一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料及其制备方法，涉及电缆料技术领域，按照重量份数计，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料的组成原料具体包括如下组分：热塑性聚氨酯140‑150份、氢氧化镁15‑25份、硅橡胶7‑13份、硅灰石7‑13份、聚碳酸酯20‑30份、甲基丙烯酸甲酯20‑30份、硅酸镁铝10‑20份、相容剂15‑25份、引发剂3‑5份、表面活性剂1‑4份、分散剂2‑5份、抑烟剂1‑5份。本发明专利技术制备的高阻燃低烟无卤TPU电缆料具有良好的阻燃性和抑烟性，无机阻燃剂在体系中具有良好的相容性、分散性和包容性，减少了团聚现象，有利于提高电缆料的生产质量。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料及其制备方法
本专利技术涉及电缆料
，尤其是涉及一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着国家对环保与安全的重视，不仅在一些大型建筑或公共场所等都要求低烟无卤电缆，而且对机车车辆所用电线电缆也有更高的要求，一方面要求必须具有优良的阻燃性能，在着火燃烧时发烟量和腐蚀性气体的排放要低，以防止烟雾带来二次灾害。另一方面要求其具有耐热性、耐应力开裂、使用寿命长等特点。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，广泛应用于塑胶加工业和电线电缆工业中。公布号为CN1257513C的中国专利公开一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，该电缆料的原料包括以下组分及含量(重量份)：乙烯-醋酸乙酸共聚物65～75，高密度聚乙烯25～35，阻燃剂A90～140，阻燃剂B7～10，相容剂15～30，抗氧剂A1～2.5，抗氧剂B1～2.5，润滑剂1～1.5，交联剂4～5；该电缆料的制备方法包括配料、混合、造粒、干燥等工艺步骤。该专利技术具有机械及加工性能好、耐温等级高、燃烧时不易滴落等优点。但上述中的现有技术方案存在以下缺陷：采用乙烯-醋酸乙烯酯和高密度聚乙烯为基料，添加大量的无机粉料和其他助剂而成的，高密度聚乙烯等高结晶塑料与无机粉料的包容性和相容性较差，在普通的混炼机器里很难分散均匀，甚至会团聚成小颗粒或者粉包，影响电缆料的力学性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一是提供一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料中的各原料容易分散均匀，降低了颗粒团聚现象的概率，有利于提升电缆料的力学性能。本专利技术的目的之二是提供一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料的制备方法，该制备方法能够使得组成高阻燃低烟无卤TPU电缆料的各原料间分散均匀，以此使得电缆料的质量得以提高。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，按照重量份数计，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料的组成原料具体包括如下组分：热塑性聚氨酯140-150份、氢氧化镁15-25份、硅橡胶7-13份、硅灰石7-13份、聚碳酸酯20-30份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、硅酸镁铝10-20份、相容剂15-25份、引发剂3-5份、表面活性剂1-4份、分散剂2-5份、抑烟剂1-5份。通过采用上述技术方案，硅酸镁铝具有独特的三维空间链式结构及特殊的针、棒状晶体结构，硅酸镁铝的晶层之间吸附有大量的钙、镁、氢等阳离子，对燃烧热、热传导、热对流具有良好的阻隔作用，隔绝了电缆料燃烧时燃烧热的进一步扩散，以此提高了电缆料的阻燃性能。由于硅酸镁铝的晶层之间吸附有大量的钙、镁、氢等阳离子，以保持晶体结构的电平衡，硅酸镁铝表现出良好的阳离子可交换性，硅酸镁铝可与体系中相容剂的极性基团产生作用，使得硅酸镁铝由亲水憎油性变为憎水亲油性，以此提高了硅酸镁铝在体系中的相容性、分散性和包容性，减少了团聚现象，有利于提高电缆料的生产质量。热塑性聚氨酯具有硬度范围广、机械强度高、耐寒性突出、加工性能好、耐油、耐水、耐霉菌等优点，用于制备电缆料，有利于提高电缆料的力学性能和耐老化性能，使得电缆料的使用寿命得以延长。聚碳酸酯燃烧后会放出二氧化碳，用于制备电缆料，以此使得电缆料具有良好的阻燃性能。硅橡胶在燃烧过程中，硅橡胶分子逐渐向聚碳酸酯表面迁移，燃烧产物逐渐富集并形成Si-C化合物，Si-C化合物具有良好的绝热作用，阻止了电缆料的其它成分与氧气接触，抑制了其他组分的进一步燃烧，聚碳酸酯与硅橡胶配合作用，并用于制备电缆料，从而使得电缆料具有良好的阻燃性能。此外，硅橡胶不易点燃，燃烧时热释放速率低，燃烧速度慢，主链上的Si-O键转变成连续的抗氧化性良好的网络结构，硅灰石的加入能有效提高硅橡胶的热稳定性，使得硅橡胶的热分解温度升高，分解速率降低，硅灰石与硅橡胶配合作用，用于制备电缆料，以此使得电缆料的热稳定性得以提高。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：按照重量份数计，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料的组成原料具体包括如下组分：热塑性聚氨酯145份、氢氧化镁20份、硅橡胶10份、硅灰石10份、聚碳酸酯25份、甲基丙烯酸甲酯25份、硅酸镁铝15份、相容剂20份、引发剂4份、表面活性剂2.5份、分散剂3.5份、抑烟剂3.5份。