CN117720783B - 一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阻燃电缆材料技术领域，具体为一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺，包括以下质量组分：100份聚丙烯、6～11份增韧剂、5～10份阻燃剂、15～20份层状双金属氢氧化物、4.0～4.5份相容剂、1.8～3.8份加工助剂；阻燃剂中，碳、氮、磷元素的摩尔比为10:(2～9):(2～4)。本发明通过氯‑双四唑‑三嗪、醇胺、氯磷酸亚乙烯酯、甲醇等原料合成了具有三嗪、有机磷酸(酯)的膨胀型阻燃剂大分子，实现了对电缆料的无卤阻燃和力学性能的改善；并通过静电作用将阻燃剂插层于LDHs中，进行协效阻燃，抑制燃烧过程中烟雾、毒气的产生，提高LDHs的阻燃效率，和其在电缆料中的分散性。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃电缆材料技术领域，具体为一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺。
背景技术
电线电缆在电力、通信、汽车、高铁等行业有着广泛的应用。聚丙烯(PP)是一种应用极为广泛的通用塑料，以其低廉的制造成本、优越的机械性能、高频的绝缘性、易于机械加工、耐腐蚀等优势而广泛应用于电线电缆的制备中。然而聚丙烯的主要成分为碳和氢，导致其极为易燃，且燃烧会迅速蔓延，并会伴随着大量烟雾，给环境和人类的生命财产安全带来巨大伤害。填充阻燃剂是一类改善PP阻燃性能的有效途径，在早期，卤素阻燃剂一起低成本、高阻燃效率、与聚合物间较好的界面效应，被普遍利用。但卤素阻燃剂在燃烧中会分解有毒、有腐蚀性的气体溴化氢、氯化氢、二苯二甲酸、二苯并呋喃等，会破坏生态环境和人体健康。因此，我们提出一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种无卤膨胀型阻燃电缆料，包括以下质量组分：100份聚丙烯、6～11份增韧剂、5～10份阻燃剂、15～20份层状双金属氢氧化物(LDHs)、4.0～4.5份相容剂、1.8～3.8份加工助剂。
进一步的，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚烯烃弹性体(POE)中的一种。
进一步的，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯中的一种。
进一步的，所述加工助剂包括0.1～0.6份成核剂、1.0～1.5份润滑剂、0.5～1.0份抗氧化剂、0.2～0.7份紫外线吸收剂。
进一步的，成核剂为滑石粉。
进一步的，所述润滑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、硅酮中的一种或多种混合。
进一步的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂168中的两种或两种以上混合。
进一步的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的混合，质量比为(50～75):(25～50)。
进一步的，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
进一步的，所述阻燃剂为含有磷、氮元素的膨胀型阻燃剂。
进一步的，所述阻燃剂中，碳、氮、磷元素的摩尔比为10:(2～9):(2～4)。
进一步的，所述层状双金属氢氧化物(LDHs)为镁铝层状双金属氢氧化物。
一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，造粒；
加入阻燃剂、层状双金属氢氧化物(LDHs)，于密炼机中混炼，二次挤出，得到电缆料。
进一步的，所述一次挤出的工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速100～200r/min；
密炼的工艺条件为：混炼温度200～220℃，混炼时长15～20min。
进一步的，所述二次挤出的工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为150～180r/min。
进一步的，所述阻燃剂由以下工艺步骤制得：
取2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪，升温至92～99℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8～9h；冷却，过滤，洗涤，60℃干燥12h，得到含羟基三嗪衍生物；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至0～2℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于0～5℃温度下搅拌8～12h；过滤，减压蒸馏，得到磷酸酯；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应30～50min；利用冰醋酸溶液终止反应，***沉降，提纯，40℃真空干燥至恒重，得到三嗪-磷酸酯化合物；
加入水解剂，升温至70～90℃，反应1～3h；加入碳酸钠，搅拌反应30～60min；冷却，过滤，干燥，得到阻燃剂。
进一步的，所述醇胺为乙醇胺、丙醇胺、2-氨基-1,3-丙二醇、三羟甲基氨基甲烷中的一种；
2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪(CAS号：1026023-89-1)、醇胺的摩尔比为1:(1.0～1.1)；
