一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法。所述消防用阻燃电缆材料，由以下材料组成：聚乙烯、三元乙丙橡胶、高岭土、碳酸钙、相容剂、防老剂、锌钡稳定剂、阻燃剂；所述阻燃剂由氮磷阻燃剂和改性氢氧化镁组成。本发明专利技术制备得到的消防用阻燃电缆材料具有良好的阻燃性能和力学性能，能够满足消防阻燃材料使用的需求，且本发明专利技术的制备工艺简单，成本低廉，适合广泛推广。适合广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆材料
，具体涉及一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的加快，城市规模与城市人口数量迅速增加，促进了城市高层建筑和轨道交通的快速发展。这些场所一旦发生火灾，由于人员密集、建筑物建构复杂等因素，人员疏散和救援工作开展具有较大难度，因此这些设施在设计和建造时会尽量选用阻燃材料，减少火灾发生的安全隐患。电线电缆在高层建筑和轨道交通基础设施建设与使用过程中都发挥重要作用，阻燃线缆成为上述场所配套电缆的首要选择。
[0003]早期人们通过在电线电缆制造过程中添加一定量的含卤素阻燃剂或使用聚氯乙烯和锑系阻燃剂来达到阻燃的目的，但是由于卤素阻燃剂在燃烧过程中会产生大量的有害气体，这些有害气体会在人们逃亡和救援过程中造成二次伤害，严重时还会导致人的窒息死亡。随着人们环保意识的增加和相关法律的颁布，含卤素的阻燃线缆的使用量大量减少，在重要基础设施的建筑己经禁止含卤素线缆的使用。低烟无卤阻燃线缆的大量应用逐渐成为趋势，相关研究成为电缆领域和复合材料领域的研究热点。
[0004]中国专利技术专利(申请号：202111481966.8)公开了一种绿色阻燃耐高温耐油特种柔性电缆材料及其生产方法，包括以下重量配比原料：交联聚乙烯40
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60份、聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷20
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30份、聚氨酯树脂10
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20份、苯胺甲醛树脂10
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30份、纳米碳酸钙5r/>‑
15份、锡酸锌2
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6份、高岭土5
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10份、阻燃剂15
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25份、硫化剂3
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5份、润滑剂1
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3份、防老剂2
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3份、增塑剂2
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6份和稳定剂3
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5份。本专利技术制备得到的绿色阻燃耐高温耐油特种柔性电缆材料具有较高的阻燃性能，然后在该制备方法中添加的阻燃剂为硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑中的任一种，添加的阻燃剂会严重导致绿色阻燃耐高温耐油特种柔性电缆材料的力学性能降低，长期使用会容易出现断裂、撕开等各种问题，从而影响在使用过程中的使用寿命。因此，需要提供一种即具有良好阻燃性能同时又拥有良好力学性能的阻燃电缆材料，以拓宽其使用场合。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种消防用阻燃电缆材料，由以下重量份材料组成：60
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100重量份聚乙烯、10
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25重量份三元乙丙橡胶、5
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15重量份高岭土、5
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15重量份碳酸钙、3
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8重量份相容剂、0.5
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2重量份防老剂、2
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6重量份锌钡稳定剂、10
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30重量份阻燃剂。
