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CN103756283A - 一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料及制备方法 - Google Patents

一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：基础树脂100份；阻燃剂A20～50份；阻燃剂B15～25份；抗氧剂0.8～2份；润滑剂0.4～2份；偶联剂0.8～3份；增塑剂10～30份；所述基础树脂为热塑性聚氨酯弹性体（TPU）；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二（甲氧基乙）酯（DMEP）；所述的阻燃剂A为磷氮复配阻燃剂；所述的阻燃剂B为氧化锌、三氧化钼、炭黑的组合，其重量组分比为(5～8)：(1～2)：(9～15)。所得到的电缆料具有低烟无卤阻燃耐油特柔软的特点。

Description

一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃电缆料及其制备方法，更具体地涉及一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料及制备方法。
背景技术
随着电线电缆应用的快速增长以及经济的迅速发展，各领域对电线电缆料的质量和性能的要求都在提高，特别是对电缆料的柔软性能，耐气候性以及耐油性的要求。
目前，耐油电缆在我国的石油，化工，海洋工程及轨道交通领域中已有大量应用，然而，随着耐油电缆的普遍需求，每年因电缆耐油性能差引起的事故也在呈上身趋势。
在轨道交通领域中，现有车辆所用的电缆绝缘材料，其基础材料基本上都为聚乙烯或聚丙烯，这样的材料，常温下其柔软性能都不理想，耐油性也很需改善。而柔软性不佳，会给使用单位在敷设过程中带来诸多不便；耐油性差，则会使电缆在油中很快老化，老化后其电器性能很难符合国家标准。
柔软耐油电缆因其在配方的设计上和材料的选用上存在一定的问题，一直没有得到很好的解决。
综上所述，本领域缺乏一种能满足上述综合性能要求的无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料及制备方法。
为此，本领域迫切需要一种克服现有技术的不足，电缆材料特柔软且耐油性能好，阻燃性能好，机械性能优越的低烟无卤阻燃电缆料及制备方法。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料特柔软且耐油性能好，阻燃性能好，机械性能优越的电缆料。
本发明的第二目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料特柔软且耐油性能好，阻燃性能好，机械性能优越的电缆。
本发明的第三目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料特柔软且耐油性能好，阻燃性能好，机械性能优越的电缆料的制备方法。
在本发明的第一方面，提供了一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其中，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000021
所述基础树脂为热塑性聚氨酯弹性体（TPU）；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二（甲氧基乙）酯（DMEP）；
所述的阻燃剂A为磷氮复配阻燃剂；
所述的阻燃剂B为氧化锌、三氧化钼、炭黑的组合，其重量组分比为(5～8)：(1～2)：(9～15)。
本发明做出来的电缆料的硬度在邵氏30A左右。而在现有技术中，出现的阻燃弹性体电缆料的硬度都在邵氏60A～90A。同时兼顾阻燃的性能。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的硬度为邵氏45A～75D，以GB/T531-1999法测定；优选为邵氏45A～55A的TPU。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的阻燃剂A为意大利Montedison公司的磷氮复配阻燃剂（Spinflam MF82）。
阻燃剂A优选中值粒径为40±2μm。
在本发明的一个具体实施方式中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯（抗氧剂168）的组合，其重量组分比为(0.4～1)：(0.4～1)。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或多种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、或硼酸酯偶联剂。
本发明的第二方面提供一种本发明所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料制得的电缆。
在本发明的一个具体实施方式中，所述电缆的邵氏硬度为25～35A。
本发明的第三方面提供一种本发明所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
提供本发明所述的组分；
将阻燃剂A、阻燃剂B、润滑剂、抗氧剂按照所述的比例混合5～10min，出料放置，再与其他组分按配比挤出造粒，得到所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的挤出机的各段温度自加料口开始，依次为150～160℃、170～180℃、180～190℃、185～195℃、190～200℃、200～210℃、200～210℃，挤出机的机头温度为210～220℃。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进配方，获得了一种电缆材料特柔软且耐油性能好，阻燃性能好，机械性能优越的低烟无卤阻燃电缆料及制备方法。在此基础上完成了本发明。
本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
在本文中，“特柔软弹性体”是指：本发明做出来的电缆料的硬度在邵氏30A左右。而在现有技术中，出现的阻燃弹性体电缆料的硬度都在邵氏60A～90A。
以下对本发明的各个方面进行详述：
低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料
在本发明的第一方面，提供了一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000041
所述基础树脂为热塑性聚氨酯弹性体（TPU）；
所述的阻燃剂A为意大利Montedison公司的磷氮复配阻燃剂（Spinflam MF82）；
所述的阻燃剂B为氧化锌、三氧化钼、炭黑的组合，其重量组分比为(5～8)：(1～2)：(9～15)。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二（甲氧基乙）酯（DMEP）。
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）
在本发明的一个具体实施方式中，所述热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的硬度为邵氏45A～75D，以GB/T531-1999法测定。本发明优选邵氏45A～55A的TPU。
磷氮复配阻燃剂（Spinflam MF82）
在本发明的一个具体实施方式中，所述磷氮复配阻燃剂优选中值粒径为40±2μm。最优选为Spinflam MF82，可市售得到。
抗氧剂
本发明的抗氧剂没有具体限制，可以采用各种可用的抗氧剂，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。例如受阻酚类抗氧剂，芳胺类抗氧剂。
在本发明的一个具体实施方式中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯（抗氧剂168）的组合，其重量组分比为(0.4～1)：(0.4～1)。
润滑剂
