[发明专利]耐磨阻燃改性聚氨酯电缆材料及其制备方法

说明书

本发明提供了耐磨阻燃改性聚氨酯电缆材料，属于电缆材料技术领域。耐磨阻燃改性聚氨酯电缆材料，由热塑性聚氨酯、聚烯烃弹性体和改性剂制成，所述改性剂包括增容剂、协效阻燃剂和填充剂，所述增容剂为马来酸酐接枝EVA和硅烷偶联剂的至少一种，所述协效阻燃剂为二乙基次膦酸铝与纳米氢氧化镁的组合物，所述填充剂为纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝和纳米炭黑的至少两种。本发明以热塑性聚氨酯作为基体材料，通过掺混聚烯烃弹性体以及改性剂，以改善热塑性聚氨酯的阻燃性能，同时兼顾其耐磨性能的提升。

技术领域

本发明属于电缆材料技术领域，具体涉及耐磨阻燃改性聚氨酯电缆材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯作为一种具有广阔发展前景的新兴高分子材料，具有优异的综合性能和广泛用途，被誉为“第五大塑料”。热塑性聚氨酯弹性体(TPU)因其合成原料均为两官能度，所以其分子链之间基本不存在化学交联，因此其加工性能、力学性能及低温性能的表现均非常突出，广泛运用在电线电缆行业，而且前景非常广阔。

热塑性聚氨酯虽然有诸多优越性能，但是也不能忽视其缺陷，热塑性聚氨酯阻燃性能普遍不好，极限氧指数仅仅有20％左右，而且还存在非常容易滴落、易续燃、发烟量大、气味浓烈等多种缺点。以上这些缺陷都需要对其进行加工改性，改善其阻燃性能，从而达到电线电缆行业的应用要求。

专利文献CN102757636A公开了一种阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其重量百分比组成包括：聚酯型热塑性聚氨酯60～80％，无卤阻燃剂10～30％，阻燃协效剂1～10％，扩链剂1～10％，抗氧剂0.1～2％，非阻燃添加剂5％以下。该发明阻燃热塑性聚氨酯弹性体在达到良好的阻燃性的同时，保证了TPU材料原有的高拉伸强度和断裂伸长率等较好的机械性能。专利文献CN104212156A公开了一种无卤阻燃热塑性聚氨酯，由下列重量份的原料制成：热塑性聚氨酯50-100份、阻燃剂5-20份、抗氧化剂1-10份、分散剂1-10份、抗滴落剂1-5份和脱模剂0.1-0.5份。该发明所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯具有卓越的阻燃性，经过测试，完全可以满足现代工业挤出成线的要求。上述技术均是对热塑性聚氨酯进行阻燃改进，以提升其阻燃性能，同时也考虑到对其力学性能的保持，但是目前电缆多为地下管道铺设，拖拽摩擦现象普遍，使电缆不可避免地受到摩擦损坏，影响使用寿命，以及引起潜在危害等，因此使电缆具有较好的耐磨损性是应予重视的一个现实问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种耐磨阻燃改性聚氨酯电缆材料，以改善其阻燃性能，并兼顾电缆的耐磨性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

耐磨阻燃改性聚氨酯电缆材料，由热塑性聚氨酯、聚烯烃弹性体和改性剂制成，所述改性剂包括增容剂、协效阻燃剂和填充剂，所述增容剂为马来酸酐接枝EVA和硅烷偶联剂的至少一种，所述协效阻燃剂为二乙基次膦酸铝与纳米氢氧化镁的组合物，所述填充剂为纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝和纳米炭黑的至少两种。

优选地，所述热塑性聚氨酯的重量份为30-50份，所述聚烯烃弹性体的重量份为25-40份，所述增容剂的重量份为8-15份，所述协效阻燃剂的重量份为5-12份，所述填充剂的重量份为15-25份。

优选地，所述热塑性聚氨酯与聚烯烃弹性体的重量份比值大于1。

优选地，所述增容剂为马来酸酐接枝EVA和硅烷偶联剂的组合物，所述马来酸酐接枝EVA和硅烷偶联剂的重量比为1：(0.5-1.2)。

优选地，所述二乙基次膦酸铝与纳米氢氧化镁的重量比为(1-3.2)：1。

优选地，所述填充剂为纳米碳酸钙和纳米炭黑的组合物，所述纳米碳酸钙和纳米炭黑的重量比为1：(3-5)。

优选地，所述改性剂还包括增塑剂，所述增塑剂为蓖麻油季戊四醇酯和邻苯二甲酸二辛酯的复配混合物，二者的重量比为1：(1-5)。