[0008]聚乙烯材料虽然具有较好的加工性能和机械性能，由于高的结晶度导致其硬度过高，耐弯曲性能较差，且聚乙烯阻燃性能差，无法满足低烟无卤阻燃线缆直接使用的要求，
因此需要在聚乙烯阻燃材料进行添加阻燃剂以提高其阻燃的实际使用价值。
[0009]所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯
‑
辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。
[0010]所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD、防老剂ODA中至少一种。
[0011]所述阻燃剂的制备方法如下：
[0012]S1将盐酸和(p
‑
甲基苯基乙基)甲基二甲氧基硅烷混合反应，冷却至室温，得到反应液A；再加入氯化偏苯三酸酐搅拌，得到反应液B；再加入三聚氰胺和2
‑
羟基膦酰基乙酸搅拌，抽滤，干燥，得到氮磷阻燃剂；
[0013]S2将氢氧化镁和水混合搅拌，再加入偶联剂乙醇溶液，继续搅拌，离心、洗涤、干燥，得到改性氢氧化镁；
[0014]S3将上述改性氢氧化镁与乙醇水溶液混合，再加入五溴乙基苯乙醇溶液超声；再加入上述氮磷阻燃剂搅拌，抽滤，干燥，得到阻燃剂。
[0015]氢氧化镁是一种可以应用于阻燃电缆材料中的高效无机阻燃填料。但是，与无卤有机阻燃剂相比，要达到相当的阻燃效果，填充量一般要达到50％以上，这不仅浪费资源，同时添加过量的无机填料会严重影响阻燃电缆材料的力学性能。原因是由于氢氧化镁为无机物，表面与高分子化合物的相容性较差，如果不对其进行表面改性处理，如此高的填充量填充到阻燃电缆材料中后，将导致高分子材料力学等性能的下降。因此，必须对其进行表面改性处理，以改善其与高分子材料的相容性。
[0016]磷氮阻燃剂，也就是无卤阻燃剂，在高聚物复合材料中添加少量的无卤阻燃剂就可以起到很好的阻燃效果，并且燃烧过程中产生的有毒有害物质较少，将其与无机阻燃剂复合使用，既可以使阻燃剂的使用量大幅减少，又可以协同改善材料的阻燃性能，发挥出更好的阻燃效果，同时还可以弥补添加的无机阻燃剂给阻燃电缆材料带来力学性能下降等问题。本专利技术制备得到的氮磷阻燃剂同时含有酸源、磷源和氮源，能够同时在气相和凝聚相发挥作用，在受到高温时受热膨胀，酸源分解后产生酸性催化剂，促使聚合物脱氢成炭，酸性粘稠物质覆盖凝聚相表面可以起到阻止传热和传质的作用，能够在材料的表面形成有效的碳层从而保护了内部基材受到破坏，同时也会释放不可燃气体稀释氧气，产生“吹熄效应”，有效的阻止了材料的继续燃烧，既克服了卤系阻燃技术燃烧烟雾大，放出有毒和腐蚀性气体等缺陷；同时也避免了无机阻燃技术添加量大对材料机械性能产生的不良影响。
[0017]优选的，所述阻燃剂的制备方法如下：
[0018]S1将10
‑
30重量份0.5
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2mol/L盐酸和5
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15重量份(p
‑
甲基苯基乙基)甲基二甲氧基硅烷混合，在60
‑
80℃、300
‑
500rpm下反应1
‑
3h，冷却至室温，得到反应液A；再加入10
‑
20重量份氯化偏苯三酸酐，在500
‑
700rpm下搅拌0.5
‑
2h，得到反应液B；再加入15
‑
25重量份三聚氰胺和20
‑
30重量份2
‑
羟基膦酰基乙酸，在500
‑
700rpm下搅拌1
‑
3h，抽滤，干燥，得到氮磷阻燃剂；
[0019]S2将15
‑
30重量份氢氧化镁和60
‑
120重量份水混合，在400
‑
800rpm下搅拌25
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消防用阻燃电缆材料，其特征在于，由以下材料组成：聚乙烯、三元乙丙橡胶、高岭土、碳酸钙、相容剂、防老剂、锌钡稳定剂、阻燃剂；所述阻燃剂由氮磷阻燃剂和改性氢氧化镁组成。2.如权利要求1所述的消防用阻燃电缆材料，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法如下：S1将盐酸和(p
‑
甲基苯基乙基)甲基二甲氧基硅烷混合反应，冷却至室温，得到反应液A；再加入氯化偏苯三酸酐搅拌，得到反应液B；再加入三聚氰胺和2
‑
羟基膦酰基乙酸搅拌，抽滤，干燥，得到氮磷阻燃剂；S2将氢氧化镁和水混合搅拌，再加入偶联剂乙醇溶液，继续搅拌，离心、洗涤、干燥，得到改性氢氧化镁；S3将上述改性氢氧化镁与乙醇水溶液混合，再加入五溴乙基苯乙醇溶液超声；再加入上述氮磷阻燃剂搅拌，抽滤，干燥，得到阻燃剂。3.如权利要求2所述的消防用阻燃电缆材料，其特征在于，所述偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
[2
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基
‑
三甲氧基硅烷、3
‑
[2
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基
‑
三甲氧基硅烷中的至少一种。4.如权利要求1所述的消防用阻燃电缆材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯

【专利技术属性】
技术研发人员：邓彪，于坤武，黄东林，
申请(专利权)人：深圳市利路通科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：