[发明专利]一种耐高温阻燃PVC电缆料

说明书

技术领域

本发明涉及电缆线制造技术领域，尤其涉及一种低烟无卤的耐高温阻燃PVC电缆料。

背景技术

电线电缆的基料主要为PVC塑料，PVC塑料是五大通用合成塑料之一，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。由于聚氯乙烯树脂具有良好的物理机械性能，可用于生产建筑材料，包装材料，电子材料，日用消费品等，广泛用于工业、农业、建筑、交通运输，电力电讯和包装等各领域。电线电缆是工农业生产和现代生活不可或缺的重要设施，在我国国民经济中占有非常重要的地位，但是，目前PVC电线电缆存在高温下易燃的安全隐患，容易造成电力中断，导致不必要的经济损失。因此，对PVC电缆料进行改性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了克服传统PVC电线电缆高温条件下易燃的问题，提供了一种低烟无卤的耐高温阻燃PVC电缆料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐高温阻燃PVC电缆料，所述耐高温阻燃PVC电缆料由以下重量份的组分组成：聚氯乙烯120~150份，镁铝合金5~10份，阻燃剂50~100份，分散剂20~50份和复合阻燃协效剂5.2~10份。

镁铝合金的耐热性能高，与聚氯乙烯复配增效，既可以提高材料的机械强度，又可以有效地提高本发明耐高温阻燃PVC电缆料的耐热性能。加入阻燃剂和适量复合阻燃协效剂则可以大大提高本发明耐高温阻燃PVC电缆料的阻燃、抑烟性能，安全性能高

作为优选，所述阻燃剂为纳米Cu₃B₂O₆和纳米Cu(BO₂)₂中的一种或两种。

作为优选，所述复合阻燃协效剂由以下重量份的组分组成：有机硅高聚物2~3份，锡酸锌0.5~1.5份，有机蒙脱土1.5~2.5份，钼基水滑石1~2份和磷蛋白0.2~1份。

本发明突破传统的阻燃协效剂选用化学含磷试剂作为阻燃成分的局限，选用生物质材料磷蛋白，结合有机蒙脱土和钼基水滑石，协同增效，增加阻燃剂的阻燃效果。有机硅高聚物和锡酸锌产生协同作用，有效地阻燃和抑烟，其主要机理为：燃烧过程中，有机硅高聚物在共混物燃烧时生成玻璃态的无机层，促进炭化物的生成，形成具有一定厚度的隔离膜，从而抑制燃烧。锡酸锌一方面可以通过交联促进成炭，减少可燃挥发物的释出；另一方面挥发的锡化合物可以作为气象反应催化剂，催化氧化火焰中的CO和烟炱，较少有毒气体的产生，为火灾中的逃生者增加了生存几率。水滑石为层状双金属氢氧化物（LDH），钼基水滑石为经钼化合物改性的水滑石，钼基水滑石层间具有丰富的阻燃性物种CO₃^2-和结晶水，在受热燃烧时，释放阻燃性气体CO₂起到隔绝氧气和降低材料表面温度的作用。同时钼基水滑石在表面形成凝聚相，阻止燃烧面扩展。钼基水滑石受热分解后，形成高分散的大比表面固体碱，对燃烧氧化产生的酸性气体具有极强的吸附作用，从而起到优异的抑烟作用。钼基水滑石作为阻燃协效剂具有明显的阻燃和抑烟效果，较小的添加量就可在不降低材料氧指数（LOI）的同时，使阻燃剂的抑烟效果显著提高。蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，因此要对其进行有机改性，改变蒙脱土表面的高极性，使蒙脱土层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使蒙脱土的层间距增大，使聚合物的链或单体能进入层间，从而使有机基团覆盖蒙脱土表面或插入其层间，使其表面能发生变化，增大了层间距，使其由原来的亲水性转变为亲油性，增加阻燃协效剂的分散性能，使得耐高温阻燃PVC电缆料的化学稳定性好，阻燃抑烟效果好。

作为优选，所述有机硅高聚物为硅树脂，氨基硅油和聚硅氧烷聚合物中的一种或两种。

有机硅高聚物具有热氧化稳定、高效、低烟、无毒、防熔滴、对基材性能影响小等优点，这是由构成分子主链的硅氧键的性质所决定，通过改进分子结构、提高相对分子质量、共混等来提高阻燃抑烟效果、改善成炭性及基体材料的加工和力学性能。由于含硅阻燃聚合物少烟无毒、燃烧值低、火焰传播速度慢，同时和一些阻燃剂存在着协效作用。其中，聚硅氧烷聚合物类似于互穿聚合物网络（IPN）部分交联机理而结合入耐高温阻燃PVC电缆料的聚合物结构中，可大大限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面，且与聚烯烃等高聚物相容。硅树脂能改善基材的加工性能、机械性能、耐热性能等，阻燃剂的循环使用效果较好，在提高阻燃特性的同时提高耐高温阻燃PVC电缆料的机械加工性能。