CN106336646A - 一种阻燃耐候ptc电缆料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃耐候PTC电缆料及其制备方法，所述的阻燃耐候PTC电缆料由如下重量份的物质组成：热塑性聚氨酯100份、马来酸酐接枝聚丙烯20～30份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物5～15份、石墨烯微片5～15份、相容剂4～6份、阻燃剂2～4份、抗氧剂4～6份、紫外线吸收剂0.3～0.8份、润滑剂1～2份。电缆料经混合、混炼、挤出等工序，在特定工艺参数下制得；本发明制备的阻燃耐候PTC电缆料具有耐气候、高阻燃、低烟、无毒、使用寿命长的优点，能够满足室外温控、加热安装环境要求。

Description

一种阻燃耐候PTC电缆料及制备方法
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种阻燃耐候PTC电缆料及制备方法。
背景技术
PTC(Positive Temperature Coefficient)，意为正温度系数。具有PTC效应的材料在超过一定温度时，它的电阻值会呈现阶跃性的增高。正是由于此种特殊的性质，PTC材料广泛应用于温控、加热等领域，特别是用于生产伴热带电缆。
目前，常用来制备PTC材料的高分子为聚乙烯，并且加入大量的炭黑作为导电填充，这就致使材料多为刚性的，缺少柔软可卷绕能力，限制了其在移动领域的使用；并且聚乙烯基的氧指数较低，为提高阻燃性能需加入大量阻燃剂。所以提供一种能解决耐气候性能和阻燃性差的电缆料很有必要。
发明内容
本发明的第1个目的是提供一种阻燃耐候PTC电缆料。
本发明的第2个目的是上述阻燃耐候PTC电缆料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种阻燃耐候PTC电缆料，由如下重量份的物质组成：
所述热塑性聚氨酯TPU为聚酯型，型号选自WHT-1385，WHT-1390，WHT-1395中的一种或多种。
所述马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH的制备参考《反应挤出制备马来酸酐接枝聚丙烯的研究进展》。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，型号选自EVA-250，EVA-260，EVA-265中的一种或多种。
所述石墨烯微片GNPs的厚度为5-15nm，直径为0.1-5um，碳含量不小于98wt％。
所述相容剂为癸二胺C10H24N2，因为癸二胺中含有与TPU的极性更加接近的胺官能团，能够增强PP和TPU的相互作用，使得PP在TPU中分布比较均匀。
所述阻燃剂为乙基膦酸二乙酯DEEP，阻燃效率高，低毒或无毒、无臭、不污染。
所述紫外线吸收剂为UV531或UV327，无毒、相容性好、迁移性小、易于加工。
所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
一种阻燃耐候PTC电缆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH与相容剂按配方比例用双螺杆挤出机熔融共混，挤出干燥颗粒；
步骤二：依照配方将热塑性聚氨酯TPU、步骤一中得到的干燥颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、石墨烯微片GNPs、阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、润滑剂在高速混合机中混合5-10min；
步骤三：将上述混合料送入双螺杆挤出机，熔融共混，挤出造粒；制得一种阻燃耐候PTC电缆料。
本发明的有益效果：本发明提出一种阻燃耐候PTC电缆料及制备方法，解决了现有PTC电缆料耐气候性能和阻燃性差的难题，同时具有柔软、使用寿命长等优点，能够满足室外温控、加热等安装环境要求。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，热塑性聚氨酯TPU为万华化学集团股份有限公司产品，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为杜邦公司产品，石墨烯微片GNPs、癸二胺、抗氧剂、紫外线吸收剂、硬脂酸锌均为市售品。
实施例1
一种阻燃耐候PTC电缆料，由如下重量份的物质组成：
热塑性聚氨酯TPU WHT-1385 100份、马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH 25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA-250 10份、石墨烯微片GNPs 10份、癸二胺C10H24N2 5份、乙基膦酸二乙酯DEEP 3份、抗氧剂1010 5份、UV531 0.5份、硬脂酸锌1.5份。
一种阻燃耐候PTC电缆料，其制备方法步骤如下：
步骤一：将马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH与癸二胺按配方比例用双螺杆挤出机熔融共混，挤出干燥颗粒；
步骤二：依照配方将热塑性聚氨酯TPU WHT-1385、步骤一中得到的干燥颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA-250、石墨烯微片GNPs、乙基膦酸二乙酯DEEP、抗氧剂1010、UV531、硬脂酸锌在高速混合机中混合5min；
步骤三：将上述混合料送入双螺杆挤出机，熔融共混，挤出造粒；制得一种阻燃耐候PTC电缆料。
实施例2
一种阻燃耐候PTC电缆料，由如下重量份的物质组成：
