CN107987516A - 一种tpu/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料及其制备方法。所述的电缆料中各个原材料的配比:热塑性聚氨酯弹性体30~70%、三元尼龙共聚物5~25%、相容剂5~25%、硬度调整剂1~10%、阻燃剂10~30%、润滑剂1~5%、抗氧剂0~3%、钛白粉0~3%、抗UV剂0~3%、耐水解剂0~2%,本发明还公开了上述材料组成的电缆料的制备方法。本发明的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料具有机械性能高,阻燃性能合格,耐油、耐水解、耐化学液体能力强,耐磨耐刮,加工性能优良,且结合了三元尼龙共聚物耐热性好的特点,提高了整体电缆料的耐热性能,另外由于加入了硬度调整剂使得整体电缆料的硬度可以保持在75~85A这个较为合适的范围。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域,特别涉及一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆材料及其制备方法。
背景技术
在弹性体材料为基材的电线电缆材料领域内,比较常用的材料有TPE-S、TPU、PVC。在欧洲市场是全面禁止使用PVC材料的,但在国内依然有大量厂商因为PVC较低的价格却可以达到符合标准的性能而依旧在大规模使用,但PVC材料在燃烧的时候放出大量黑烟及其他污染环境的有毒有害物质,严重影响生态环境,因此在未来的时间内,PVC材料使用量应该会有所下降。TPE-S也是现在比较常用的弹性体材料,以充油SEBS和PP为基材制成的电缆料广泛的使用在消费类数据线、耳机线和电动汽车充电桩线缆,但根据电缆厂商反馈其在使用过程中容易出现开裂问题而影响使用寿命,且其耐油性能不强,导致整体电缆使用寿命下降。普通TPU材料由于其阻燃性能和耐热性能不好,加工工艺难控制,因此在很多领域受到限制。
因此,本发明结合以上信息,以TPU为基材,提供了一种机械性能优良,阻燃性能合格,耐油、耐水解、耐化学液体能力强,耐磨耐刮,加工性能优良,且结合了三元尼龙共聚物耐热性好的特点,提高了整体电缆料的耐热性能的电缆料。
发明内容
本发明的目的之一在于:针对现在国内TPU电线电缆方面的技术不足,提供了一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆材料,其机械性能优良、撕裂强度较高、阻燃性好、耐水解耐化学液体性能优良、耐磨耐刮擦、硬度较低、加工性能较好。
本发明的目的之二在于提供上述TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料的制备方法。
为达到上述目的,本发明可通过下列技术方案实现,所述的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料由以下质量百分比的原料制备而成:
所述的热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(TPU),具有良好的耐油、耐磨和耐开裂性能。本发明所使用的聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)可以选用巴斯夫TPU树脂1185A、亨斯迈TPU A85P4394或万华TPU WHT-8185RU。
所述的三元尼龙共聚物是尼龙6、尼龙66和尼龙610三元共聚的树脂。本发明所使用的三元尼龙共聚物可以选用上海臻威提供的M-150共聚尼龙或美国杜邦8063。
所述的相容剂为无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物。该聚合物具有很好的反应活性、结晶性和流动性,并且能与三元共聚尼龙有良好的相容性,并且在加工过程中有优异的热稳定性。本发明所使用的相容剂可以选用法国阿科玛的LOTADER MAH 4210。
所述的硬度调整剂为坎地里拉蜡。坎地里拉蜡主要成分为烷基酯、游离醇、烃类化合物和游离酸等,可以有效的调节整个体系的硬度,并且有一定的提高热稳定性、防湿性和润滑的功能。
所述的阻燃剂为膨胀型磷氮系阻燃剂。所述的磷氮系阻燃剂为二乙基次膦酸铝、次磷酸铝、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A-双(磷酸二苯酯)(BDP)、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、白炭黑、纳米有机蒙脱土中的一种或任意两种以上的混合。
所述的磷氮系阻燃剂中的磷系阻燃剂为磷酸盐或二乙基次膦酸铝,重量占比60~85%,氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐,重量占比为15~40%。
所述的润滑剂为乙撑双油酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮母粒、硬脂酸锌中的一种或任意两种以上的混合。优选乙撑双油酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺。本发明所述的润滑剂选用日本花王的EBS EB-G。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与硫酯类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂复配所得复合抗氧剂。优选的,所述的抗氧剂为抗氧剂1010,、抗氧剂1098、抗氧剂245、抗氧剂1790、抗氧剂445、抗氧剂DLTP、抗氧剂168中的一种或任意两种以上的混合。特别优选,所述的抗氧剂为抗氧剂445与抗氧剂168的复合抗氧剂,配比为1:1-2。
所述的钛白粉为二氧化钛(TiO2)的多晶化合物。本发明所使用的钛白粉为杜邦提供的R-103或R-706。
所述的抗UV剂UV-531、UV-320、UV-326中的一种。优选UV-531。
所述的耐水解剂为聚碳化二亚胺。优选德国莱茵Stabaxol P200。
上述TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料的制备方法,该制备方法包含以下步骤:
(1)按照各组分配比准备好相应的原材料,另外将所有生产所需的仪器清理干净;
