專利名稱：一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以熱塑性聚氨酯彈性體為基體樹脂的無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套料和絕緣料，尤其涉及到一種無(wú)鹵阻燃電纜料的配方。
背景技術(shù)：
電線電纜被應(yīng)用于各種電能和信號(hào)的傳輸已經(jīng)有很多年，聚合物材料由于其重量輕、電絕緣性優(yōu)良、易于成型，因此成為電線電纜料基材的首選。傳統(tǒng)的PVC電纜料，由于其本身含氯元素，因此其阻燃性非常好，被廣泛應(yīng)用于電線電纜材料。但是其在燃燒時(shí)生成大量的有毒氣體和煙霧，嚴(yán)重危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。PVC電纜料燃燒時(shí)放出的氯化氫氣體還會(huì)造成對(duì)設(shè)備的腐蝕，從而引起“二次污染”。2003年歐盟頒布了 RoHS指令和WEEE指令，明確提出限制PVC電纜料的應(yīng)用。 目前，人們通常采用無(wú)機(jī)阻燃劑Mg(OH) 2和Al (OH) 3對(duì)聚合物材料進(jìn)行阻燃，中國(guó)專利公開號(hào)CN102140192A，低煙無(wú)鹵聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法，采用Mg (OH) 2對(duì)聚合物進(jìn)行阻燃，其阻燃效率低，需要添加60%以上才能達(dá)到較高的阻燃要求，這就大大降低了材料的力學(xué)性能，且制備的電纜很硬，硬度一般都在邵A 95左右，粉體添加量高致使加工性能明顯下降，能耗提高。通常為了提高無(wú)機(jī)阻燃劑的阻燃效率會(huì)添加阻燃協(xié)效劑紅磷來(lái)制備無(wú)鹵阻燃電纜料，這樣無(wú)機(jī)阻燃劑的用量就會(huì)大大降低，從而不會(huì)過(guò)分降低材料的力學(xué)性能。但是由于紅磷易產(chǎn)生劇毒的磷化氫氣體，且紅磷粉塵易爆炸，為此，紅磷必須要經(jīng)過(guò)表面處理才能安全有效地使用。另外，紅磷本身固有的紫紅色極大的限制了含紅磷的電纜料的應(yīng)用。中國(guó)專利公開號(hào)CN 1557867A，無(wú)鹵納米阻燃聚烯烴阻燃物，采用紅磷和納米氫氧化鎂來(lái)阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，制備的復(fù)合材料力學(xué)性能和阻燃性能優(yōu)良。但是含紅磷的阻燃電纜料在生產(chǎn)過(guò)程中和燃燒時(shí)都會(huì)大量地放出刺激性氣味且發(fā)煙量很大，污染環(huán)境。因此制備無(wú)鹵環(huán)保、柔軟的、高阻燃的電纜料勢(shì)在必行。膨脹型阻燃劑是近年來(lái)開發(fā)的以磷、氮為主要組成的阻燃劑，這類阻燃劑在受熱時(shí)，表面能形成一層致密泡沫炭層，起到隔熱、隔氧、抑煙、又能防止熔滴，具有良好的阻燃性能。因此獲得了人們廣泛的關(guān)注。中國(guó)專利公開號(hào)CN101724194A，無(wú)鹵膨脹阻燃復(fù)合材料，采用膨脹型阻燃劑阻燃線性低密度聚乙烯材料，制備的復(fù)合材料阻燃性好。但是采用膨脹阻燃劑也存在一些缺點(diǎn)，主要是(1)易吸潮，遇水析出嚴(yán)重。在加工時(shí)遇水發(fā)粘，表觀不好。且遇水析出的問(wèn)題非常不容易解決；(2)膨脹型阻燃劑加入到聚合物材料中極大的降低材料的力學(xué)性能，尤其是拉伸強(qiáng)度，只有9 llMPa。因此在選擇膨脹型阻燃劑時(shí)要對(duì)其進(jìn)行改性。聚氨酯彈性體既具有橡膠的高彈性，又具有塑料的高強(qiáng)度，可采用塑料熱成型方式加工，因此又稱為熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)。