CN102898809A - 一种无卤阻燃聚苯醚电缆料及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种无卤阻燃聚苯醚电缆料及其制备方法。本发明的无卤阻燃聚苯醚电缆料包括如下重量百分含量的组分：聚苯醚30-50%；弹性体10-25%；聚乙烯10-15%；阻燃剂8-28%；抗氧剂0.2-1%；润滑剂0.2-1%。本发明还进一步公开了无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法。本发明采用聚乙烯和弹性体对聚苯醚进行改性，并且没有使用官能化聚苯醚作为相容剂，简化了材料的配比和制备，降低了生产成本。本发明的无卤阻燃聚苯醚电缆料材料由于具有加工性能好、无卤阻燃、密度低、拉伸强度高等优良性能，可广泛应用于电子线绝缘料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃聚苯醚电缆料及其制备和应用。
背景技术
聚苯醚是聚2，6-二甲基-1，4-苯醚，又称聚苯撑氧。聚苯醚无毒、相对密度小，具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。在很宽温度、频率范围内电性能好，不水解、成型收缩率小，难燃有自熄性，耐无机酸、碱。然而，单一的聚苯醚树脂流动性差，成型加工困难，硬度高，很难作为电缆料使用。用作电缆料时，需要对其进行改性。
通过在聚苯醚中加入弹性体改性，可以有效的改善聚苯醚的加工流动性，降低其硬度，同时加入阻燃剂，也将进一步改善聚苯醚的阻燃性。经过改性的聚苯醚，可以达到和聚氯乙烯电缆料相似的加工性能和柔软度，但是由于其为无卤阻燃产品，所以比聚氯乙烯更加安全环保。
中国专利说明书CN 101130616A公开了一种低烟无卤阻燃聚苯醚电线电缆料及其制备方法。其中，改性树脂为弹性体和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，同时采用了官能化聚苯醚作为相容剂，配方相对复杂，而且成本也不低。
发明内容
本发明的目的在于采用弹性体、聚乙烯和阻燃剂对聚苯醚进行改性，提供一种新型的无卤阻燃聚苯醚电缆料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案来实现：
一种无卤阻燃聚苯醚电缆料，其原料包括如下重量百分含量的组分：
聚苯醚 30-50％；
弹性体 10-25％；
聚乙烯 10-15％
阻燃剂 8-28％；
抗氧剂 0.2-1％；
润滑剂 0.2-1％。
较佳的，所述聚苯醚的粘度在0.38dl/1-0.52dl/l之间。
较佳的，所述弹性体为苯乙烯类弹性体，如丁二烯-苯乙烯共聚物SBS、氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS等。如，丁二烯-苯乙烯共聚物SBS可选自台橡股份有限公司的SBS-3206等牌号；氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS可选自美国科腾高性能聚合物公司的SEBS1651等牌号。
较佳的，所述聚乙烯的熔融指数为0.2-7g/10min。
较佳的，所述阻燃剂为无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)，来自苏州凯马化学科技有限责任公司。
较佳的，所述抗氧剂为抗氧剂1076，即(β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯)，可从市场上直接购买。
较佳的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
本发明的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚苯醚、弹性体、聚乙烯、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照配比放入高速混合机中，在1500-3000rpm的转速下高速混合1-3分钟；
(2)高速混合后，在步骤(1)的混合机内，在500-1000rpm的转速下低速混合并出料；
(3)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，获得所述无卤阻燃聚苯醚电缆料。
较佳的，步骤(3)中，所述双螺杆挤出造粒机的转速为180-600转/分，温度为200-280℃。
所述高速混合机为北京塑料机械厂生产的GH-200DY型高速混合机；所述双螺杆挤出机为南京瑞亚高聚物装备有限公司生产的TSE-75型双螺杆挤出机。
本发明的无卤阻燃聚苯醚电缆料具有如下优点：
1、本发明利用了聚苯醚自身的高强度和阻燃性的特点，通过添加聚乙烯和苯乙烯类弹性体改善了聚苯醚原有的流动性差、硬度高的缺点，制备了高强度的无卤阻燃聚苯醚电缆料。
2、本发明采用聚乙烯和弹性体对聚苯醚进行改性，并且没有使用官能化聚苯醚作为相容剂，简化了材料的配比和制备，降低了生产成本。
3、本发明的无卤阻燃聚苯醚电缆料材料由于具有加工性能好、无卤阻燃、密度低、拉伸强度高等优良性能，可广泛应用于电子线绝缘料，并可以取代传统的阻燃聚氯乙烯(PVC)电缆料。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照表1中实施例1所列各组分及其重量百分含量称取原料；
(2)将上述原料放入高速混合机中，高速3000rpm混合约1-3分钟；
(3)将高速混合后的原料再低速800rpm混合并出料；
(4)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，获得本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其中，双螺杆挤出机的转速控制在200-300转/分，温度控制在250-280℃的范围内。
将实施例1制得的无卤阻燃聚苯醚电缆料进行性能测试，其测试结果如表2所示。
实施例2
本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照表1中实施例2所列各组分及其重量百分含量称取原料；
(2)将上述原料放入高速混合机中，高速2000rpm混合约1-3分钟；
(3)将高速混合后的原料再低速1000rpm混合并出料；
(4)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，获得本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其中，双螺杆挤出机的转速控制在180-200转/分，温度控制在250-280℃的范围内。
将实施例2制得的无卤阻燃聚苯醚电缆料进行性能测试，其测试结果如表2所示。
实施例3
本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照表1中实施例3所列各组分及其重量百分含量称取原料；
(2)将上述原料放入高速混合机中，高速2500rpm混合约1-3分钟；
(3)将高速混合后的原料再低速500rpm混合并出料；
