起不到很好的保护作用，所以必须对其阻燃性能进行提高改性；暗敷线路主要是预埋在预制板和墙壁内，普通的PVC穿线管的抗压强度最大值为1250N，将穿线管预埋在预制板和墙内时，由于线管的抗压强度不够很容将线管压扁，在后期线路铺设时电线在穿线管内穿不过去，给后期线路铺设带来很大麻烦，甚至因为某一处电路穿不过去要对电路设计方案进行更改，所以必须对线管的抗压性能进行改性提高。也可在潮湿的场所使用。现有线管大多有PVC管或改性PVC管，其基本要求是防腐蚀、阻燃，还应具有一定的抗压和抗弯折能力。尤其在某些特殊应用领域，所用线管还要求必须具有抗静电、高阻燃性等性能，综合性能要求极高。PVC穿线管中所用原料聚氯乙烯(PVC)属于自熄性材料，但PVC在燃烧时会放出大量的黑烟和有毒气体。如HCl、CO、少量光气、苯、萘等芳香族化合物。在火灾时造成大量人员由于烟雾窒息而死亡，这使PVC的应用范围受到一定限制。同时，PVC管材加工过程中加入增塑剂、润滑剂等助剂也会降低材料的阻燃性能和抑烟性能。所以，对PVC管材进行抑烟阻燃改性的研究越来越受到重视。因此，开发出适于PVC穿线管的阻燃抑烟技术显得十分必要。申请号为201610750178.7的专利技术专利公开了一种阻燃抑烟PVC管及其生产方法，该阻燃抑烟PVC管包括以下重量份数的原料：其中，聚氯乙烯树脂80-100份、纳米无水硫酸钙20-30份、阻燃抑烟剂5-10份、复合稳定剂2-6份、改性剂1-3份、PE蜡0.5-2.0份、硅烷偶联剂0.5-2份、复合抗氧化剂0.2-0.5份。该专利技术原料简单易得，成本低廉，韧性高，伸长率大，耐低温韧性好，并且能够极大的降低PVC管在燃烧时释放的黑烟和有毒气体，大大降低火灾事故中由于烟雾窒息造成的人员伤亡。申请号为201510377254.X的专利技术专利公开了一种阻燃PVC管材及其制备方法，该PVC管材由以下质量份成分组成：PVC树脂45-55份、轻质碳酸钙35-45份、硅烷偶联剂0.5-1份、稳定剂1-5份、石蜡0.5-1.5份、硬脂酸1-3份、钛白粉0.5-1.5份、氢氧化铝1-2份、炭黑0.5-1份，将上述成分按配比依次放入到搅拌筒中进行搅拌3min，依次进行加热、共挤、冷却、牵引、切割成型，最后得到成品。本专利技术的PVC管材表面硬度和抗拉强度高，且抗老化性好，正常使用寿命可达50年以上，耐酸碱耐腐蚀性能优良，适用于工业污水排放及输送，且耐火阻燃性能优。申请号为201610638445.1的专利技术专利公开了一种耐高温阻燃抗老化PVC管材及其制备方法，该耐高温阻燃抗老化PVC管材，包括如下质量份数的组分：70～90份PVC树脂粉、20～50份填充剂、1～3份热稳定剂、0.5～1份ACR树脂、2～4份CPE、0.3～0.5份润滑剂、0.2～0.5份炭黑、0.5～1份氢氧化铝、1～4份阻燃剂和0.1～0.2份抗老化剂，制备方法包括混合、挤出、定径、冷却和切割。该专利技术所述的耐高温阻燃抗老化PVC管材，通过各个组份的配合制备的PVC管材具有较高的耐热性能和阻燃性，在较长时间的氙灯耐候试验中仍然保持有较大的拉伸强度。可见，目前，生产阻燃PVC管均是采用外加阻燃剂的方法，而常用的阻燃剂为卤素阻燃剂（含氯或含溴阻燃剂，如四溴双酚A、十溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等）。作为外添加型阻燃剂，该类材料的使用普遍存在环境污染的问题，且适用后材料阻燃性能不高及抗撕裂强度差等缺陷。且如果单一使用此类阻燃剂，阻燃效果不理想，添加量大，不仅提高了生产成本，而且也影响了线管的力学性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有技术中的穿线管抗压性能差，且阻燃性能较差的问题，提供了一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取聚氯乙烯、氯丁橡胶、马来酸酐、氢化钠，将聚氯乙烯、氯丁橡胶和马来酸酐混合置于转矩流变仪中，搅拌反应处理，即得混合物料，在混合物料中加入聚氯乙烯，搅拌处理，冷却至室温，即得主体树脂；（2）将质量分数为50%氢氧化镁溶液和高岭土混合，密封搅拌处理，即得悬浮液，将悬浮液进行抽滤，即得滤渣，将滤渣置于温度为60～70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得填料；（3）按质量比1∶5将钛酸酯偶联剂和异丙醇混合均匀，即得改性剂，将填料和改性剂混合，恒温搅拌处理，即得改性液，将改性液抽滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，并置于温度为60～70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得改性填料；（4）取主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020，将主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020混合，混炼处理，即得混炼胶；（5）将混炼胶置于双螺杆挤出机中挤出造粒，即得前驱体，将前驱体置于温度为80～90℃的烘箱中干燥3～5h后，并注塑成型处理，冷却至室温，即得高强度阻燃建筑电气穿线管材料。