混合溶液中，醇胺、氢氧化钠、去离子水的比例为(6.1～12.1)g:(2～4)g:100mL。
进一步的，所述氯磷酸亚乙烯酯(CAS No.：6609-64-9)、甲醇、三乙胺、四氢呋喃的比例为7.1g:1.9g:6.0g:100mL。
进一步的，所述含羟基三嗪衍生物(相对分子质量275.5～335.5)、磷酸酯(相对分子质量138)的摩尔比为1:(7～14)；
含羟基三嗪衍生物、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸溶液的比例为10g/100mL/200mL；
1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7(DBU)的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％。
进一步的，所述水解剂为三甲基溴硅烷、氢溴酸中的一种。
进一步的，所述水解剂氢溴酸的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的29％～35％。
水解剂氢溴酸以水溶液的形式加入，溶液的质量浓度为30％～40％。
进一步的，所述碳酸钠的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的37.9％～45.8％。
在上述技术方案中，将2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪、醇胺混合，使得氯基与氨基反应，在制得的三嗪衍生物结构中引入羟基基团，(反应产物记为含羟基三嗪衍生物)。氯磷酸亚乙烯酯与甲醇反应、环化，得到具有甲氧基的环状磷酸酯，记为磷酸酯。将磷酸酯与含羟基三嗪衍生物混合，在催化剂DBU作用下，磷酸酯开环、聚合，并利用其羟基接枝于三嗪衍生物结构中，得到双***-三嗪-聚磷酸酯，记为三嗪-磷酸酯化合物。在高温下，将其结构中的甲氧基水解，得到P-OH；然后利用碳酸钠，制备磷酸钠结构，由此，得到阻燃剂，含有氮、磷、碳元素，能够作为膨胀型阻燃剂，于聚丙烯材料中使用。阻燃剂体系中，碳、氮、磷元素的摩尔比为10:(2～9):(2～4)，具有高氮、高磷属性，有着较好的阻燃效果。
其中，磷元素能够同时作用于气相和凝聚相。阻燃剂在受热后，分解释放出含磷小分子，与火焰中的活性自由基反应，能够减少活性自由基在空气中的含量，发挥其超强的自由基猝灭效应；分解产生的稳定、难挥发的多聚磷酸盐，促进聚丙烯等聚合物分子链的脱水、碳化，形成更为致密稳定的多孔炭层碳层，能够隔绝材料与外界燃烧的热量和物质传递，吸收燃烧产生的烟雾。
阻燃剂中含有氮杂环——三嗪、四唑，分解产生含氮化合物，为吸热反应，能够带着大部分热量，降低聚丙烯材料的表面温度，使燃烧衰减；且上述含氮化合物为不可燃气体，能够稀释空气中和聚丙烯等聚合物受热分解产生的的可燃性气体，降低可燃性；与碳元素、磷元素协效，促进多孔炭层的形成，覆盖在材料表面，阻隔材料与火焰之间的传热与传质，实现对电缆料的阻燃。
另外，本申请制得的阻燃剂为大分子，将磷酸(酯)长链引入，有效改善了阻燃剂与聚丙烯间的相容性，且不易发生迁移，有助于阻燃剂在电缆料中性能的充分体现。且阻燃剂与聚丙烯等聚合物分子间会在共混时发生物理缠结，能够在改善所制电缆料阻燃性能的同时，提高其力学性能。
进一步的，所述阻燃剂、层状双金属氢氧化物在使用前经过混合，混合工艺为：将LDHs、阻燃剂混合，研磨30～50min。
在上述技术方案中，层状双金属氢氧化物在聚丙烯电缆料中的添加，能够提高聚丙烯的热稳定性；在受热分解时，其表面羟基与层间游离水和碳酸根在受热分解后产生二氧化碳，会吸收热量并释放水，使得燃烧的火焰温度得到降低，燃烧区可燃性气体的浓度被稀释，减缓、终止燃烧；分解产生的金属氧化物较为稳定，覆盖于电缆料材料的表面，形成保护层，将电缆料材料包覆，起到隔绝热量和可燃性气体的作用，改善所制电缆料的阻燃性能，能够抑制在燃烧过程中烟雾、毒气的产生；并提高电缆料的加工特性。
阻燃剂、层状双金属氢氧化物在使用前经过研磨混合，利用静电作用将阻燃剂吸附、插层于层状双金属氢氧化物中，其层间距扩大，聚丙烯等分子能够以熔融态进入层间，发挥阻燃剂与LDHs的协效作用，克服了单一磷-氮阻燃剂消烟能力不足的缺陷，促进材料表面炭层的形成，阻碍电缆料与火焰之间的热量和物质交换，能够提高LDHs的阻燃效率，和其在电缆料中的分散性，并缓解了LDHs对电缆料机械性能的破坏。
进一步的，所述层状双金属氢氧化物经过表面改性，表面改性工艺如下：
将LDHs、去离子水混合，搅拌，形成悬浮液；加入十二烷基硫酸钠、硼酸，利用稀硝酸调节体系pH至4.0～4.5，置于70～75℃温度下搅拌160～200min；冷却，静置24h；去除上清液，抽滤，洗涤，60℃干燥8～12h，研磨，过200目筛。
进一步的，所述LDHs、十二烷基硫酸钠(SDS)、硼酸的质量比为100:(38.3～47.9):(8.2～10.3)；
LDHs、去离子水的比例为15g/100mL；
十二烷基硫酸钠以水溶液的形式加入，水溶液的质量浓度为14.4％；
硼酸以水溶液的形式加入，水溶液的质量浓度为3.0％；
稀硝酸的浓度为1M。
在上述技术方案中，通过静电效应，将长链SDS引入LDHs层间，LDHs的层间距大幅扩大，聚丙烯等分子能够以熔融态进入层间，从而获得与电缆料间的较好相容性，LDHs能够充分发挥其阻燃性能，与硼酸发挥协效作用，催化聚丙烯成碳，形成致密稳定的多孔炭层，起到隔绝热量和可燃物的效果，提高电缆料的阻燃性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺，通过氯-双四唑-三嗪、醇胺、氯磷酸亚乙烯酯、甲醇等原料合成了具有三嗪、有机磷酸(酯)的膨胀型阻燃剂大分子，实现了对电缆料的无卤阻燃和力学性能的改善；并通过静电作用将阻燃剂插层于LDHs中，进行协效阻燃，抑制燃烧过程中烟雾、毒气的产生，提高LDHs的阻燃效率，和其在电缆料中的分散性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下具体实施方式中，
