一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆料技术领域，具体涉及一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料及其制备方法，该TPU电缆护套料包括如下重量份的原料：热塑性聚氨酯25‑85份、碳纳米管5‑45份、阻燃剂5‑35份、相容剂0.5‑5份、抗氧剂0.02‑0.1份；其中，所述碳纳米管为表面经酸化处理的单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。本发明专利技术的TPU电缆护套料具有电磁屏蔽功能，其屏蔽效能SE值可以达到17‑50db，且阻燃效果优良，单根垂直燃烧测试可以达到V0级，强度高，拉伸强度可以达到25MPa以上，柔韧性好，断裂伸长率高，断裂伸长率可以达到400％以上，力学性能优异。

Flame retardant TPU cable sheath material with electromagnetic shielding function and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of cable material, in particular to a flame retardant TPU cable sheath material with electromagnetic shielding function and a preparation method thereof. The TPU cable sheath material comprises the following weight parts of raw materials: thermoplastic polyurethane 25 85, carbon nanotubes 5 45, flame retardant 5 35, compatibilizer 0.5 5, antioxidant 0.02 0. The carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes or multi-walled carbon nanotubes with acidified surfaces. The TPU cable sheath material has electromagnetic shielding function, its shielding effectiveness SE value can reach 17 50 db, and the flame retardant effect is excellent. The single vertical combustion test can reach V0 grade, the strength is high, the tensile strength can reach more than 25 MPa, the flexibility is good, the breaking elongation is high, and the breaking elongation can reach more than 400%. Excellent mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料及其制备方法
本专利技术涉及电缆料
，具体涉及一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料及其制备方法。
技术介绍
目前，电缆被广泛应用于电力系统、信息传输和仪表系统等领域，但是，用传统的高分子材料PVC制成的电缆包覆材料在使用过程中容易发生起火燃烧，引起火灾，由于PVC中的氯含量高达60％，其在燃烧过程中会产生卤化氢和一氧化碳等有毒气体的烟雾。聚氨酯弹性体是指在大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团(NH-CO-O-)的一类弹性体聚合物，是典型的多嵌段共聚物，其具有耐磨性好、硬度范围宽、强度高、伸长率高、负载支撑容量大、减震效果好、耐低温性能好和耐油耐候性能优异等诸多优点。根据加工方法的不同，聚氨酯弹性体一般可分为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、浇注型聚氨酯弹性体和混炼型聚氨酯弹性体。其中，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有弹性好、物性佳和机械强度好等特点，因此广泛应用于射出、押出、压延及溶解成溶液型树脂等加工方式，是塑胶加工业者经常使用的塑胶材料，其特点使其也可应用于电线电缆工业中。但是，一般的热塑性聚氨酯弹性体不具有阻燃性，且随着无线通讯工具，广播电视业的高速发展，办公电脑自动化的全面推广，电动汽车的迅速普及，电磁辐射可谓无处不在，无孔不入，成为一种新型的环境污染。电磁辐射对胎儿，幼儿的影响最大，长期暴露于电磁辐射之下，可诱发癌症，白血病等，成为许多疾病的诱因。此外，电磁干扰还会对仪器、仪表造成干扰，导致不能正常使用，尤其在医疗设备领域，仪器精密度高，电缆产生的电磁干扰是影响仪器正常工作的主要原因。因此，有必要研发一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，该TPU电缆护套料具有电磁屏蔽功能，且阻燃效果优良，强度高，柔韧性好，断裂伸长率高，力学性能优异。本专利技术的另一目的在于提供一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，包括如下重量份的原料：优选的，所述热塑性聚氨酯为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和聚碳酸酯型聚氨酯中的至少一种。更为优选的，所述热塑性聚氨酯为硬度在60-90A、熔点在170-200℃、且190℃温度下熔融指数为0.5-10g/10min的聚醚型热塑性弹性体。本专利技术通过上述热塑性聚氨酯，制得的TPU电缆护套料具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好。优选的，所述碳纳米管为表面经酸化处理的单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。碳纳米管经酸化处理后，表面含有羧基、羰基等极性基团，使得酸化处理后的碳纳米管在复合材料中的分散更加均匀，可以提高碳纳米管与聚氨酯的相容性。优选的，所述碳纳米管的直径为10-100nm，长径比为100-1000。