步骤（1）所述的聚氯乙烯、氯丁橡胶、马来酸酐、氢化钠之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取20～30份聚氯乙烯、1～10份氯丁橡胶、1～3份马来酸酐、0.3～0.5份氢化钠。步骤（1）所述的搅拌反应处理步骤为：将聚氯乙烯、氯丁橡胶和马来酸酐混合置于转矩流变仪中，在温度为100～105℃，转速为40～50r/min下反应1～2h。步骤（1）所述的搅拌处理步骤为：在混合物料中加入聚氯乙烯，在转速为60～70r/min，温度为60～70℃下搅拌30～40min。步骤（2）所述的密封搅拌处理步骤为：按质量比5∶1将质量分数为50%氢氧化镁溶液和高岭土混合，在搅拌速度为300～400r/min下密封搅拌2～3天。步骤（3）所述的恒温搅拌处理步骤为：按质量比1∶3将填料和改性剂混合，在温度为75～85℃，搅拌速度为500～600r/min下恒温搅拌1～2h。步骤（4）所述的主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取30～40份主体树脂、5～15份改性填料、1～3份分散剂硬脂酸、1～5份稳定剂硬脂酸镧、0.4～0.7份硫化剂硫磺、0.5～0.7份防老剂4020。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取聚氯乙烯、氯丁橡胶、马来酸酐、氢化钠，将聚氯乙烯、氯丁橡胶和马来酸酐混合置于转矩流变仪中，搅拌反应处理，即得混合物料，在混合物料中加入聚氯乙烯，搅拌处理，冷却至室温，即得主体树脂；（2）将质量分数为50%氢氧化镁溶液和高岭土混合，密封搅拌处理，即得悬浮液，将悬浮液进行抽滤，即得滤渣，将滤渣置于温度为60～70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得填料；（3）按质量比1∶5将钛酸酯偶联剂和异丙醇混合均匀，即得改性剂，将填料和改性剂混合，恒温搅拌处理，即得改性液，将改性液抽滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，并置于温度为60～70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得改性填料；（4）取主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020，将主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020混合，混炼处理，即得混炼胶；（5）将混炼胶置于双螺杆挤出机中挤出造粒，即得前驱体，将前驱体置于温度为80～90℃的烘箱中干燥3～5h后，并注塑成型处理，冷却至室温，即得高强度阻燃建筑电气穿线管材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取聚氯乙烯、氯丁橡胶、马来酸酐、氢化钠，将聚氯乙烯、氯丁橡胶和马来酸酐混合置于转矩流变仪中，搅拌反应处理，即得混合物料，在混合物料中加入聚氯乙烯，搅拌处理，冷却至室温，即得主体树脂；（2）将质量分数为50%氢氧化镁溶液和高岭土混合，密封搅拌处理，即得悬浮液，将悬浮液进行抽滤，即得滤渣，将滤渣置于温度为60～70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得填料；（3）按质量比1∶5将钛酸酯偶联剂和异丙醇混合均匀，即得改性剂，将填料和改性剂混合，恒温搅拌处理，即得改性液，将改性液抽滤即得沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，并置于温度为60～70℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得改性填料；（4）取主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020，将主体树脂、改性填料、分散剂硬脂酸、稳定剂硬脂酸镧、硫化剂硫磺、防老剂4020混合，混炼处理，即得混炼胶；（5）将混炼胶置于双螺杆挤出机中挤出造粒，即得前驱体，将前驱体置于温度为80～90℃的烘箱中干燥3～5h后，并注塑成型处理，冷却至室温，即得高强度阻燃建筑电气穿线管材料。2.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的聚氯乙烯、氯丁橡胶、马来酸酐、氢化钠之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取20～30份聚氯乙烯、1～10份氯丁橡胶、1～3份马来酸酐、0.3～0.5份氢化钠。3.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的搅拌反应处理步骤为：将聚氯乙烯、氯丁橡胶和马来酸酐混合置于转矩流变仪中，在温度为100～105℃，转速为40～50r/min下反应1～2h。4.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑电气穿线管材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的搅拌处理步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小强，
申请(专利权)人：陈小强，
类型：发明
国别省市：福建,35