一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征是利用二氧化硅与热塑性聚氨酯作为壳，聚磷酸铵作为芯，利用聚磷酸铵的离子交换反应，对聚磷酸铵进行微囊化改性。最后将乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃材料
，具体涉及一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在电线电缆的绝缘层及护套料的开发中，早期广泛使用的卤素类阻燃剂具有阻燃效率高、用量少、价格低的显著优点，但卤素类阻燃剂燃烧时会释放出有毒气体，对人的身体造成危害。因此，开发一种高性能的无卤阻燃耐热电缆料显得尤为重要。
[0003]目前制备无卤阻燃耐热电缆料主要方式是添加无机阻燃剂，比如氢氧化铝/氢氧化镁，聚磷酸铵，膨胀石墨等。中国专利CN 110591213 A 公布了一种低烟密度高阻燃无卤电缆料及其制备方法，将无机阻燃剂为氢氧化铝和碳酸钙镁矿进行复配使用，并且利用硅烷偶联剂对无机阻燃剂表面进行表明处理，同时通过在树脂中添加纳米催化剂，将纳米阻燃技术应用于无卤电缆料中，制备了一种阻燃性能优异的电缆料。但是无机阻燃剂的用量过大，甚至超过了树脂的用量，一方面使得加工过程难以进行；另一方面过多的无机填料会使得电缆料的综合性能变差，尤其是力学性能。中国专利 CN 106566097 A 公布了一种高温无卤阻燃聚丙烯/三元乙丙橡胶电缆料及其制备方法，将聚磷酸铵作为无机阻燃剂加入到三元乙丙橡胶和聚丙烯中，制得了综合性能良好的阻燃电缆料复合材料。由于聚磷酸铵中氢键作用的存在，使得聚磷酸铵具有吸湿性大的特点，从而改变基材的渗透性能，在湿度较大的情况下，水蒸气往往会腐蚀材料，使得基材中的聚磷酸铵溶解并向外迁移，造成材料性能的下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足而提供一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法。利用二氧化硅与热塑性聚氨酯作为壳，聚磷酸铵作为芯，利用聚磷酸铵的离子交换反应，对聚磷酸铵进行微囊化改性。最后将乙烯
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醋酸乙烯共聚物与该阻燃剂混炼，成型，制得了性能优异的无卤阻燃耐热电缆料产品。所制得的电缆料克服了普通聚磷酸铵与树脂基体相容性差，易于水解和迁移的缺点；由于有二氧化硅的加入，在提高电缆料阻燃性能的基础上，进一步提高了电缆料的耐热性。
[0005]1、本专利技术提供的一种无卤阻燃耐热电缆料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）聚磷酸铵（APP）的微囊化改性：步骤1，20 g 二氧化硅加到150 ml无水乙醇和40ml 去离子水的中，超声10 min之后移进三口烧瓶中，然后将40 g 硅烷偶联剂KH 550缓慢滴加到三口瓶中，加热到75 ℃并且搅拌24 h，制得表面为伯胺的二氧化硅（NH2‑
SiO2）；步骤2，将10 g APP加入到装有乙醇的三口烧瓶中，然后加热到90 ℃，将48g NH2‑
SiO2加入到三口瓶中，反应4 h，制得二氧化硅包覆的聚磷酸铵（NH2‑
SiO2‑
APP）；步骤3，将25 g聚己内酯加入三口烧瓶中，在120 ℃下烘干24 h后，与12.8 g 4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯混合，加
热到85 ℃进行反应，反应2 h后，加入1,4丁二醇与NH2‑
SiO2‑
APP，搅拌均匀后放入120 ℃烘箱中烘干固化，制得二氧化硅与热塑性聚氨酯作为壳，聚磷酸铵作为芯的微囊化聚磷酸铵；（2）无卤阻燃耐热电缆料的制备方法：将100份乙烯
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醋酸乙烯共聚物，20
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30份微囊化聚磷酸铵，润滑剂0.5~1.5份，相容剂 5~10份在混料筒中共混，共混时间为3~5 min，使之在混料筒中充分混合，在80~120 r/min转速下共混3~5 min，得到预混物料，将得到的预混物料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、干燥、切粒，得到阻燃电缆料复合材料粒料，将得到的粒料加到注塑机中，温度为170~190 ℃，经升温熔融、挤出、注塑、成型。
[0006]2、所述的一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征在于所述的二氧化硅为纳米二氧化硅，其粒径范围为300~500 nm，且其表面带有羟基。
[0007]3、所述的一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征在于所述的聚己内酯分子量为2000。
