CN103849132A - 一种用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体 - Google Patents

Abstract

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：20-40份；玻璃纤维：30-40份；增塑剂：10-30份；相容剂：5-20份；润滑剂：1-2份；抗氧剂：1-2份；其中基体树脂为聚苯醚或者聚氨酯的一种或者两种混合物，阻燃剂为聚磷酸铵或者磷酸三苯酯的一种或者两者混合物，增塑剂为饱和直链烷烃油或者环烷烃油中的一种或者两种的混合物，相容剂为低聚硅氧烷，润滑剂为硅氧烷或者芥酸酰胺中的一种或者多种的混合物，抗氧剂为受阻酚类或者亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂中的一种或者多种的混合物。本发明公开的弹性体热塑性好，拉伸延展性强，强度大，有良好的阻燃效果。

Description

一种用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体

  

技术领域

    本发明涉及一种电缆用阻燃弹性体，特别是一种用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体。 

背景技术

聚烯烃弹性体材料具有较好的加工性能和弹性，很适合做各种挤出线材护套的原材料。但由于聚烯烃弹性体材料具有较强的可燃性，用其制作的电线电缆，当周围环境发生火灾后，火焰会沿着线缆迅速蔓延到整个线路，导致火焰的蔓延和扩大。因此，应该选择含阻燃剂的阻燃电线电缆。目前阻燃剂主要分为有机阻燃剂和无机阻燃剂，含卤阻燃剂和无卤阻燃剂。有机阻燃剂是以溴系、磷氮系、氮系和包覆红磷等化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硅系等阻燃体系。 

其中卤系阻燃剂以其添加量少、成本低廉、阻燃效果显著而得到广泛应用，在阻燃聚烯烃线缆应用领域中曾占有重要地位。但此类含卤阻燃线缆在燃烧时发烟量大，会产生大量腐蚀性气体和有毒气体，给灭火、逃离和恢复工作带来很大困难，并造成二次危害。因此，从安全性和环保性等方面考虑应选择低烟无卤阻燃剂应用到线缆上。 

热塑性弹性体是一种集热塑性塑料和橡胶优良性能于一身的新型材料，它可以单独成型，也可以不使用任何粘结剂，用二次注塑或挤出机共挤方法牢固地包覆在PP、PE、PS、ABS、PC 等塑料材料上，从而制成内部硬质聚合物骨架，外层是软性弹性体的制品。因此被广泛应用于家庭、玩具及各种工具的手柄，以达到既有弹性、刚性、防滑的手感，又有隔热、减震、阻尼、绝缘的作用，可缓解使用者的疲劳感。由于热塑性弹性体原料配方、配比不同，所以其性能各不相同。 

中国专利申请( 公开号：CN1765984A) 涉及一种热塑性弹性材料及其制备方法，该弹性材料采用了以SEBS 作为基本原料，包含两种以上的SEBS、增塑剂、热塑性聚氨酯、相容剂以及抗氧剂、无机矿物为原料的热塑性弹性体。由于该弹性材料选择的相容剂没有针对性，只提高了该材料与一般极性材料的相容性，而针对尼龙、尤其是添加了大量玻纤做增强的尼龙，没有任何效果，所以该材料只适合于用在ABS 的二次注塑粘结上。 

中国专利申请( 公开号：CN1931919A) 公开了一种与尼龙材料二次射粘用热塑性弹性体，该弹性体原料及其重量百分比组成为：基体树脂10 ％-60 ％、填充油5 ％-60 ％、增粘剂5％-50％、矿物填充剂0％-25％、偶联剂0.1％-0.8％、加工助剂0.1％-2％、复合稳定剂0.1 ％-2 ％。虽然该热塑性弹性体材料与普通的尼龙粘合牢固，但是由于该弹性体中的增粘剂采用了尼龙类聚合物、极性树脂中的至少一种，如果增粘剂采用尼龙类聚合物，而在该材料本身没有其它增加尼龙类聚合物和配方中基体树脂相容性的成份，导致最终产品物理性能较差，应用范围较小；即使采用极性树脂或极性树脂和尼龙类聚合物组合的技术方案，也会导致在高玻纤填充下的尼龙缺乏较好的相容性，从而大大降低粘结效果，甚至无法粘结成功。 

鉴于弹性体良好的塑性、延展性以及改性调节能力，既能够充分地保护线缆的线材，同时还能够通过改性改善线缆的安全性和安装使用性能。 

  

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，原料来源广泛，弹性回复性能好，有良好的加工性能和阻燃性能，同时具有强度高、抗氧化、耐腐蚀的优点。 