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。通过采用上述技术方案，硅酸镁铝可与体系中马来酸酐接枝聚乙烯上的极性基团产生作用，使得硅酸镁铝由亲水憎油性变为憎水亲油性，以此提高了硅酸镁铝在体系中的相容性、分散性和包容性。在硅酸镁铝与马来酸酐接枝聚乙烯的共同作用下，以此使得体系中的热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯、硅酸镁铝和氢氧化镁在密炼过程中分散更加均匀，减少了无机阻燃剂团聚现象，有利于提高电缆料的生产质量。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分散剂为磷酸酯。通过采用上述技术方案，采用磷酸酯作分散剂，磷酸酯与热塑性聚氨酯具有良好的相容性，且渗出性小，用于制备电缆料，有利于使得各原料间分散更加均匀，进一步减少电缆料的团聚现象。本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的，一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料的制备方法，该制备方法包括如下几个步骤：(1)按比例称取氢氧化镁，置于100-105℃的条件下干燥3-4h，加入称取的甲基丙烯酸甲酯、表面活性剂以及去离子水180-200份，在超声波条件下进行超声分散15-20min，随后加入引发剂，并通入氮气反应2-3h，冷却至室温后，依次进行真空抽滤、真空干燥、研磨，得改性氢氧化镁颗粒；(2)按比例称取热塑性聚氨酯和聚碳酸酯，混合均匀后，置于75-78℃的真空干燥箱中干燥2.5-3.5h，备用；(3)按比例称取硅橡胶、硅灰石、硅酸镁铝、相容剂、分散剂以及抑烟剂，与改性氢氧化镁颗粒以及步骤(2)所得混合物一起加入密炼机中，在170-175℃的温度条件下密炼15-20min，随后经挤出机中挤出造粒，即得高阻燃低烟无卤TPU电缆料。通过采用上述技术方案，在表面活性剂以及引发剂的作用下，单体甲基丙烯酸甲酯形成聚甲基丙烯酸甲酯，氢氧化镁被聚甲基丙烯酸甲酯包裹后，氢氧化镁表面的氢氧根数量减少，氢氧化镁由亲水憎油性变为憎水亲油性，根据相似相容原理，提高了氢氧化镁与其他高聚物分子之间的相容性，以便使得氢氧化镁均匀分散于体系中。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(1)中超声波的频率为1500-1550Hz。通过采用上述技术方案，采用超声波进行处理，以此使得甲基丙烯酸甲酯、表面活性剂、引发剂以及氢氧化镁均匀分散于去离子水中。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(1)中改性氢氧化镁颗粒的细度为90-100目筛。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰中的一种。通过采用上述技术方案，选用过硫酸铵、偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，其特征在于，按照重量份数计，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料的组成原料具体包括如下组分：热塑性聚氨酯140-150份、氢氧化镁15-25份、硅橡胶7-13份、硅灰石7-13份、聚碳酸酯20-30份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、硅酸镁铝10-20份、相容剂15-25份、引发剂3-5份、表面活性剂1-4份、分散剂2-5份、抑烟剂1-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，其特征在于，按照重量份数计，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料的组成原料具体包括如下组分：热塑性聚氨酯140-150份、氢氧化镁15-25份、硅橡胶7-13份、硅灰石7-13份、聚碳酸酯20-30份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、硅酸镁铝10-20份、相容剂15-25份、引发剂3-5份、表面活性剂1-4份、分散剂2-5份、抑烟剂1-5份。


2.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，其特征在于，按照重量份数计，该高阻燃低烟无卤TPU电缆料的组成原料具体包括如下组分：热塑性聚氨酯145份、氢氧化镁20份、硅橡胶10份、硅灰石10份、聚碳酸酯25份、甲基丙烯酸甲酯25份、硅酸镁铝15份、相容剂20份、引发剂4份、表面活性剂2.5份、分散剂3.5份、抑烟剂3.5份。


3.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。


4.根据权利要求1所述的一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料，其特征在于：所述分散剂为磷酸酯。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种高阻燃低烟无卤TPU电缆料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下几个步骤：
（1）按比例称取氢氧化镁，置于100-105℃的条件下干燥3-4h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董建东，何亚丽，李俊龙，
申请(专利权)人：上海方之德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31