CN102504439A - 一种聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂 - Google Patents

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聂矗
冯洪福
夏锐
周光举
周海涛
张瑜
沈志平
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Abstract

本发明公开了一种聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂，按照重量份计算，它是由三氧化二锑10～50份、硼酸锌30～80份和氧化锌5～20份混合制备而成。与现有技术相比，本发明的无机复合阻燃剂应用于聚氯乙烯电线电缆料阻燃时，阻燃效果和抑烟效果都较好，并且生产成本低，线缆料的其它主要性能指标均满足GB/T8815-2008的要求。

Description

一种聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂
技术领域
 本发明涉及无机阻燃剂技术领域，特别是涉及一种聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂。
背景技术
聚氯乙烯树脂(PVC)极限氧指数为45，属于难燃材料。但在实际应用中，为满足电线电缆料加工性能、柔软性能及耐低温性能的要求，通常需在PVC中加入大量的增塑剂以及其他加工助剂，使得PVC阻燃性能大大下降，氧指数可降到24左右。另外，PVC材料在燃烧时会产生大量的有毒烟雾，严重危害人民群众的生命财产安全。因此，随着国民经济的发展，在一些高精尖设备仪器、地铁、高层建筑、发电站等场合，人们对所使用的PVC电线电缆的阻燃性提出了更高的要求，不但要求高的阻燃性能，同时也要求具有一定的抑烟性能。
目前，解决PVC线缆材料阻燃的方法主要是添加无机阻燃剂或有机阻燃剂，使其达到阻燃效果。在线缆料中，常用的无机阻燃剂主要有三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、铝酸锌、二氧化硅及钼的氧化物等；有机阻燃剂主要有卤系、磷酸酯类及含氮阻燃剂。
三氧化二锑是PVC中应用较多、阻燃效果较好的一种阻燃剂，三氧化二锑可以与卤系、磷系及氮系阻燃剂协效，达到更好的阻燃效果。然而三氧化二锑阻燃制品在燃烧过程中生烟量大，特别是应用于PVC电线电缆料中，一旦发生火灾危险，对逃生甚为不利。氢氧化物体系具有很好的抑烟效果，然而其阻燃效果不好，添加量大，严重影响材料的力学、加工等性能。因此，PVC电线电缆的阻燃抑烟仍然是很多研究者热衷的课题。
发明内容
 本发明旨在解决现有无机阻燃剂无法满足聚氯乙烯电线电缆阻燃、抑烟的缺陷的同时，又能保证材料本身物理性能的技术问题。 
    为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
    按照重量份计算，本发明聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂是由三氧化二锑10～50份、硼酸锌30～80份和氧化锌5～20份混合制备而成。
优选的，上述聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂是由三氧化二锑20～40份、硼酸锌40～70份和氧化锌10～15份混合制备而成。
最佳的，前述无机复合阻燃剂是由三氧化二锑40份、硼酸锌50份和氧化锌10份混合制备而成。
制备时，将三氧化二锑、硼酸锌和氧化锌按照质量比例称量，放入高速混合机，混合10min，出料，即可得到无机复合阻燃剂。
阻燃剂性能测试方法如下：
准确称取PVC树脂粉100g、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）30g、氯化石蜡25g、稳定剂3g、CaCO3  40g、无机复合阻燃剂5g，其他助剂1-3g,在高速混合机中混合均匀。然后将混好的粉料在温度为165±5℃的双辊开炼机上开炼5～10min，再在温度为165±5℃的平板硫化机中按不加压预热、恒温加压、加压冷却的顺序压制15～20min，出模，将平板硫化机压制出的平板裁制成测试所需的样条形状，按照国标在适当的温度、湿度下调节规定时间之后进行测试。
本发明的无机复合阻燃剂与三氧化二锑/硼酸锌两元复配阻燃剂相比，应用于聚氯乙烯电线电缆料中，添加量均为5份时，极限氧指数可由33.4%升高到36.9%，提高了3.5单位；与三氧化二锑单组份阻燃剂相比，其烟密度降低了40%左右，成本减少45%左右，且氧指数略有提高；线缆料其他主要性能指标均满足电线电缆用软聚氯乙烯塑料GB/T 8815-2008要求。
与现有技术相比，本发明的无机复合阻燃剂应用于聚氯乙烯电线电缆料阻燃时，阻燃效果和抑烟效果都较好，并且生产成本低，线缆料的其它主要性能指标均满足GB/T 8815-2008的要求。
具体实施方式
实施例1：取微米级三氧化锑40kg、微米级硼酸锌54kg和微米级氧化锌6kg，置于高速混合机中，混合10min，出料，即得无机复合阻燃剂。
实施例2：取微米级三氧化锑40kg、微米级硼酸锌50kg和微米级氧化锌10kg，置于高速混合机中，混合10min，出料，即得无机复合阻燃剂。
实施例3：取三氧化锑40kg、硼酸锌40kg和氧化锌20kg，置于高速混合机中，混合10min，出料，即得无机复合阻燃剂。
实施例4：阻燃剂性能测试
(1) 配料：准确称取PVC树脂粉100g；DOP 30g；氯化石蜡25g；稳定剂3g、CaCO3  40g；无机复合阻燃剂5g；其他助剂1-3g,依次加入混合机中进行高速混合。
(2) 塑炼：应严格控制开炼机的辊温，以防止物料的分解而影响性能，在实验中，前辊温度为165±5 ℃，后辊温度为165±5℃，使物料包前辊。
(3) 模压：所有配方的模压的时间、压力相同，试验中压力为14MPa，温度为165 ℃。
(4) 制样：将平板硫化机压制出的平板裁制成测试所需的样条形状，按照国标在适当的温度、湿度下调节规定时间之后进行测试。
阻燃剂性能测试：
Figure 2011103296827100002DEST_PATH_IMAGE002
注1. 上表中材料的氧指数及烟密度的测试标准分别为GB 2406-09和ASTM E 662-03，从数据可以看出，三元体系氧指数比Sb2O3/ZB提高了3.5单位，烟密度可比三氧化二锑减少40%左右。
2．上表阻燃剂成本中原材料价格分别为：三氧化二锑：81000元/吨，硼酸锌13500元/吨，氧化锌21000元/吨；“Sb2O3”表示阻燃剂为纯的三氧化二锑；“Sb2O3/ZB”表示阻燃剂为三氧化二锑与硼酸锌的混合物，其比例为三氧化二锑/硼酸锌=2/3（重量比）。

Claims (3)

1. 一种聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂，其特征在于：按照重量份计算，它是由三氧化二锑10～50份、硼酸锌30～80份和氧化锌5～20份混合制备而成。
2.按照权利要求1所述聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂，其特征在于：它是由三氧化二锑20～40份、硼酸锌40～70份和氧化锌10～15份混合制备而成。
3.按照权利要求2所述聚氯乙烯电线电缆料用无机复合阻燃剂，其特征在于：它是由三氧化二锑40份、硼酸锌50份和氧化锌10份混合制备而成。
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