热塑性聚氨酯TPU WHT-1390 100份、马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH 20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA-260 12份、石墨烯微片GNPs 10份、癸二胺C10H24N2 5份、乙基膦酸二乙酯DEEP 3份、抗氧剂1076 4份、UV327 0.5份、硬脂酸锌1份。
一种阻燃耐候PTC电缆料，其制备方法步骤如下：
步骤一：将马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH与癸二胺按配方比例用双螺杆挤出机熔融共混，挤出干燥颗粒；
步骤二：依照配方将热塑性聚氨酯TPU WHT-1390、步骤一中得到的干燥颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA-260、石墨烯微片GNPs、乙基膦酸二乙酯DEEP、抗氧剂1076、UV327、硬脂酸锌在高速混合机中混合8min；
步骤三：将上述混合料送入双螺杆挤出机，熔融共混，挤出造粒；制得一种阻燃耐候PTC电缆料。
实施例3
一种阻燃耐候PTC电缆料，由如下重量份的物质组成：
热塑性聚氨酯TPU WHT-1395 100份、马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH 30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA-265 15份、石墨烯微片GNPs 12、癸二胺C10H24N2 5份、乙基膦酸二乙酯DEEP 3份、抗氧剂1010 5份、UV531 0.7份、硬脂酸锌2份。
一种阻燃耐候PTC电缆料，其制备方法步骤如下：
步骤一：将马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH与癸二胺按配方比例用双螺杆挤出机熔融共混，挤出干燥颗粒；
步骤二：依照配方将热塑性聚氨酯TPU WHT-1395、步骤一中得到的干燥颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA-265、石墨烯微片GNPs、乙基膦酸二乙酯DEEP、抗氧剂1010、UV531、硬脂酸锌在高速混合机中混合10min；
步骤三：将上述混合料送入双螺杆挤出机，熔融共混，挤出造粒；制得一种阻燃耐候PTC电缆料。
试验例
1、耐人工气候老化试验
实施例1至3的电缆进行耐人工气候老化试验：从被测电缆的端部处切去足够长度的电缆，取出导体，制作3组试样。第一组保持在阴凉干燥处，第二组放入氙灯气候箱内，第三组在试验开始504h后放入；1008h后取出试样，在试验室温环境放置16h，测定老化前后三组试样额抗拉强度和断裂伸长率。
实施例1：老化42天后，抗拉强度变化率+11％，断裂伸长率变化率-8％；老化42天与21天比较，抗拉强度变化率+5％，断裂伸长率变化率-3％。
实施例2：老化42天后，抗拉强度变化率+12％，断裂伸长率变化率-9％；老化42天与21天比较，抗拉强度变化率+6％，断裂伸长率变化率-4％。
实施例3：老化42天后，抗拉强度变化率+9％，断裂伸长率变化率-6％；老化42天与21天比较，抗拉强度变化率+4％，断裂伸长率变化率-2％。
2、FT2水平阻燃试验
对实施例1至3的电缆按UL 2556进行FT2水平阻燃试验。
实施例1：炭化距离40mm，未引燃棉层。
实施例2：炭化距离45mm，未引燃棉层。
实施例3：炭化距离43mm，未引燃棉层。

Claims (9)

1.一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于，由如下重量份的物质组成：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述热塑性聚氨酯TPU为聚酯型，型号选自WHT-1385，WHT-1390，WHT-1395中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，型号选自EVA-250，EVA-260，EVA-265中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述石墨烯微片GNPs的厚度为5-15nm，直径为0.1-5um，碳含量不小于98wt％。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述相容剂为癸二胺C10H24N2。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为乙基膦酸二乙酯DEEP。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述紫外线吸收剂为UV531或UV327。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候PTC电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种阻燃耐候PTC电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH与相容剂按配方比例用双螺杆挤出机熔融共混，挤出干燥颗粒；
步骤二：依照配方将热塑性聚氨酯TPU、步骤一中得到的干燥颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、石墨烯微片GNPs、阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、润滑剂在高速混合机中混合5-10min；
步骤三：将上述混合料送入双螺杆挤出机，熔融共混，挤出造粒；制得一种阻燃耐候PTC电缆料。
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