【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆材料，尤其涉及阻燃绝缘电缆料及其制备方法。
技术介绍
1、按阻燃剂和被阻燃材料的关系，阻燃剂可以分为添加型和反应型两大类。添加型阻燃剂是以物理方式分散于基材中，多应用于热塑性高聚物；反应型阻燃剂是指分子内具有可反应官能团，能够在聚合物合成过程中参与反应，并结合到聚合物分子中的阻燃剂。其优点是稳定性好、阻燃作用持久、对塑料性能影响较小，可以认为是一类理想的阻燃剂。缺点是应用不方便，品种较少，目前使用量仅占阻燃剂的10％-20％左右。
2、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是应用最广泛的高分子材料之一，涉及线束线缆、包装和工程塑料领域；现有技术上，卤代化合物和含磷阻燃剂已被广泛用于赋予pet阻燃性。然而，这些传统阻燃剂大多存在毒性、对环境危害、阻燃效率低等缺陷。例如，卤素基阻燃剂，如十溴二苯醚(dbdpo)、六溴苯，由于其具有腐蚀性和有毒的燃烧产物，已被逐渐禁止。因此，迫切需要开发具有“无卤、环保、隔热”特性的新型阻燃剂。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：为了克服传统阻燃剂大多存在毒性、对环境危害、阻燃效率低的缺点，提供“无卤、环保、低剂量”特性的新型阻燃绝缘电缆料及其制备方法。
2、技术方案是：阻燃绝缘电缆料及其制备方法，包括有以下重量百分比的原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)60-75％、环氧硅烷5-10％、三羟甲基氧化硼(tbpo)10-15％、醇类溶剂5-7％、酸性催化剂2-5％、热稳定剂2-4％和增塑剂1-3％。
3、该
4、该缩合反应可以用以下的方程式表示：
5、nho-b(oh)2+nho2c-(pet)-co2h→[o-b(o)-o2c-(pet)-c(o)]n+(2n-1)h2o；
6、nho-b(oh)2+nho2c-(pet)-c(o)-o-ch2-ch2-oh→[o-b(o)-o2c-(pet)-c(o)]n+(n-1)
7、h2o+nch3-ch2-oh
8、其中，ho-b(oh)2表示tbpo，ho2c-(pet)-co2h表示pet羧酸基团，ho2c-(pet)-c(o)-o-ch2-ch2-oh表示pet酯基基团，[o-b(o)-o2c-(pet)-c(o)]n表示阻燃型聚酯。
9、2、环氧硅烷的环氧基与pet分子链末端的羧基或酯基发生开环缩合反应，生成新的酯键，并释放出水或乙二醇。环氧硅烷就可以连接两个或多个pet分子链，形成分支或交联结构，并在分子链上引入含硅的单元。
10、这种缩合反应可以用以下的方程式表示：
11、nr2si(och2ch)2o+nho2c-(pet)-co2h→[o2c-(pet)-c(o)-o-ch2-ch(o)-sir2-o]n+(n-1)h2o；
12、nr2si(och2ch)2o+nho2c-(pet)-c(o)-o-ch2-ch2-oh→[o2c-(pet)-c(o)-o-ch2-ch(o)-sir2-o]n+(n-1)h2o+nch3-ch2-oh。
13、优选地，所述环氧硅烷为环三硅氧烷(d3)、环四硅氧烷(d4)和环五硅氧烷(d5)；
14、3、硼、硅和氧元素在高温下容易相互作用，形成一种无定形物质，类似于玻璃体；玻璃体是一种非晶态结构的物质，其分子排列没有规律性，导致其无法呈现典型的晶体结构。该“硼-硅玻璃体”结构具有较高的热稳定性，能够抵御火焰的高温和能量，隔绝火焰进一步燃烧或热传导到材料内部。这有助于保护基础材料免受火焰和高温的侵害，从而延缓或抑制火焰的蔓延。
15、优选地，所述热稳定剂为氨基酚类或硫醇类化合物，如二苯胺(dap)、三苯胺(tap)、对苯二胺(pda)或硫代胺、硫代醚。
16、在聚合物中添加热稳定剂，如氨基酚类或硫醇类化合物，可以延缓高温下的分解过程，从而提高材料的热稳定性，减少有害气体的释放，并增强阻燃效果。
17、优选地，所述醇类溶剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇。
18、醇类溶剂作为反应介质，以促进tbpo、环氧硅烷与pet的缩合反应，同时也降低pet聚合物的结晶度和玻璃化转变温度，提高材料的塑性加工性能。
19、优选地，所述酸性催化剂为乙酸。
20、优选地，所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯或葵二酸二辛脂。
21、所述阻燃绝缘电缆料的制备工艺，包括如下步骤：
22、s1)将pet、tbpo、环氧硅烷按一定比例加入到高混机中，以1000-1400r/min的转速高速捏合8-15min，使其充分混合，得到物料a；
23、s2)投入醇类溶剂、酸性催化剂到物料a中，继续高速捏合塑化，待塑化温度达到150-160℃时，得到物料b；
24、s3)投入热稳定剂、增塑剂到物料b中，继续高速混合，得到物料c；将物料c通过双螺杆挤出机挤出，挤出温度为150-180℃，通过模头成型，并冷却切割，得到阻燃绝缘电缆料颗粒。
25、优选地，所述pet、tbpo、环氧硅烷在混合前置于100℃环境下干燥6-8h；所述双螺杆挤出机的各段温设定为150℃、165℃、170℃和180℃，进料速率为15rpm。
26、有益效果：1、该反应型阻燃剂以环氧硅烷和tbpo与聚合物基质之间的聚合反应实现相容，这有助于确保含硼、硅的单元更均匀地分散在材料中，并减少材料的分相现象，规避了传统添加型阻燃剂的界面相容性问题；提高材料的耐热性。
27、2、本专利技术制得的组合反应型绝缘电缆具有较高的氧指数(loi)，达到30％左右，同时具有较好的自熄性能(5s左右)。这是由于硼、硅和氧元素在高温下容易相互作用，形成一种无定形物质，类似于玻璃体并覆盖在基体表面，从而能够抵御火焰的高温和能量，阻止火焰进一步燃烧或热传导到材料内部。
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1.阻燃绝缘电缆料，其特征在于，包括有以下重量百分比的原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)60-75％、环氧硅烷5-10％、三羟甲基氧化硼(TBPO)
2.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述环氧硅烷为环三硅氧烷(D3)、环四硅氧烷(D4)和环五硅氧烷(D5)。
3.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述热稳定剂为氨基酚类或硫醇类化合物，如二苯胺(DAP)、三苯胺(TAP)、对苯二胺(PDA)或硫代胺、硫代醚。
4.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述醇类溶剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇。
5.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述酸性催化剂为乙酸。
6.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯或葵二酸二辛脂。
7.根据权利要求1-6所述阻燃绝缘电缆料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述阻燃绝缘电缆料的制备工艺，其特征在于，还包括有以下步骤：所述PET、TBPO、环氧硅烷在混合
...【技术特征摘要】
1.阻燃绝缘电缆料，其特征在于，包括有以下重量百分比的原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)60-75％、环氧硅烷5-10％、三羟甲基氧化硼(tbpo)
2.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述环氧硅烷为环三硅氧烷(d3)、环四硅氧烷(d4)和环五硅氧烷(d5)。
3.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述热稳定剂为氨基酚类或硫醇类化合物，如二苯胺(dap)、三苯胺(tap)、对苯二胺(pda)或硫代胺、硫代醚。
4.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料，其特征在于，所述醇类溶剂为聚乙二醇、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，郑晓永，
申请(专利权)人：江西沪昌电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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