此外，TPU還具有硬度范圍廣(可調(diào)節(jié))、耐磨、耐油、可回收利用等優(yōu)異性能，已引起人們廣泛關(guān)注，得到了很大發(fā)展，已成為國(guó)防、汽車、能源、交通、建筑、醫(yī)療及其他工業(yè)不可缺少的重要材料。目前的無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料的技術(shù)存在以下難點(diǎn)(I)加工溫度區(qū)域很窄，對(duì)溫度十分敏感，很難擠出；(2) TPU材料本身的耐熱性較差，制備高耐熱的電纜料難度大；(3) TPU在燃燒時(shí)熔融滴落現(xiàn)象嚴(yán)重，要達(dá)到較高級(jí)別的阻燃性是非常不容易的；(4)采用的傳統(tǒng)的膨脹型阻燃劑遇水容易遷移，使得材料的表面很黏手，影響制品手感。(5) TPU的材料特性為擠出表面為亮面特性，而客戶大多要求材料表面為霧面，此產(chǎn)品消光十分困難。中國(guó)專利公開號(hào)CN101599314A, 一種環(huán)保阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，采用含溴阻燃劑對(duì)熱塑性聚氨酯彈性體進(jìn)行阻燃，為非無(wú)鹵要求的電纜料，且制備的電纜料耐溫等級(jí)較低，僅有80°C耐溫等級(jí)。阻燃等級(jí)也未顯示是否可以通過(guò)UL 1581垂直燃燒VW-I測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，改善熱塑性聚氨酯彈性體電纜料加工溫度區(qū)域過(guò)窄的問(wèn)題，同時(shí)改善電纜料的耐熱性能，本發(fā)明采用熱塑性聚氨酯彈性體作為基體，同時(shí)采用耐高溫材料與之熔融共混，采用新型的遇水不遷移的膨脹型阻燃劑作為基體的阻燃劑，從而提供一種高阻燃高耐熱無(wú)齒阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料及其制備方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于其是由以下百分含量的原料組成
熱靈性聚氨Fft彈性體20 50%
苯乙烯類彈tt體15 40%
增塑痛3 8%
膨脹型阻燃劑20 30%
消光劑4 7%
潤(rùn)滑劑0.5 1% 抗氣劑0.5 1%
色母粒1.5 3%本發(fā)明采用的基體樹脂為聚醚型的熱塑性聚氨酯彈性體，硬度范圍為邵A 60 90。由于聚醚型的熱塑性聚氨酯彈性體的水解穩(wěn)定性能比聚酯型的好，因此采用聚醚型的熱塑性聚氨酯彈性體。本發(fā)明采用的苯乙烯類彈性體為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯共聚物(SEEPS)的一種或多種的混合物。采用苯乙烯類彈性體與聚氨酯彈性體共混，可以極大地提高電纜料的力學(xué)性能和耐熱性能。本發(fā)明采用的增塑劑為工業(yè)白油、環(huán)烷油、石蠟油的一種或多種的混合物。
本發(fā)明采用的阻燃劑為新型的無(wú)鹵膨脹型阻燃劑，在水中不會(huì)發(fā)生遷移現(xiàn)象，為磷系阻燃劑、氮系阻燃劑以及磷-氮系阻燃劑的一種或幾種的混合物。本發(fā)明采用的消光劑為含硅化合物，尤其是二氧化硅等。本發(fā)明采用的抗氧劑以四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)為主抗氧劑、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)為輔助抗氧劑，主抗氧劑和輔助抗氧劑的重量比為3 :1。本發(fā)明采用的潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、油酸酰胺中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明采用的色母粒為PE色母粒、PP色母粒的一種或幾種的共混物。