(2)将所有原材料依次倒入高混锅内搅拌均匀后,将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中;
(3)将混合材料投到双螺杆挤出机中进行熔融捏合挤出,挤出温度140~190℃,螺杆转速10~167rpm;
(4)对摸头挤出物通过传送带冷却后切粒干燥,即为本发明所述的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
(1)本发明的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料采用聚醚型聚氨酯弹性体,外加很多都有耐油特性的助剂,进一步提高了整个体系的耐油能力。
(2)本发明的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料引入了三元共聚尼龙,使得整个体系的机械强度、韧性都有了进一步提高。另外,结合了尼龙优秀的耐热性、自熄性和耐腐蚀性,使整个体系的耐温等级、阻燃性和耐化学液体能力都有了进一步的提升。
(3)本发明的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料使用的热塑性聚氨酯弹性体和三元尼龙共聚物都有较强的吸水性,因此加入了耐水解剂提高耐水解性能。同时二者耐光性也有一定不足,因此加入了抗UV剂改善。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,结合对比例对本发明的技术方案作进一步描述,但本发明并不限于这些实施例。
表一:对比例及实施例及重量百分配比(%)。
表一中的抗氧剂445与抗氧剂168的质量比为1:2
表一中实施例的制备方法,均包括如下步骤:
(1)按照各组分配比准备好相应的原材料,另外将所有生产所需的仪器清理干净;
(2)将所有原材料依次倒入高混锅内搅拌均匀后,将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中;
(3)将混合材料投到双螺杆挤出机中进行熔融捏合挤出,挤出温度140~190℃,螺杆转速10~167rpm;
(4)对摸头挤出物通过传送带冷却后切粒干燥,即为本发明所述的TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料。
对比例的制备方法与实施例的制备方法基本相同。表二:实施例及对比例性能数据。
从表二对比例1、2和实施例1~5的比较中可以看出,虽然对比例1、2在没加入任何其他树脂改性的情况下拉伸强度较高,但其他性能均不能通过要求,实施例1~5中添加了三元尼龙共聚物和相容剂之后有效的改善了整个体系的耐水解、耐矿物油、耐热老化等性能,满足使用的具体要求。另外,在加入了不同比例的硬度改性剂后对硬度也有较为明显的改善。
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定义的范围。
Claims (13)
1.一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,由以下质量百分比原料制备而成:
2.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。
3.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的三元尼龙共聚物是尼龙6、尼龙66和尼龙610三元共聚的树脂。
4.根据权利1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的相容剂为无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物。
5.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的硬度调整剂为坎地里拉蜡。
6.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的阻燃剂为膨胀型磷氮系阻燃剂。
7.根据权利要求6所述的一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述膨胀型磷氮系阻燃剂为二乙基次膦酸铝、次磷酸铝、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A-双(磷酸二苯酯)、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、白炭黑、纳米有机蒙脱土中的一种或任意两种以上的混合。
8.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的润滑剂为乙撑双油酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮母粒、硬脂酸锌中的一种或任意两种以上的混合。
9.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂或硫酯类抗氧剂复配所得的复合抗氧剂。
10.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的钛白粉为二氧化钛(TiO2)的多晶化合物。
11.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的抗UV剂为UV-531、UV-320、UV-326中的一种。
12.根据权利要求1所述一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述的耐水解剂为聚碳化二亚胺。
13.权利要求1~12中任一项所述的一种TPU/三元共聚尼龙复合无卤阻燃电缆料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按照各组分配比准备好相应的原材料,另外将所有生产所需的仪器清理干净;
(2)将所有原材料依次倒入高混锅内搅拌均匀后,将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中;
(3)将混合材料投到双螺杆挤出机中进行熔融捏合挤出,挤出温度140~190℃,螺杆转速10~167rpm;
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