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CN102181108B - 交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料 - Google Patents

交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料，其重量组成为：100份聚氯乙烯树脂，30-100份纳米滑石粉，50-80份耐高温的聚酯增塑剂，20-100份氯化聚氯乙烯树脂，20-100份聚乙烯，30-100份无卤阻燃剂，5-20份钙锌热稳定剂，20-60份交联剂及10-40份发泡剂。该材料具有优良的耐高温性能和高阻燃性能，还具有优良的耐高压电气性能，特别适合于作为有高阻燃要求电缆料及作为产品外壳使用。

Description

交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料
技术领域
本发明涉及交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料，尤其是应用于发泡高阻燃并有耐高压要求的电线电缆护套料及发泡高阻燃产品外壳等产品上的聚氯乙烯改性材料。
背景技术
聚氯乙烯电缆料是常见的一种电缆料，不同的使用环境对聚氯乙烯电缆料有不同的要求。聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，PVC)，主要成份为聚氯乙烯，PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。另外，聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。目前的软PVC电缆料的脆化温度仅为-25℃，远远无法满足发展的要求。此外，根据国家标准GB/T88152002，绝缘级电线电缆用软聚氯乙烯塑料针对70℃和90℃又有不同品种和型号，每个品种和型号的产品应用范围比较狭窄。
为克服聚氯乙烯电缆料存在的种种问题，研究人员做了很多改良工作，比如申请号为CN200810023863的发明，提供一种能在极寒状态下(-50～-70℃)使用的聚氯乙烯电缆料，其由下列重量份的原料制备而成：聚氯乙烯80～100份、邻苯二甲酸二辛酯20～40份、癸二酸二辛酯60～80份、乙二酸二辛酯4～8份、轻质活性碳酸钙20～40份、润滑剂1～3份、CA-ZN复合稳定剂4～8份、抗氧剂1010为1～4份、耐寒剂K175C 0.5～5份及丁腈橡胶20～50份；申请号为CN200510095375.1的发明，提供一种改良聚氯乙烯电缆料，其是由基料40-70wt％聚氯乙烯树脂与30-60wt％乙烯乙酸乙烯酯共聚物的复合物或70-95wt％氯乙烯与5-30wt％马来酸酯共聚物、20-35wt％(以基料计)癸二酸二辛酯和/或己二酸二辛酯增塑剂、以及0.3-1.6wt％(以基料计)紫外线吸收剂、0.5-2.0wt％(以基料计)防霉剂组成，使用温度范围在-50℃-+80℃。但是，这两个发明的电缆料其一不是专门针对国家标准GB/T8815-2002的要求提供的技术方案，是针对一些特殊场合如防紫外线、极寒等环境提供的适宜产品，此外，其成本都比较昂贵。
另外，电缆及电气高压产品的一些耐高压指标和阻燃指标通常是同一产品中一对相矛盾的要求，也就是说比如一款耐高压阻燃电缆，使用时既要保证其耐高压要求，同时又要具备高阻燃要求就很难达到。因此，有必要加以研究和改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种耐高温、耐高压及高阻燃的聚氯乙烯改性材料，以用于家用电器高压发生器、汽车高压点火系统、变压器、环保设备等行业，作为电线电缆、高阻燃产品外壳塑料等。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料，其特征在于其重量组成为：100份聚氯乙烯树脂，30-100份纳米滑石粉，50-80份耐高温的聚酯增塑剂，20-100份氯化聚氯乙烯树脂，20-100份聚乙烯，30-100份无卤阻燃剂，5-20份钙锌热稳定剂，20-60份交联剂及10-40份发泡剂。
所述耐高温的聚酯增塑剂为偏苯三酸酯类聚酯增塑剂，其具有耐热和耐火性的特点。所述偏苯三酸酯类聚酯增塑剂优选为偏三酸三辛酯、偏苯三酸810酯、偏苯三酸三癸酯或偏苯三酸三甘油酯，其中偏苯三酸三甘油酯又以其耐低温挠曲性能十分优良，具有优异的加工特性，还具有有低挥发性、阻燃性、耐高温和耐抽出性等，而为优选。