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：20-40份；玻璃纤维：30-40份；增塑剂：10-30份；相容剂：5-20份；润滑剂：1-2份；抗氧剂：1-2份；其中基体树脂为聚苯醚或者聚氨酯的一种或者两种混合物，所述阻燃剂为聚磷酸铵或者磷酸三苯酯的一种或者两者混合物，所述增塑剂为饱和直链烷烃油或者环烷烃油中的一种或者两种的混合物，所述相容剂为低聚硅氧烷，所述润滑剂为硅氧烷或者芥酸酰胺中的一种或者多种的混合物，所述抗氧剂为受阻酚类或者亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂中的一种或者多种的混合物。本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，原料来源广泛，原料成本低廉，毒性低，环境友好，生产成本低廉生产使用方便，污染低，阻燃绝缘效果好，对电缆芯材的防护能力强，具有良好的延展性和抗氧化腐蚀性能。 

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体的一种改进，其原料组成还包括如下组成，以重量份数计：抑烟剂：20-30份；抗滴落剂：0.3-0.5份；所述抑烟剂为硼酸锌或者水合氢氧化铝的一种或者两者混合物，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。本改进通过添加的抑烟剂和抗滴落剂，有效地降低了电缆护套料燃烧时的发烟量，降低火灾时的窒息性和毒性，同时有效地避免了火灾时电缆护套料融化滴落而增加燃烧面积，有效地增加了电缆护套料的安全性，降低火灾的危害性和致命性，有利于保证人身和财产的安全。 

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体的又一种改进，所述玻璃纤维以长度为100-120微米长径比为10-20:1的玻璃纤维为原料经硅烷偶联剂KH-550于高速搅拌机搅拌10min混均改性后得到。本改进通过对玻璃纤维进行表面改性，从而提高了玻璃微珠的表面力学性能，改善玻璃微珠与基体树脂的亲和性，从而有效地改善了电缆护套的力学性能，有效地电缆的产品质量和使用寿命。 

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，具有原料来源广泛，成本低廉，毒性小，环境友好，材料可加工性强，弹性回复能力强，便于在线缆在生产生活中使用安装架设，同时具有拉伸强度大，延展性好，抗氧化耐腐蚀能力强，阻燃性能优秀，优秀地延长了线缆的使用寿命，保证了人们的生命财产的安全。 

  

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。 

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：20-40份；玻璃纤维：30-40份；增塑剂：10-30份；相容剂：5-20份；润滑剂：1-2份；抗氧剂：1-2份；其中基体树脂为聚苯醚或者聚氨酯的一种或者两种混合物，所述阻燃剂为聚磷酸铵或者磷酸三苯酯的一种或者两者混合物，所述增塑剂为饱和直链烷烃油或者环烷烃油中的一种或者两种的混合物，所述相容剂为低聚硅氧烷，所述润滑剂为硅氧烷或者芥酸酰胺中的一种或者多种的混合物，所述抗氧剂为受阻酚类或者亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂中的一种或者多种的混合物。本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，原料来源广泛，原料成本低廉，毒性低，环境友好，生产成本低廉生产使用方便，污染低，阻燃绝缘效果好，对电缆芯材的防护能力强，具有良好的延展性和抗氧化腐蚀性能。 

作为一种优选，其原料组成还包括如下组成，以重量份数计：抑烟剂：20-30份；抗滴落剂：0.3-0.5份；所述抑烟剂为硼酸锌或者水合氢氧化铝的一种或者两者混合物，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。本改进通过添加的抑烟剂和抗滴落剂，有效地降低了电缆护套料燃烧时的发烟量，降低火灾时的窒息性和毒性，同时有效地避免了火灾时电缆护套料融化滴落而增加燃烧面积，有效地增加了电缆护套料的安全性，降低火灾的危害性和致命性，有利于保证人身和财产的安全。 

作为一种优选，所述玻璃纤维以长度为100-120微米长径比为10-20:1的玻璃纤维为原料经硅烷偶联剂KH-550于高速搅拌机搅拌10min混均改性后得到。本改进通过对玻璃纤维进行表面改性，从而提高了玻璃微珠的表面力学性能，改善玻璃微珠与基体树脂的亲和性，从而有效地改善了电缆护套的力学性能，有效地电缆的产品质量和使用寿命。 

具体实施例一 

本发明公开的无卤阻燃电缆护套料，其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：20份；玻璃纤维：30份；增塑剂：10份；相容剂：5份；润滑剂：1份；抗氧剂：1份；抑烟剂：20份；抗滴落剂：0.3份；其中基体树脂为聚苯醚，所述阻燃剂为聚磷酸铵，所述增塑剂为饱和直链烷烃油，所述相容剂为低聚硅氧烷，所述润滑剂为硅氧烷，所述抗氧剂为受阻酚类如CHEMNOX 1010                                                   

，所述抑烟剂为硼酸锌，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。所述玻璃纤维以长度为100-120微米长径比为10-20:1的玻璃纤维为原料经硅烷偶联剂KH-550于高速搅拌机搅拌10min混均改性后得到，搅拌速度1000round/min。原料经混合机混合均匀后，由双螺杆挤出机挤出造粒，再经模压成型得到截面积6.5±0.5*3±0.25mm长度127mm样品，取样量15条，再根据GBT 2406-1993进行阻燃性测试得到氧指数为36。拉伸强度12MPa，断裂伸长率260%，垂直燃烧达到FV-0等级。