為了解決熱塑性聚氨酯彈性體加工溫度區(qū)域過(guò)窄的問(wèn)題，選用了耐高溫的苯乙烯類彈性體與之進(jìn)行熔融共混改性，從而拓寬了熱塑性聚氨酯彈性體的加工范圍，加工溫度 區(qū)域由原來(lái)的5°C提高到40°C，從而使得熱塑性彈性體更容易加工，擠出過(guò)程穩(wěn)定，獲得良好的電纜外觀。本發(fā)明選用耐高溫的苯乙烯類彈性體，除了解決加工溫度區(qū)域過(guò)窄的問(wèn)題，同時(shí)還使得熱塑性聚氨酯彈性體的耐熱性能有很大幅度的提高，耐溫等級(jí)由原來(lái)的80°C提高到105。。。本發(fā)明選用苯乙烯類彈性體與熱塑性聚氨酯彈性體進(jìn)行共混，改善了制備的線纜表面的光亮程度，具有一定的消光效果，由原來(lái)的亮面成為半霧面，可以降低消光劑的用量。因此表面的啞光程度可以按客戶需要進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明中所采用的膨脹型阻燃劑為新型的無(wú)鹵膨脹型阻燃劑。其不是傳統(tǒng)的磷酸銨類阻燃劑，而是有機(jī)磷酸鹽。膨脹型阻燃劑的阻燃效率高，在燃燒過(guò)程中能生成膨脹的致密炭層，使得熱塑性聚氨酯燃燒時(shí)不會(huì)發(fā)生滴落現(xiàn)象。且由于此阻燃劑在水中的溶解度極低，因此這類阻燃劑添加到聚合物中不會(huì)發(fā)生遇水遷移現(xiàn)象。這就解決了傳統(tǒng)的膨脹型阻燃劑遇水析出的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，采用新型的膨脹型阻燃劑阻燃熱塑性聚氨酯彈性體，制得高性能的無(wú)鹵阻燃電纜料。所獲得的電纜料具有優(yōu)異的阻燃性能和耐溫性能。樣片垂直燃燒實(shí)驗(yàn)O. 8mm厚度可以達(dá)到FV-O等級(jí)，氧指數(shù)達(dá)到30 35%，制備的線材能通過(guò)UL 1581垂直燃燒VW-I測(cè)試，且不會(huì)發(fā)生滴落現(xiàn)象。耐溫等級(jí)可達(dá)到105°C。拉伸強(qiáng)度為20 25MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為400 500%。遇水沒(méi)有析出，可以和色母粒一起配用生產(chǎn)各種顏色的電纜產(chǎn)品，且加工性能優(yōu)異，制成的電纜線具有很好的柔軟性、耐磨性和耐油性，主要用于通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。制備無(wú)鹵熱塑性聚氨酯彈性體電纜料的工藝路線非常簡(jiǎn)單，容易操作，還可以利用現(xiàn)有的塑料加工設(shè)備。工藝路線為首先將各組分物料按配比稱好，將苯乙烯類彈性體放入攪拌機(jī)中，通過(guò)噴淋裝置噴淋增塑劑，攪拌15 30分鐘；將熱塑性聚氨酯彈性體、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、消光劑、抗氧劑及色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌15 30分鐘，充分混合均勻。將混合均勻的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為l(T80rpm/min，螺桿轉(zhuǎn)速為10(T600rpm/min，螺桿的長(zhǎng)徑比為25飛0，加工溫度為16(T200°C，溫度優(yōu)選18(T200°C，經(jīng)水冷切粒得到熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。為了保證實(shí)施例中的各個(gè)性能參數(shù)的可比性，統(tǒng)一制成厚度為2mm的試樣，按國(guó)標(biāo)GB/T 1040-92測(cè)試復(fù)合材料的力學(xué)性能。水平垂直燃燒測(cè)試按照國(guó)標(biāo)GB/T 2408-1996進(jìn)行測(cè)試，氧指數(shù)測(cè)試按照國(guó)標(biāo)GB 2406-93進(jìn)行測(cè)試。