聚丙烯(PP)：K8003，来源于宁夏宝丰能源集团股份有限公司；
增韧剂为聚烯烃弹性体(POE)：170，来源于韩国LG化学；
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)：0918，来源于宁波盛颢塑化有限公司；
成核剂为滑石粉：平均粒径8.5μm，来源于苏州华夏矿业有限公司；
润滑剂为硅酮母粒，来源于浙江佳华精化股份有限公司；
抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物，质量比为67:33，来源于南京经天纬化工有限公司；
紫外线吸收剂：紫外线吸收剂UV-531，来源于天津利安隆新材料股份有限公司；
下述“份”数均为质量份。
实施例1：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
步骤(1)阻燃剂的制备：
取2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪，升温至92℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8h；冷却，过滤，洗涤，60℃干燥12h，得到含羟基三嗪衍生物；醇胺为乙醇胺；2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪、醇胺的摩尔比为1:1；混合溶液中，醇胺、氢氧化钠、去离子水的比例为6.1g:2g:100mL；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至2℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于5℃温度下搅拌8h；过滤，减压蒸馏，得到磷酸酯；氯磷酸亚乙烯酯、甲醇、三乙胺、四氢呋喃的比例为7.1g:1.9g:6.0g:100mL；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应30min；利用冰醋酸溶液终止反应，***沉降，提纯，40℃真空干燥至恒重，得到三嗪-磷酸酯化合物；含羟基三嗪衍生物(相对分子质量275.5)、磷酸酯(相对分子质量138)的摩尔比为1:7；
含羟基三嗪衍生物、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸溶液的比例为10g/100mL/200mL；1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％；
加入水解剂氢溴酸，升温至70℃，反应3h；加入碳酸钠，搅拌反应30min；冷却，过滤，干燥，得到阻燃剂；水解剂氢溴酸的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的29％；水解剂氢溴酸以水溶液的形式加入，溶液的质量浓度为30％；碳酸钠的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的37.9％；
步骤(2)电缆料的制备：
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速100r/min，造粒；
将阻燃剂、层状双金属氢氧化物(LDHs)混合、研磨30min后加入，于密炼机中混炼，工艺条件为：混炼温度220℃，混炼时长15min；二次挤出，工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为150r/min，得到电缆料；
电缆料包括以下质量组分：100份聚丙烯、6份增韧剂、5份阻燃剂、15份层状双金属氢氧化物、4.0份相容剂、1.8份加工助剂；加工助剂包括0.1份成核剂、1.0份润滑剂、0.5份抗氧化剂、0.2份紫外线吸收剂。
实施例2：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
步骤(1)阻燃剂的制备：
取2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪，升温至95℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8.5h；冷却，过滤，洗涤，60℃干燥12h，得到含羟基三嗪衍生物；醇胺为2-氨基-1,3-丙二醇；2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪、醇胺的摩尔比为1:1.05；混合溶液中，醇胺、氢氧化钠、去离子水的比例为9.1g:3g:100mL；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至1℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于2℃温度下搅拌10h；过滤，减压蒸馏，得到磷酸酯；氯磷酸亚乙烯酯、甲醇、三乙胺、四氢呋喃的比例为7.1g:1.9g:6.0g:100mL；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应40min；利用冰醋酸溶液终止反应，***沉降，提纯，40℃真空干燥至恒重，得到三嗪-磷酸酯化合物；含羟基三嗪衍生物(相对分子质量305.5)、磷酸酯(相对分子质量138)的摩尔比为1:10；含羟基三嗪衍生物、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸溶液的比例为10g/100mL/200mL；1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％；
