一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料及其制备方法技术

一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料，其原料包括下列重量份的组分：100份聚氯乙烯树脂，5‑20份阻燃剂a，5‑20份阻燃剂b，0.5‑2份阻燃剂c，0.5‑1份抗滴落剂。本发明专利技术技术方案中的电缆料阻燃性好，热释放量低，火焰蔓延性能好，使PVC的阻燃从阻燃材料迈向防火材料高端市场。此产品能解决目前各类大量含有易燃物质:网络线，YJV高压电力电缆等产品的成束阻燃问题。

【技术实现步骤摘要】
一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料及其制备方法
本专利技术属于电缆材料
，特别涉及一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是一种含卤高分子材料。目前市面上可以买到的纯PVC是颗粒状材料，其机械强度高，拥有非常好的防气候变化、防水、防化学品性能，是一种良好的电绝缘材料。聚氯乙烯材料对光和热敏感，但可以通过加入安定剂(稳定剂)提高其光热稳定性。如果从分子结构考虑，PVC中含有卤素显示出优异的阻燃性能。众所周知，聚合物在燃烧时伴随发生一系列自由基的反应。有文献表明，火焰实际是由聚合物表面的自由基产生的。其具体过程为：聚合物内部的材料在高温的环境下进行分解，生产小分子可燃物质(自由基和可燃小分子)，这些可燃物质通过碳层表面转移至与空气有接触的表面发生化学反应，从而生成火焰。顾名思义，成束阻燃电线电缆是指在单独的管道、电缆槽或电缆导管内，或被绑扎在一起的两根或两根以上的电缆。而成束电线电缆燃烧试验是对成束电线电缆在规定的模拟火灾条件下测定其阻燃性的试验，其在实际应用中十分广泛。例如：楼层间固定布线束，机柜线束、通讯线束等大型的燃烧模拟实验。其能表征产品在火宅发生时，阻燃材料阻止火焰蔓延的特性。在电缆成束燃烧过程中，火焰蔓延是一项有效评判电缆阻燃特性的指标(中国国家标准GB18380.31～36-2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第31、32、33、34、35、36部分：垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验》)。市面上有阻燃性能的PVC材料大多可以通过BV、RVV等线规的CM级测试(BV/RVV等线规格中都不含有易燃物质材料的线规)。然而，通信行业线缆是以电信号作为传播的，芯线包覆材料对电信号会有干扰，目前只有非阻燃的聚乙烯材料对电信号的干扰程度低，所以通讯都会以非阻燃聚乙烯未芯线，线芯只能使用非阻燃的聚乙烯材料。这种非阻燃的聚乙烯在高温环境下熔化滴流，常常表现出类似水的物理性质。这是由于燃烧后的PVC碳层是一种多孔结构，熔化的聚乙烯渗透到表面与空气发生燃烧化学反应，另一方面，聚乙烯会降解为小分子易燃物质(其中包括自由基)，这些物质通过碳层转移至碳层表面，与火焰中的氧发生化学反应。但是这也导致阻燃自熄性很好含卤材料也无法起到阻燃效果。在燃烧过程中，PE的熔点只有120-130℃，并且属于结晶材料，而火焰的温度高达800℃以上，所以聚乙烯会熔融，以固态的形式转变为具有高流动性的粘流态，具有液体的性质，随着时间的延长聚乙烯也会分解成小分子。有鉴于此，如何设计一种火焰蔓延特性好的成束阻燃电线电缆用PVC电缆料是本专利技术研究的课题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料制备，其目的是要解决现有通信行业PVC电缆料火焰蔓延性能差导致阻燃性能差的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料，其原料包括下列重量份的组分：所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯均聚物、聚氯乙烯共聚物、氯化聚乙烯中的一种或几种的混合物；阻燃剂a为三氧化二锑、硅酸盐类、三氧化钼中的一种或几种的混合物；所述阻燃剂b为硼酸锌、硅酸铝、水镁石、碱式碳酸镁、锡酸硅、锡酸镁、蒙脱土、陶土中的一种或几种的混合物；所述阻燃剂c为二硫化钼和/或甲基有机硅树脂；所述抗滴落剂为聚丙烯酸甲酯包裹的聚四氟乙烯粉末，其中聚四氟乙烯的含量为30％-45％。优选的，还包括20-40份增塑剂a和20-40份增塑剂b，所述增塑剂a为偏苯三酸三辛酯、十八碳酸丁酯、苯甲酸酯、柠檬三酸酯中的一种或几种的混合物；增塑剂b为四溴苯酐酯、氯化石蜡-52、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯中的一种或者几种的混合物。优选的，还包括10-40份填料a和10-40份填料b，所述填料a为碳酸钙，所述填料b为氢氧化铝、氢氧化镁、滑石粉的一种或几种。优选的，还包括2-10份热稳定剂，所述热稳定剂为亚磷酸酯类稳定剂和/或钙锌稳定剂。优选的，还包括0.3-2份润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸丁酯、费托蜡、氧化聚乙烯、聚乙烯蜡的一种或几种的混合物。优选的，还包括0.1-2份抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024、抗氧剂1098中的一种或几种的混合物。优选的，还包括5-10份增韧剂，所述增韧剂为杜邦的牌号ElvaloyHP441增韧剂、杜邦的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。优选的，还包括1-5份加工改性剂，所述加工改性剂为三棱P551A、三棱P530A、钟渊化学P20中的一种或者几种的混合物。优选的，所述聚氯乙烯树脂为PVC-1000型树脂、PVC-1300型树脂、PVC-800型树脂中的一种或几种的混合物。此外，本专利技术技术方案还提供了一种用于成束阻燃电线电缆用PVC电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配方比例计量称重得到原辅材料；将计量称重好的原辅材料放入高速捏合机中高速摩擦下升温至130至140℃进行高速捏合，充分混合均匀和预塑化；放入双螺杆挤出机组130—160℃下进行挤出混炼塑化；100—130℃下单螺杆造粒。本专利技术的设计原理解析：高分子材料的阻燃是一系列物理和化学变化的过程，是一个十分复杂的过程，目前并没有存在什么手段来具体的表征燃烧的过程。在燃烧的过程中一般优先发生物质凝聚态的转变，例如：聚乙烯在燃烧过程中优先发生晶体的熔化，吸收部分热量，然后发生材料的裂解，燃烧反应。这也就解释了为什么结晶类易燃聚合物容易发生：1.需要大量的热来引发燃烧。2.容易出现滴流现象。在发生熔化后，键能比较弱的键开始出现化学键的断裂、降解，继而出现主链的降解，释放出一系列的易燃低分子物质，比如H自由基、OH自由基等，从而发生燃烧现象。PVC作为非结晶材料，虽然不会有固定的熔点，但是燃烧依然会优先熔融，滴流然后出现C-CL共价键断裂，主链降解、环化等化学反应，且PVC越软其滴流现象越明显。如何在材料上降低火焰蔓延速度，一方面通过量阻燃剂的量来增加材料的阻燃性，一方面也可以通过降低可燃物质向表面转移或者在表面、内部形成组个层来降低物质蔓延速度。其本质问题为如何解决聚乙烯渗透和易燃物质转移的问题。成碳性好碳层对上述渗透转移有一定作用，但其本质是通过增加渗透转移历程来实现的，本专利技术技术方案主要是通过增加一系列具有片状二维结构的材料，在材料内部表面形成阻隔作用来降低此现象，最终在此类产品上实现良好的火焰蔓延特性。由于这个是一个很复杂的过程，电缆料的阻燃可以说是难燃程度，但是火焰蔓延不仅仅是表现未电缆料的难燃程度，同时也是表现未对电缆在火焰中的保护情况，一方面火焰蔓延特性越好，电缆在实际火灾中所能够工作的时间越长或者说几率越高。另一方面电缆其实本身就是一种可燃物，在燃烧过程中滴落、炸裂、火焰蔓延等都会点燃新的可燃物，阻止火焰蔓延能够有效阻止这些事情发生从而控制火灾进一步扩大。而在火灾中能保持通讯这是一项很有意义的事情，能够提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料，其原料包括下列重量份的组分：/n聚氯乙烯树脂 100份/n阻燃剂a 5-20份/n阻燃剂b 5-20份/n阻燃剂c 0.5-2份/n抗滴落剂 0.5-1份/n所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯均聚物、聚氯乙烯共聚物、氯化聚乙烯中的一种或几种的混合物；/n阻燃剂a为三氧化二锑、硅酸盐类、三氧化钼中的一种或几种的混合物；/n所述阻燃剂b为硼酸锌、硅酸铝、水镁石、碱式碳酸镁、锡酸硅、锡酸镁、蒙脱土、陶土中的一种或几种的混合物；/n所述阻燃剂c为二硫化钼和/或甲基有机硅树脂；/n所述抗滴落剂为聚丙烯酸甲酯包裹的聚四氟乙烯粉末，其中聚四氟乙烯的含量为30%-45%。/n