[0008]4、所述的一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征在于所述的聚磷酸铵分子量为1000以上。
[0009]5、所述的一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征在于所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物(MBS)。
[0010]6、所述的一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征在于所述的润滑剂为N，N'
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乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：（1）利用二氧化硅与热塑性聚氨酯作为壳，聚磷酸铵作为芯，利用聚磷酸铵的离子交换反应，对聚磷酸铵进行微囊化改性，所得阻燃剂不含卤素。由于热塑性聚氨酯的存在，所制得的电缆料克服了普通聚磷酸铵与树脂基体相容性差导致电缆料力学性能下降的缺点；（2）由于有二氧化硅的加入，在电缆料复合材料中构建了磷
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硅协同的阻燃体系，克服了磷系阻燃剂过早分解导致材料热稳定性能下降的缺点，大大提高了电缆料的耐热性；（3）聚磷酸铵的微囊化同时也可以改善聚磷酸铵吸湿性大，容易水解的缺点，大大提高了电缆料的综合性能。
具体实施方式
[0012]下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要指出的是以下实施例只是用于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可根据上述专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0013]实施例1 ：（1）聚磷酸铵（APP）的微囊化改性：步骤1，20 g 二氧化硅加到150 ml无水乙醇和40 ml去离子水中，超声10 min之后移进三口烧瓶中，然后将40 g硅烷偶联剂KH 550缓慢滴加到三口瓶中，加热到75 ℃并且搅拌24 h，制得表面为伯胺的二氧化硅（NH2‑
SiO2）；步骤2，将10 g APP加入到装有乙醇的三口烧瓶中，然后加热到90 ℃，将48 g NH2‑
SiO2加入到三口瓶中，反应4h，制得二氧化硅包覆的聚磷酸铵（NH2‑
SiO2‑
APP）；步骤3，将25 g聚己内酯加入
三口烧瓶中，在120 ℃下烘干24 h后，与12.8 g 4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯混合，加热到85 ℃进行反应，反应2 h后，加入1,4丁二醇与NH2‑
SiO2‑
APP，搅拌均匀后放入120 ℃烘箱中烘干固化，制得二氧化硅与热塑性聚氨酯作为壳，聚磷酸铵作为芯的微囊化聚磷酸铵；（2）无卤阻燃耐热电缆料的制备方法：将100份乙烯
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醋酸乙烯共聚物，20份微囊化聚磷酸铵，润滑剂0.5份，相容剂5份在混料筒中共混，共混时间为3 min，使之在混料筒中充分混合，在80 r/min转速下共混3 min，得到预混物料，将得到的预混物料通过主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃耐热电缆料及其制备方法，其特征在于包括如下步骤，所用物料的份数均为重量份数：聚磷酸铵（APP）的微囊化改性：步骤1，20 g 二氧化硅加到150ml无水乙醇和40 ml去离子水的中，超声10 min之后移进三口烧瓶中，然后将40 g硅烷偶联剂KH 550缓慢滴加到三口瓶中，加热到75 ℃并且搅拌24 h，制得表面为伯胺的二氧化硅（NH2‑
SiO2）；步骤2，将10 g APP加入到装有乙醇的三口烧瓶中，然后加热到90 ℃，将48 g NH2‑
SiO2加入到三口瓶中，反应4 h，制得二氧化硅包覆的聚磷酸铵（NH2‑
SiO2‑
APP）；步骤3，将25 g聚己内酯加入三口烧瓶中，在120 ℃下烘干24 h后，与12.8 g 4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯混合，加热到85 ℃进行反应，反应2 h后，加入1,4丁二醇与NH2‑
SiO2‑
APP，搅拌均匀后放入120 ℃烘箱中烘干固化，制得二氧化硅与热塑性聚氨酯作为壳，聚磷酸铵作为芯的微囊化聚磷酸铵；无卤阻燃耐热电缆料的制备方法：将100份乙烯
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醋酸乙烯共聚物，20~30份微囊化聚磷酸铵，润滑剂0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞海，鄢瑞勤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：