加入水解剂氢溴酸，升温至80℃，反应2h；加入碳酸钠，搅拌反应45min；冷却，过滤，干燥，得到阻燃剂；水解剂氢溴酸的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的32％；水解剂氢溴酸以水溶液的形式加入，溶液的质量浓度为35％；碳酸钠的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的41.8％；
步骤(2)电缆料的制备：
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速150r/min，造粒；
将阻燃剂、层状双金属氢氧化物(LDHs)混合、研磨40min后加入，于密炼机中混炼，工艺条件为：混炼温度210℃，混炼时长18min；二次挤出，工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为160r/min，得到电缆料；
电缆料包括以下质量组分：100份聚丙烯、8份增韧剂、7份阻燃剂、18份层状双金属氢氧化物、4.2份相容剂、2.8份加工助剂；加工助剂包括0.4份成核剂、1.2份润滑剂、0.7份抗氧化剂、0.5份紫外线吸收剂。
实施例3：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
步骤(1)阻燃剂的制备：
取2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪，升温至99℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8h；冷却，过滤，洗涤，60℃干燥12h，得到含羟基三嗪衍生物；醇胺为三羟甲基氨基甲烷；2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪、醇胺的摩尔比为1:1.1；混合溶液中，醇胺、氢氧化钠、去离子水的比例为12.1g:4g:100mL；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至0℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于0℃温度下搅拌12h；过滤，减压蒸馏，得到磷酸酯；氯磷酸亚乙烯酯、甲醇、三乙胺、四氢呋喃的比例为7.1g:1.9g:6.0g:100mL；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应50min；利用冰醋酸溶液终止反应，***沉降，提纯，40℃真空干燥至恒重，得到三嗪-磷酸酯化合物；含羟基三嗪衍生物(相对分子质量335.5)、磷酸酯(相对分子质量138)的摩尔比为1:14；
含羟基三嗪衍生物、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸溶液的比例为10g/100mL/200mL；1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％；
加入水解剂氢溴酸，升温至90℃，反应1h；加入碳酸钠，搅拌反应60min；冷却，过滤，干燥，得到阻燃剂；水解剂氢溴酸的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的35％；水解剂氢溴酸以水溶液的形式加入，溶液的质量浓度为40％；碳酸钠的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的45.8％；
步骤(2)电缆料的制备：
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速200r/min，造粒；
将阻燃剂、层状双金属氢氧化物(LDHs)混合、研磨50min后加入，于密炼机中混炼，工艺条件为：混炼温度200℃，混炼时长20min；二次挤出，工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为180r/min，得到电缆料；
电缆料包括以下质量组分：100份聚丙烯、11份增韧剂、10份阻燃剂、20份层状双金属氢氧化物、4.5份相容剂、3.8份加工助剂；加工助剂包括0.6份成核剂、1.5份润滑剂、1.0份抗氧化剂、0.7份紫外线吸收剂。
实施例4：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
步骤(1)阻燃剂的制备与实施例1中的相同，得到阻燃剂：
步骤(2)电缆料的制备：
将LDHs、去离子水混合，搅拌，形成悬浮液；加入十二烷基硫酸钠、硼酸，利用1M稀硝酸调节体系pH至4.0～4.5，置于70～75℃温度下搅拌160～200min；冷却，静置24h；去除上清液，抽滤，洗涤，60℃干燥8～12h，研磨，过200目筛，得到改性LDHs；LDHs、十二烷基硫酸钠(SDS)、硼酸的质量比为100:47.9:10.3；LDHs、去离子水的比例为15g/100mL；十二烷基硫酸钠以水溶液的形式加入，水溶液的质量浓度为14.4％；硼酸以水溶液的形式加入，水溶液的质量浓度为3.0％；
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速100r/min，造粒；