所述无卤阻燃剂以选用高阻燃和具有环保阻燃消烟功能的阻燃剂为原则，可以是采用单一阻燃剂，也可以采用复合阻燃剂。本发明优选采用选自氢氧化镁阻燃剂和季戊四醇双磷酸蜜胺盐二者按比例复合或至少一种作为阻燃剂。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
所述发泡剂为偶氮二碳酸胺。偶氮二碳酸胺，又称偶氮双甲酸胺，或简称AZO或AZ。在纯净状态时，它是一种黄色/橙色粉末，大约在390°F开始分解，分解时产气量为220cc/g，所产气体主要为氮气和CO，并带有少量CO2，在某些条件下也含有氨。
所述的钙锌热稳定剂选用现有常用的适用于聚氯乙烯体系的钙锌热稳定剂即可。其主成分为硬脂酸钙和硬脂酸锌。比如江西旭峰化工实业有限公司生产的R-3681复合型钙锌热稳定剂。
与现有技术相比，本发明提供的交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料，通过优选组分及添加发泡剂，在辐照交联过程中使材料的分子链由线状分布向网状分布转变，从而提高了材料的耐高温等级和电气性能，使本发明材料的耐温等级可达-40℃～125℃，大大提高了耐高温性能，同时也适合于低温下使用。并且其介电强度可达≥20MV/m，工频耐压试验3500V，可达15min不击穿，具有很好的耐高压电气性能。而且通常阻燃聚氯乙烯材料在碰到火焰时会瞬间软化直至分解，而本发明材料由于添加了发泡剂，其在碰到火焰时到一定温度就会自动发泡结壳，将产品自动保护起来，使火焰在阻燃标准时间范围内烧不进去，从而达到高阻燃的要求，这样就大大提高了产品的阻燃性能，阻燃性能可达到氧指数36以上。物理和电气性能等数据也都能达到和部分超过国家标准要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
一、本发明实施例中交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料的制备工艺如下：
按配料比准备原料，先将聚氯乙烯树脂粉、聚酯增塑剂、无卤阻燃剂、交联剂，钙锌热稳定剂加入搅拌机并高速搅拌10分钟左右，至80℃料温，再加入氯化聚氯乙烯树脂高速搅拌2分钟左右至100℃料温，最后加入滑石粉、聚乙烯PE和发泡剂高速搅拌8分钟左右，至100℃料温即放料到150型双螺杆挤出机进行塑料造粒。挤出机螺杆温度从下料口致眼模分别为：150℃/160℃/165℃/170℃/165℃/160℃。
二、本发明实施例的成分、重量组成及性能见表1：
表1.实施例的成分、重量组成及性能(表中成分用量为重量份)
Figure GSB00000863398700031
表1中R-3681钙锌热稳定剂为江西旭峰化工实业有限公司生产。
另外，经实验，表1中偏苯三酸三甘油酯以偏三酸三辛酯、偏苯三酸810酯或偏苯三酸三癸酯等替代，三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)替代，所获得的材料的性能仅稍逊于表1中实施例，但均明显优于现有同类材料。

Claims (4)

1.一种交联高阻燃发泡聚氯乙烯改性材料，其特征在于其重量组成为：
100份聚氯乙烯树脂，30-100份纳米滑石粉，50-80份增塑剂，20-100份氯化聚氯乙烯树脂，20-100份聚乙烯，30-100份无卤阻燃剂，5-20份钙锌热稳定剂，20-60份交联剂及10-40份发泡剂；所述增塑剂为偏苯三酸三癸酯或偏苯三酸三甘油酯。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性材料，其特征在于所述无卤阻燃剂为选自氢氧化镁阻燃剂和季戊四醇双磷酸蜜胺盐二者中至少一种。
3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性材料，其特征在于所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。
4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性材料，其特征在于所述发泡剂为偶氮二碳酸胺。
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