本专利技术通过采用直径为10-100nm、长径比为100-1000的碳纳米管，使得TPU电缆护套料具有电磁屏蔽功能，大大减少了电磁辐射对人体的伤害。更为优选的，所述碳纳米管的直径为20-60nm，长径比为200-600。优选的，所述阻燃剂为无卤阻燃剂，其用量为10-35份；所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、改性聚磷酸铵、次磷酸铝、三聚氰胺及其化合物、硼酸锌、蒙脱土、粘土、金属氢氧化物、有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物和多元醇中的至少一种。其中，所述改性聚磷酸铵为哌嗪改性聚磷酸铵、乙二胺改性聚磷酸铵、二乙烯三胺改性聚磷酸铵和羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵中的至少一种。所述三聚氰胺及其化合物为三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺次磷酸盐、三聚氰胺亚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐和2-羧乙基苯基次膦酸三聚氰胺盐中的至少一种。所述金属氢氧化物为氢氧化铝和/氢氧化镁。所述有机磷酸酯化合物为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯和磷酸(2-乙基己基)-二苯酯中的至少一种。所述有机次磷酸酯化合物为次磷酸三甲酯、次磷酸三乙酯、次磷酸三丙酯和次磷酸三丁酯中的至少一种。所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇和含磷多元醇中的至少一种。更为优选的，所述无卤阻燃剂是由聚氰胺氰尿酸盐、磷酸三苯酯、氢氧化镁和蒙脱土以重量比1-2:0.8-1.2:1:0.4-0.8组成的混合物。本专利技术通过采用上述无卤阻燃剂，可以提高材料的阻燃性，从而大大提高其使用安全性，此外，由于阻燃剂不含卤，因此具有环保无毒的特点。另一优选的，所述阻燃剂是由含卤阻燃剂和协效阻燃剂以重量比4-8:1-2组成的混合物，其用量为5-15份；所述含卤阻燃剂为2,6-二溴苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、聚五溴苯酚基丙烯酸酯、溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯中的至少一种；所述协效阻燃剂为三氧化二锑、三氧化二铋、三氧化钼、三氧化二铁、氧化锡、氧化锌、硼酸锌和硫酸锌中的至少一种。更为优选的，所述阻燃剂是由十溴二苯乙烷和三氧化二锑以重量比4-8:1-2组成的混合物。本专利技术通过采用上述含卤阻燃剂和协效阻燃剂复配使用，具有优良的阻燃性能，且价格低廉、稳定性好、添加量少、与合成树脂材料的相容性好，而且能保持材料原有的理化性能。本专利技术通过采用含卤阻燃剂和协效阻燃剂复配使用，可以大大减少无机阻燃剂的使用量，从而不会对复合材料的力学性能有太大的不良影响，也不会对复合材料的加工性能造成不良影响。优选的，所述相容剂为聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中的至少一种。更为优选的，所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比1-2:0.5-1.5：1组成的混合物。本专利技术通过采用上述相容剂，可改善无机填料与有机树脂相容性，提高复合材料的抗张强度和撕裂强度，改善加工流变性，提高表面光洁度，防刮白。优选的，所述抗氧剂为四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、N,N’-双[[3-(3,5)-二叔丁基-4羟基苯基]丙酰基]己二胺、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二亚磷酸季戊四醇硬脂醇酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种。更为优选的，所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：包括如下重量份的原料：

【技术特征摘要】
1.一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：包括如下重量份的原料：其中，所述碳纳米管为表面经酸化处理的单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：所述热塑性聚氨酯为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和聚碳酸酯型聚氨酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：所述碳纳米管的直径为10-100nm，长径比为100-1000。4.根据权利要求3所述的一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：所述碳纳米管的直径为20-60nm，长径比为200-600。5.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：所述阻燃剂为无卤阻燃剂，其用量为10-35份；所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、改性聚磷酸铵、次磷酸铝、三聚氰胺及其化合物、硼酸锌、蒙脱土、粘土、金属氢氧化物、有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物和多元醇中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的阻燃TPU电缆护套料，其特征在于：所述阻燃剂是由含卤阻燃剂和协效阻燃剂以重量比4-8:1-2组成的混合物，其用量为5-15份；所述含卤阻燃剂为2,6-二溴苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、聚五溴苯酚基丙烯酸酯、溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯中的至少一种；所述协效阻燃剂为三氧化二锑、三氧化二铋、三氧化钼、三氧化二铁、氧化锡、氧化锌、硼酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李同兵，黄有为，刘悦，钟荣栋，
申请(专利权)人：东莞市安拓普塑胶聚合物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44