加入阻燃剂、改性LDHs，于密炼机中混炼，工艺条件为：混炼温度220℃，混炼时长15min；二次挤出，工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为150r/min，得到电缆料；
电缆料包括以下质量组分：100份聚丙烯、6份增韧剂、5份阻燃剂、15份层状双金属氢氧化物、4.0份相容剂、1.8份加工助剂；加工助剂包括0.1份成核剂、1.0份润滑剂、0.5份抗氧化剂、0.2份紫外线吸收剂。
对比例1：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
步骤(1)阻燃剂的制备：
取2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪，升温至92℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8h；冷却，过滤，洗涤，60℃干燥12h，得到含羟基三嗪衍生物；醇胺为乙醇胺；2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪、醇胺的摩尔比为1:1；混合溶液中，醇胺、氢氧化钠、去离子水的比例为6.1g:2g:100mL；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至2℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于5℃温度下搅拌8h；过滤，减压蒸馏，得到磷酸酯；氯磷酸亚乙烯酯、甲醇、三乙胺、四氢呋喃的比例为7.1g:1.9g:6.0g:100mL；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应30min；利用冰醋酸溶液终止反应，***沉降，提纯，40℃真空干燥至恒重，得到阻燃剂；含羟基三嗪衍生物(相对分子质量275.5)、磷酸酯(相对分子质量138)的摩尔比为1:7；
含羟基三嗪衍生物、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸溶液的比例为10g/100mL/200mL；1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％；
步骤(2)与实施例1相同，得到电缆料。
对比例2：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
步骤(1)阻燃剂的制备：
取2,4-二(N，N'-二乙氨基)-6-氯三嗪，升温至92℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8h；冷却，过滤，洗涤，60℃干燥12h，得到含羟基三嗪衍生物；醇胺为乙醇胺；2,4-二(N，N'-二乙氨基)-6-氯三嗪(CAS号：580-48-3)、醇胺的摩尔比为1:1；混合溶液中，醇胺、氢氧化钠、去离子水的比例为6.1g:2g:100mL；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至2℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于5℃温度下搅拌8h；过滤，减压蒸馏，得到磷酸酯；氯磷酸亚乙烯酯、甲醇、三乙胺、四氢呋喃的比例为7.1g:1.9g:6.0g:100mL；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应30min；利用冰醋酸溶液终止反应，***沉降，提纯，40℃真空干燥至恒重，得到阻燃剂；含羟基三嗪衍生物(相对分子质量355)、磷酸酯(相对分子质量138)的摩尔比为1:7；
含羟基三嗪衍生物、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸溶液的比例为10g/100mL/200mL；1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％；
步骤(2)与实施例1相同，得到电缆料。
对比例3：一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，包括以下工艺：
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速100r/min，造粒；
将阻燃剂聚磷酸铵、层状双金属氢氧化物(LDHs)混合、研磨30min后加入，于密炼机中混炼，工艺条件为：混炼温度220℃，混炼时长15min；二次挤出，工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为150r/min，得到电缆料；
电缆料包括以下质量组分：100份聚丙烯、6份增韧剂、5份阻燃剂、15份层状双金属氢氧化物、4.0份相容剂、1.8份加工助剂；加工助剂包括0.1份成核剂、1.0份润滑剂、0.5份抗氧化剂、0.2份紫外线吸收剂。
实验：取实施例1-4、对比例1-3中得到的电缆料，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：
阻燃性能测试：以GB/T 2406为参考标准，采用氧指数仪，检测试样的极限氧指数；
以GB/T 2408为参考标准，检测试样的垂直燃烧级别；
力学性能测试：以GB/T 1040为参考标准，采用万能拉力机对试样进行测试，实验拉力为500N，拉伸速度为200mm/min。
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
实施例1-4中得到的电缆料与对比例1-3中得到的电缆料形成对比，检测结果可知，