(4)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，获得本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其中，双螺杆挤出机的转速控制在400-500转/分，温度控制在200-220℃的范围内。
将实施例3制得的无卤阻燃聚苯醚电缆料进行性能测试，其测试结果如表2所示。
实施例4
本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照表1中实施例4所列各组分及其重量百分含量称取原料；
(2)将上述原料放入高速混合机中，高速1500rpm混合约1-3分钟；
(3)将高速混合后的原料再低速1000rpm混合并出料；
(4)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，获得本实施例的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其中，双螺杆挤出机的转速控制在500-600转/分，温度控制在220-250℃的范围内。
将实施例4制得的无卤阻燃聚苯醚电缆料进行性能测试，其测试结果如表2所示。
表1实施例1-4的原料组成和配比(单位：千克)
表1中：聚苯醚1的粘度为0.38dl/l，蓝星化工，LXRO40；
聚苯醚2的粘度为0.45dl/l，蓝星化工，LXRO45；
聚苯醚3的粘度为0.52dl/l，蓝星化工，LXRO50；
聚乙烯1，熔融指数为0.2g/10min，扬巴石化，1810D
聚乙烯2，熔融指数为7g/10min；燕山石化，1C7A。
阻燃剂，苏州凯马化学科技有限责任公司，三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)
对比例1
对比例1参见中国专利说明书CN 101130616A一种低烟无卤阻燃聚苯醚电线电缆料及其制备方法。其组成(质量份)如下：
聚苯醚PPO 40～80；
高抗冲聚苯乙烯HIPS 20～60；
弹性体 10～70；
官能化聚苯醚 10～20；
阻燃剂 10～60；
消烟剂 5～20；
抗氧剂 1～3；
环保色母粒 3～5。
表2实施例1-4的材料性能
表2中，各个项目的测试方法如下：
熔体流动速率的测定按照GB3682-2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定的规定进行。
密度的测定按照GB1033.1-2008塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法中的浸渍法规定进行。
拉伸强度的测定按照GB/T 1040-1992塑料拉伸性能试验方法规定进行，试验时以25mm/min的速度拉伸样品。
断裂伸长率的测定按照GB/T 1040-1992塑料拉伸性能试验方法规定进行，试验时以25mm/min的速度拉伸样品。
20℃下体积电阻率的测定按照GB/T 1410-1989固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法规定进行。
介电常数的测定按照GB 1409-88固体绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波长在内)下相对介电常数和介质损耗因数的试验方法规定进行。
介质损耗因数的测定按照GB 1409-88固体绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波长在内)下相对介电常数和介质损耗因数的试验方法规定进行。
邵氏硬度的测定按照GB 2411-1980塑料邵氏硬度试验方法规定进行。
阻燃性能按照UL1581中1080 VW-1的测试方法测试。
从表2中对比例和实施例对比可知，本发明制备的无卤阻燃聚苯醚电缆料同时具有较好的加工性能(熔体流动速率较大，流动性较好)，较高的拉伸强度、较好的阻燃性、较好的电性能、较低的硬度和较低的密度。本发明材料和现有技术中的对比例1的聚苯醚(PPO)材料相比，主要特点为：本发明配方组份不同且数量更少，尤其没有使用官能化聚苯醚作为相容剂；本发明产品的密度更低，对比例1的产品密度≥1.14g/cm3，而本发明的材料密度≤1.06g/cm3，并且本发明无卤阻燃聚苯醚电缆料同时具有上述性能指标，是一种新型的无卤阻燃聚苯醚电缆料，因此更适合作为电子线类电缆料使用。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃聚苯醚电缆料，其原料包括如下重量百分含量的组分：
聚苯醚 30-50％；
弹性体 10-25％；
聚乙烯 10-15％
阻燃剂 8-28％；
抗氧剂 0.2-1％；
润滑剂 0.2-1％。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其特征在于，所述聚苯醚的粘度在0.38dl/1-0.52dl/l之间；所述聚乙烯的熔融指数为0.2-7g/10min。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其特征在于，所述弹性体为苯乙烯类弹性体。
4.如权利要求3所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其特征在于，所述苯乙烯类弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS或氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS。
5.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其特征在于，所述阻燃剂为无卤阻燃剂；所述无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
6.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。
7.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
8.如权利要求1-7任一所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚苯醚、弹性体、聚乙烯、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照配比放入高速混合机中，在1500-3000rpm的转速下高速混合1-3分钟；
(2)高速混合后，在步骤(1)的混合机内，在500-1000rpm的转速下低速混合并出料；
(3)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，获得所述无卤阻燃聚苯醚电缆料。
9.如权利要求8所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述双螺杆挤出造粒机的转速为180-600转/分，温度为200-280℃。
10.如权利要求1-7任一所述的无卤阻燃聚苯醚电缆料在电子线上的应用。
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