【技术特征摘要】
1.一种成束阻燃电线电缆用PVC电缆料，其原料包括下列重量份的组分：
聚氯乙烯树脂100份
阻燃剂a5-20份
阻燃剂b5-20份
阻燃剂c0.5-2份
抗滴落剂0.5-1份
所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯均聚物、聚氯乙烯共聚物、氯化聚乙烯中的一种或几种的混合物；
阻燃剂a为三氧化二锑、硅酸盐类、三氧化钼中的一种或几种的混合物；
所述阻燃剂b为硼酸锌、硅酸铝、水镁石、碱式碳酸镁、锡酸硅、锡酸镁、蒙脱土、陶土中的一种或几种的混合物；
所述阻燃剂c为二硫化钼和/或甲基有机硅树脂；
所述抗滴落剂为聚丙烯酸甲酯包裹的聚四氟乙烯粉末，其中聚四氟乙烯的含量为30%-45%。


2.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于：还包括20-40份增塑剂a和20-40份增塑剂b，所述增塑剂a为偏苯三酸三辛酯、十八碳酸丁酯、苯甲酸酯、柠檬三酸酯中的一种或几种的混合物；增塑剂b为四溴苯酐酯、氯化石蜡-52、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯中的一种或者几种的混合物。


3.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于：还包括10-40份填料a和10-40份填料b，所述填料a为碳酸钙，所述填料b为氢氧化铝、氢氧化镁、滑石粉的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于：还包括2-10份热稳定剂，所述热稳定剂为亚磷酸酯类稳定剂和/或钙锌稳定剂。

【专利技术属性】
技术研发人员：聂政，黄玉龙，廖小军，卢智生，刘泽华，
申请(专利权)人：中广核三角洲中山高聚物有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44