本发明的润滑剂没有具体限制，可以采用各种可用的润滑剂，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。例如硬脂酸盐、聚乙烯蜡、硅树脂。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或某些组合。
偶联剂
本发明的偶联剂没有具体限制，可以采用各种可用的偶联剂，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。例如钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
电缆
本发明的第二方面提供一种本发明所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料制得的电缆。
所述电缆的制备方法可采用本领域的常规技术。
制备方法
本发明的第三方面提供一种本发明所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
将阻燃剂A、阻燃剂B、润滑剂、抗氧剂按照所述的比例混合5～10min，出料放置，与其他组分按配比挤出造粒，得到所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料。
在本发明的一个具体实施方式中，所述的制备方法中采用双螺杆造粒机进行挤出造粒,挤出机的各段温度自加料口开始，依次为150～160℃、170～180℃、180～190℃、185～195℃、190～200℃、200～210℃、200～210℃，挤出机的机头温度为210～220℃。
优点
本发明所述的一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料及制备方法具有如下优点：
1.本发明采用热塑性聚氨酯弹性体（TPU）为基体树脂，且加了增塑剂邻苯二甲酸二（甲氧基乙）酯（DMEP），制备的电缆料具有特柔软（硬度能达到邵氏30A左右）且耐油性能极佳的特点；另外，TPU还具有橡胶的特性，所以制备的电缆料机械性能也比较优越。
2.本发明采用的阻燃剂为意大利Montedison公司的磷氮复配阻燃剂（SpinflamMF82），制备的电缆料有高阻燃、低烟特性。电缆料垂直燃烧能通过FV-0级。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1.
各组分名称及各组分重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000061
Figure BDA0000450789180000071
上述发明的制备方法,其包括以下工艺步骤:
将Spinflam MF82、氧化锌、三氧化钼、炭黑、抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌按照比例高速搅拌混合5～10min，，出料放置，与其他组分按配比挤出造粒。挤出机的各段温度自加料口开始，依次为150～160℃、170～180℃、180～190℃、185～195℃、190～200℃、200～210℃、200～210℃，挤出机的机头温度为210～220℃。
对实施例1中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示。
实施例2.
各组分名称及各组分重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000072
上述电缆料的制备方法与实施例1相同
对实施例2中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示。
实施例3.
各组分名称及各组分重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000081
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例3中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示实施例4.
各组分名称及各组分重量份数如下：
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例4中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示
实施例5.
各组分名称及各组分重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000091
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例4中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示
实施例6.
各组分名称及各组分重量份数如下：
Figure BDA0000450789180000092
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例4中的产品进行性能检测试验，各性能数值如性能实施例所示
性能实施例
表1 实施例产品性能测试结果
结论
在现有技术中，阻燃弹性电缆料其硬度通常在邵氏60A～90A，而阻燃电缆料的密度通常为1.4－1.5，且阻燃电缆料的断裂伸长率小于300%。而本发明克服现有技术的不足，其柔软程度达到邵氏30A左右；密度也比较低，低于1.3g/cm3；阻燃性能好，机械性能优越。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其中，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
Figure FDA0000450789170000011
所述基础树脂为热塑性聚氨酯弹性体（TPU）；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二（甲氧基乙）酯（DMEP）；
所述的阻燃剂A为磷氮复配阻燃剂；
所述的阻燃剂B为氧化锌、三氧化钼、炭黑的组合，其重量组分比为(5～8)：(1～2)：(9～15)。
2.如权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的硬度为邵氏45A～75D，以GB/T531-1999法测定；优选为邵氏45A～55A的TPU。
3.如权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其特征在于，所述的阻燃剂A为意大利Montedison公司的磷氮复配阻燃剂（Spinflam MF82）。
4.如权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯（抗氧剂168）的组合，其重量组分比为(0.4～1)：(0.4～1)。
5.如权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、或硼酸酯偶联剂。
7.一种如权利要求1所述的1～6中任一权利要求所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料制得的电缆。
8.如权利要求7所述的电缆，其中，所述电缆的邵氏硬度为25～35A。
9.一种制备如权利要求7所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：
提供权利要求1所述的组分；
将阻燃剂A、阻燃剂B、润滑剂、抗氧剂按照所述的比例混合5～10min，出料放置，再与其他组分按配比挤出造粒，得到所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料。
10.如权利要求9所述的低烟无卤阻燃耐油特柔软弹性体电缆料的制备方法，其特征在于，所述的挤出机的各段温度自加料口开始，依次为150～160℃、170～180℃、180～190℃、185～195℃、190～200℃、200～210℃、200～210℃，挤出机的机头温度为210～220℃。
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