CN102382401A - 一种cmr级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种CMR级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料，该线缆护套料包括含有下列重量份的物质：聚氯乙烯100份，增塑剂20-40份，阻燃增塑剂15-40份，阻燃剂40-80份，稳定剂6-10份，助剂1-5份；其中，所述所述阻燃增塑剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的混合物；所述间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的重量比为：3-6∶3-6∶1。本发明还提供了该护套料的制备方法。本发明的线缆护套料可大大减少普通增塑剂的用量，同时有效增加产品的阻燃性能，从而达到加工性和阻燃性的最佳结合点。

Description

一种CMR级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种线缆护套材料，尤其涉及一种CMR级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料及其制备方法。

背景技术

目前，随着通讯网络的不断发展，商用办公大楼里越来越多的采用综合布线的方法，这导致了天花板或地板下空间的通讯线缆越来越多。在北美和墨西哥，所有的通讯线缆必须符合CMP、CMR、CM、CMX四个防火级别之一，并且必须要有标志。

其中，CMR等级通信线缆是等级居于第二位的线缆，适用安全标准为UL1666。实验规定在模拟直立轴上敷设多条试样，用规定的154.5KW煤气本生灯30分钟。合格标准为火焰不可蔓延到12英尺高的房间的上部。CMR等级通信线缆没有烟雾浓度规范，一般用于楼层垂直和水平布线使用，应用最为广泛的阻燃线缆之一。CMR级通信线缆具有完美的阻燃能力，使用基于卤化物的化学物质阻止燃烧扩散，CMR线缆外套一般由某类PVC制成，在燃烧室会散发出卤酸类气体，气体会耗尽空气中的氧气，使火焰熄灭。

目前，应用PVC(聚氯乙烯)为基料的阻燃线缆材料很多，公开号为CN102161805A的发明专利公开了一种CMR级高阻燃环保型同轴电缆用聚氯乙烯电缆护套料，、电缆护套料应用PVC为基材，配以多种增塑剂、阻燃剂、稳定剂及填充剂，得到一种能用于CMR级同轴线缆护套的阻燃复合材料。该阻燃复合材料氧指数低于35，阻燃效果有限，且用途限制在同轴线缆护套上适用。

发明内容

本发明为解决现有的线缆护套料的氧指数低的技术问题，提供一种氧指数高的线缆护套料及其制备方法。

本发明提供了一种CMR级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料，该线缆护套料包括

其中，所述所述阻燃增塑剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的混合物；所述间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的重量比为：3-6∶3-6∶1。

本发明还提供了一种本发明所述的线缆护套料的制备方法，包括以下步骤：

S1、配制阻燃增塑剂混合物：将间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合均匀；

S2、配料：将聚氯乙烯倒入高混机内，边搅拌边加热至90-100℃，加入步骤S1中配好的阻燃增塑剂混合物并搅拌均匀，然后加入增塑剂搅拌均匀，最后加入阻燃剂、稳定剂以及助剂搅拌均匀；

S3、挤出造粒：将步骤S2中得到的混合物加入到双螺杆挤出机造粒，即得到线缆护套料。

本发明的线缆护套料用间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯按照比例混合形成的混合物作为阻燃增塑剂应用到产品中，产生协同效应，可大大减少普通增塑剂的用量，同时有效增加产品的阻燃性能，从而达到加工性和阻燃性的最佳结合点。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种CMR级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料，该线缆护套料包括

其中，所述所述阻燃增塑剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的混合物；所述间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的重量比为：3-6∶3-6∶1。

本发明的发明人经过大量的实验得出，造成行业内同类产品的种种不足的原因主要在于，在线型的CMR等级产品上应用的阻燃护套料要求具有较好的加工性能，同时也要有足够的阻燃性从而达到苛刻的CMR等级燃烧要求。而众所周知，PVC的加工性能主要依靠添加足够量的增塑剂来实现的，而通常的增塑剂为易燃物，添加量越大加工性越好，但是越容易燃烧；而减少其用量又势必降低产品的加工性，使得产品的质量差，为后续加工带来困难。本发明的发明经过大量的实验意外的发现，选用间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯按照重量比为3-6∶3-6∶1混合形成的混合物作为阻燃增塑剂，可以得到阻燃性和增塑能力都好的线缆护套料。其中，间苯二酚双(二苯基磷酸酯)阻燃性较好，四溴化邻苯二甲酸二辛酯塑化性较好。但以上两种由于分子结构相差较大，互溶性较差，而磷酸三(2，3-二氯丙基)酯既有磷酸酯类基团，又有卤化基团，与上述两者具有较好的相容性，像一座桥梁增加了两者的互溶性。经过发明人的大量实验还发现，上述三种阻燃增塑剂在按照比例混合应用到产品中，产生协同效应，可大大减少普通增塑剂的用量，同时有效增加产品的阻燃性能，从而达到加工性和阻燃性的最佳结合点。

为了进一步的提高线缆护套料的加工性能及阻燃性能，优选地，所述所述间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的重量比为：3.5-5.5∶3.5-5.5∶1。

本发明所提供的线缆护套料，所述增塑剂没有特别的限制，可以为本领域中常用的各种增塑剂，如邻苯二甲酸二异癸酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