具体实施例二 

本发明公开的无卤阻燃电缆护套料，其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：30份；玻璃纤维：40份；增塑剂：20份；相容剂：15份；润滑剂：1.5份；抗氧剂：1.5份；抑烟剂：25份；抗滴落剂：0.4份；其中基体树脂为聚氨酯，所述阻燃剂为磷酸三苯酯，所述增塑剂为环烷烃油，所述相容剂为低聚硅氧烷，所述润滑剂为芥酸酰胺，所述抗氧剂为亚磷酸酯类如CHEMNOX 168    

，所述抑烟剂为水合氢氧化铝，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。所述玻璃纤维以长度为100-120微米长径比为10-20:1的玻璃纤维为原料经硅烷偶联剂KH-550于高速搅拌机搅拌10min混均改性后得到，搅拌速度1200round/min。原料经混合机混合均匀后，由双螺杆挤出机挤出造粒，再经模压成型得到截面积6.5±0.5*3±0.25mm长度127mm样品，取样量15条，再根据GBT 2406-1993进行阻燃性测试得到氧指数为38。拉伸强度14MPa，断裂伸长率180%，垂直燃烧达到FV-0等级。

具体实施例三 

本发明公开的无卤阻燃电缆护套料，其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：40份；玻璃纤维：40份；增塑剂：30份；相容剂：20份；润滑剂：2份；抗氧剂：2份；抑烟剂：30份；抗滴落剂：0.2份；其中基体树脂为聚苯醚与聚氨酯的质量比为1:1的混合物，所述阻燃剂为聚亚磷酸铵与磷酸三苯酯的质量比1:2的混合物，所述增塑剂为环烷烃油与饱和直链烷烃油的质量比为1:2的混合物，所述相容剂为低聚硅氧烷，所述润滑剂为硅氧烷与芥酸酰胺的质量比1:3的混合物，所述抗氧剂为硫代酯类如CHEMNOX DLTP

，所述抑烟剂为硼酸锌与水合氢氧化铝的质量比1:1的混合物，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。所述玻璃纤维以长度为100-120微米长径比为10-20:1的玻璃纤维为原料经硅烷偶联剂KH-550于高速搅拌机搅拌10min混均改性后得到，搅拌速度1100round/min。原料经混合机混合均匀后，由双螺杆挤出机挤出造粒，再经模压成型得到截面积6.5±0.5*3±0.25mm长度127mm样品，取样量15条，再根据GBT 2406-1993进行阻燃性测试得到氧指数为39。拉伸强度15MPa，断裂伸长率170%，垂直燃烧达到FV-0等级。

本发明所涉及的聚苯醚为聚（2,6-二甲基-1,4-亚苯基）醚、聚（2-乙基-6-甲基-1,4亚苯基）醚、聚（2,6-二乙基-1,4-亚苯基）醚、聚（2-乙基-6-正丙基-1,4-亚苯基）醚等中的一种或者几种。 

本发明公开的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，具有原料来源广泛，成本低廉，毒性小，环境友好，材料可加工性强，弹性回复能力强，便于在线缆在生产生活中使用安装架设，同时具有拉伸强度大，延展性好，抗氧化耐腐蚀能力强，阻燃性能优秀，优秀地延长了线缆的使用寿命，保证了人们的生命财产的安全。 

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。 

Claims (3)

1.一种用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，其特征在于：其原料组成为，以重量份数计：基体树脂：100份；阻燃剂：20-40份；玻璃纤维：30-40份；增塑剂：10-30份；相容剂：5-20份；润滑剂：1-2份；抗氧剂：1-2份；其中基体树脂为聚苯醚或者聚氨酯的一种或者两种混合物，所述阻燃剂为聚磷酸铵或者磷酸三苯酯的一种或者两者混合物，所述增塑剂为饱和直链烷烃油或者环烷烃油中的一种或者两种的混合物，所述相容剂为低聚硅氧烷，所述润滑剂为硅氧烷或者芥酸酰胺中的一种或者多种的混合物，所述抗氧剂为受阻酚类或者亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂中的一种或者多种的混合物。

2.根据权利要求1所述的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，其特征在于：其原料组成还包括如下组成，以重量份数计：抑烟剂：20-30份；抗滴落剂：0.3-0.5份；所述抑烟剂为硼酸锌或者水合氢氧化铝的一种或者两者混合物，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1所述的用于线缆的玻纤增强的热塑性阻燃弹性体，其特征在于：所述玻璃纤维以长度为100-120微米长径比为10-20:1的玻璃纤维为原料经硅烷偶联剂KH-550于高速搅拌机搅拌10min混均改性后得到。