与对比例和实施例4相比，实施例1-3中得到的电缆料，具有更高的极限氧指数、拉伸强度、弯曲强度数据和更为优异的垂直燃烧级别。这充分说明了本发明实现了对所制电缆料阻燃性能和力学性能的提高。
与实施例1相比，实施例4中LDHs经过改性，且使用前未与阻燃剂共混、研磨。对比例1取实施例1中的三嗪-磷酸酯化合物作为阻燃剂；对比例2将2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪替换为2,4-二(N，N'-二乙氨基)-6-氯三嗪，并将制得的三嗪-磷酸酯化合物作为阻燃剂，阻燃剂的碳氮磷摩尔比发生变化；对比例3中将聚磷酸铵作为阻燃剂，且在电缆料中为直接加入，未与LDHs共混。与实施例1相比，对比例和实施例4中得到的电缆料，其极限氧指数、拉伸强度、弯曲强度数据较低，且对比例1-3中得到的电缆料垂直燃烧级别下降。可知，本发明对电缆料制备工艺及其组分的设置，能够促进其阻燃性能和力学性能的改善。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，其特征在于：包括以下工艺：
取聚丙烯、增韧剂、相容剂、加工助剂，于双螺杆挤出机中一次挤出，造粒；
加入阻燃剂、层状双金属氢氧化物，于密炼机中混炼，二次挤出，得到电缆料；
电缆料包括以下质量组分：100份聚丙烯、6～11份增韧剂、5～10份阻燃剂、15～20份层状双金属氢氧化物、4.0～4.5份相容剂、1.8～3.8份加工助剂；
所述阻燃剂中，碳、氮、磷元素的摩尔比为10:(2～9):(2～4)；
所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体中的一种；
所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯中的一种；
所述加工助剂包括0.1～0.6份成核剂、1.0～1.5份润滑剂、0.5～1.0份抗氧化剂、0.2～0.7份紫外线吸收剂；
所述阻燃剂由以下工艺步骤制得：
取2-氯-4,6-双(1-四唑基)-1,3,5-三嗪，升温至92～99℃，缓慢加入醇胺、氢氧化钠和去离子水的混合溶液，60min内加完，回流反应8～9h，得到含羟基三嗪衍生物；
将甲醇、三乙胺、四氢呋喃混合，调节体系温度至0～2℃，缓慢加入氯磷酸亚乙烯酯，于0～5℃温度下搅拌8～12h，得到磷酸酯；
将含羟基三嗪衍生物、磷酸酯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛保护下，加入1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，反应30～50min，得到三嗪-磷酸酯化合物；
加入水解剂，升温至70～90℃，反应1～3h；加入碳酸钠，搅拌反应30～60min，得到阻燃剂；
所述醇胺为乙醇胺、丙醇胺、2-氨基-1,3-丙二醇、三羟甲基氨基甲烷中的一种；
所述含羟基三嗪衍生物、磷酸酯的摩尔比为1:(7～14)；
所述水解剂为三甲基溴硅烷、氢溴酸中的一种；
1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7的用量为含羟基三嗪衍生物、磷酸酯总质量的30％；
所述水解剂氢溴酸的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的29％～35％；
水解剂氢溴酸以水溶液的形式加入，溶液的质量浓度为30％～40％；
所述碳酸钠的质量为三嗪-磷酸酯化合物质量的37.9％～45.8％。
2.根据权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，其特征在于：所述阻燃剂、层状双金属氢氧化物在使用前经过混合、研磨30～50min。
3.根据权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，其特征在于：所述层状双金属氢氧化物经过表面改性，表面改性工艺如下：
将层状双金属氢氧化物、去离子水混合，搅拌，形成悬浮液；加入十二烷基硫酸钠、硼酸，利用稀硝酸调节体系pH至4.0～4.5，置于70～75℃温度下搅拌160～200min；冷却，静置24h；去除上清液，抽滤，洗涤，60℃干燥8～12h，研磨，过200目筛。
4.根据权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，其特征在于：所述一次挤出的工艺条件为：工艺温度180～200℃，转速100～200r/min；
密炼的工艺条件为：混炼温度200～220℃，混炼时长15～20min。
5.根据权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃电缆料的制备工艺，其特征在于：所述二次挤出的工艺条件为：挤出温度为190～215℃，转速为150～180r/min。
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| A phosphorus/boron-containing triazine-trione derivative endowing epoxy resin with excellent flame retardance;Duan, HJ等;EXPRESS POLYMER LETTERS;20210921;第14卷(第10期);第908-923页 * |
| 含磷硫的三嗪衍生物阻燃剂在聚碳酸酯中的应用;宁淑慧;李凯;何吉来;杨朝明;马雪梅;胡志勇;;塑料工业;20191220;第47卷(第12期);第102-106页 * |
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