本发明所提供的线缆护套料，所述阻燃剂没有特别的限制，可以为本领域中常用的各种阻燃剂，如所述阻燃剂为三氧化二锑和氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌中的至少一种。

优选地，所述助剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硅酮、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

优选地，稳定剂为市售钙锌稳定剂。

本发明还提供了该线缆护套料的制备方法，包括以下步骤：

S1、配制阻燃增塑剂混合物：将间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合均匀；

S2、配料：将聚氯乙烯倒入高混机内，边搅拌边加热至90-100℃，加入步骤S1中配好的阻燃增塑剂混合物并搅拌均匀，然后加入增塑剂搅拌均匀，最后加入阻燃剂、稳定剂以及助剂搅拌均匀；

S3、挤出造粒：将步骤S2中得到的混合物加入到双螺杆挤出机造粒，即得到线缆护套料。

优选地，所述双螺杆挤出机的工作温度为140℃-160℃，喂料频率为20赫兹，主机转速为300转/分。

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

1、称量：按照下表1实施例1所述配方分别秤取对应物质备用；

2、配制阻燃增塑剂混合物：将称量好的间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯加入搅拌釜内，充分搅拌至均匀混溶备用；

3、配料：将聚氯乙烯倒入高混机内，边搅拌边加热至100℃，加入步骤2中配好的混合液，搅拌5min，加入称量好的增塑剂，再搅拌5min；然后依次加入其余阻燃剂、稳定剂以及助剂，高速搅拌均匀即可。

4、挤出造粒：将配好的将混合好的上述物料从混料机排出、投入双螺杆挤出机的喂料料斗中，由喂料机均匀加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机温度设定为1500℃之间，喂料频率为20赫兹，主机转速为300转/分，经过螺杆挤出机高速剪切、混炼，达到充分混熔的目的，再通过机头的切料机造料，由风机送入料仓包装即可样品A1。

表1

实施例2-7

按照实施例1的方法和表1中实施例2-6各配方的含量制备样品A2-A6。

对比例1

按照CN102161805A中的方法制备样品CA1。

对比例2

按照实施例1的方法制备样品CA2，区别在于：不含有间苯二酚双(二苯基磷酸酯)。

对比例3

按照实施例1的方法制备样品CA3，区别在于：不含有四溴化邻苯二甲酸二辛酯。

对比例4

按照实施例1的方法制备样品CA4，区别在于：不含有磷酸三(2，3-二氯丙基)酯。

测试方法

将实施例1-6的样品A1-A6及对比例1-4的样品CA1-CA4进行如下1-5项目的测试，结果见表2。将实施例1的样品A1-A6及对比例1-4的样品CA1-CA4在100℃老化168h，然后在对其进行4-6项目的测试，结果见表3.

1、邵氏硬度

按照标准ASTM D-2240测试个样品的邵氏硬度；

2、熔融指数

按照标准ASTM D-1238测试样品的熔融指数；

3、氧指数

按照标准ASTM D-2863测试样品的氧指数；

4、拉伸断裂强度

按照标准ASTM D-412测试样品的拉伸断裂强度；

5、拉伸断裂伸长率

按照标准ASTM D-412测试样品的拉伸断裂伸长率；

6、CMR等级燃烧测试结果

按照UL1666的CMR标准对样品进行测试。

表2

表3

从表2中可以看出，本发明得到的护套料在大幅度消减了普通增塑剂用量的情况下，产品的熔融指数较高，表明加工性能并没有降低，而氧指数均达到了38以上，表明阻燃性能大幅度提高。而对比例的氧指数低于33.4，阻燃性能差。

从表3中可以看出，本发明的护套料完全能满足CMR等级的燃烧测试。对比例中只有对比例1能够通过CMR等级的燃烧测试，但是其拉伸断裂强度与拉伸断裂伸长率还是要比实施例差很多，而对比例2-4均不能通过CMR等级的燃烧测试。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (7)

1.一种CMR级高阻燃聚氯乙烯线缆护套料，其特征在于，该线缆护套料包括含有下列重量份的物质：

其中，所述阻燃增塑剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的混合物；所述间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的重量比为：3-6∶3-6∶1。

2.根据权利要求1所述的线缆护套料，其特征在于，所述间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯的重量比为：3.5-5.5∶3.5-5.5∶1。

3.根据权利要求1或2所述的线缆护套料，其特征在于，所述所述增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯、偏苯三酸三辛酯和对苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的线缆护套料，其特征在于，所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的线缆护套料，其特征在于，所述助剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硅酮和甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

6.一种权利要求1所述的线缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配制阻燃增塑剂混合物：将间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、四溴化邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合均匀；

S2、配料：将聚氯乙烯倒入高混机内，边搅拌边加热至90-100℃，加入步骤S1中配好的阻燃增塑剂混合物并搅拌均匀，然后加入增塑剂搅拌均匀，最后加入阻燃剂、稳定剂以及助剂搅拌均匀；

S3、挤出造粒：将步骤S2中得到的混合物加入到双螺杆挤出机造粒，即得到线缆护套料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的工作温度为140℃-160℃，喂料频率为20赫兹，主机转速为300转/分。