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明由于選擇了熱塑性聚氨酯彈性體作為基體，其本身力學(xué)性能好、耐磨性好、耐油性優(yōu)異，和苯乙烯類彈性體進(jìn)行熔融共混后，制備的電纜料耐熱性提高，耐溫等級(jí)由原來(lái)的80°C提高到105°C，加工溫度范圍也變寬，由原來(lái)的5°C提高到40°C。苯乙烯類彈性體同時(shí)又可以調(diào)節(jié)電纜表面的亮霧程度，可以充當(dāng)消光劑使用，降低消光劑的用量。(2)采用新型的膨脹型阻燃劑來(lái)對(duì)聚合物進(jìn)行阻燃，因此制備的電纜料具有較高的阻燃性能，能通過(guò)UL 94 O. 8mm FV-O等級(jí)測(cè)試，且能夠通過(guò)UL 1581規(guī)定的VW-I垂直燃燒測(cè)試，燃燒過(guò)程中不會(huì)發(fā)生滴落現(xiàn)象。(3)由于熱塑性聚氨酯彈性體具有較高的極性，與同樣具有極性的膨脹型阻燃劑之間的相容性很好，力學(xué)性能優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度可達(dá)到20 25MPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到400 500%,同時(shí)阻燃劑遇水也不會(huì)有遷移的問(wèn)題。(4)通過(guò)添加增塑劑以及低硬度的苯乙烯類彈性體，使得制備的電纜料柔軟性很好，硬度在邵A 70 90，制品有較好的外觀，通過(guò)加入消光劑進(jìn)行消光之后，制備的電纜外觀可以調(diào)節(jié)為霧面效果。(5)本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃電纜料的力學(xué)性能、阻燃性能、耐熱性能均明顯高于無(wú)鹵阻燃電纜行業(yè)的指標(biāo)要求，尤其是添加苯乙烯類彈性體之后，制品的耐溫等級(jí)由原來(lái)的80°C提高到105°C，可以用作對(duì)耐磨性、耐油性、耐高溫及阻燃有較高要求的通訊電纜、汽車電纜、船用電纜及電腦周邊線纜的護(hù)套料或絕緣料使用。
具體實(shí)施例方式下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步具體詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例中的各原材料可以選購(gòu)各個(gè)廠家的相關(guān)產(chǎn)品，本發(fā)明對(duì)原材料的廠家進(jìn)行列舉，但是不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)，為德國(guó)拜耳公司產(chǎn)品，型號(hào)9385 ；苯乙烯類彈性體SEEPS 4055，日本可樂(lè)麗公司生產(chǎn)；苯乙烯類彈性體SEBS G1651，美國(guó)科騰公司生產(chǎn)；苯乙烯類彈性體SEPS G1730，美國(guó)科騰公司生產(chǎn)；膨脹型阻燃劑為德國(guó)克萊恩公司的磷氮阻燃劑，型號(hào)為0P1312 ；工業(yè)白油為中石化股份有限公司生產(chǎn)；消光劑二氧化硅為北京航天賽德粉體材料技術(shù)有限公司生產(chǎn)；潤(rùn)滑劑硅氧烷為道康寧公司生產(chǎn)；抗氧劑為雅寶公司的1010和168 ；色母粒為PE色母粒，寧波色母粒公司生產(chǎn)。實(shí)施例I :配方中的原材料組份的比例參照表I中實(shí)施例I進(jìn)行。制備方法如下根據(jù)原料配方稱取各組份，先將苯乙烯類彈性體(SEEPS)加入攪拌機(jī)中，噴淋增塑劑(工業(yè)白油)，攪拌30分鐘，再將TPU、新型的磷氮阻燃劑、二氧化硅、硅氧烷、抗氧劑1010及168和PE色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌30分鐘，充分混合均勻。將混好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為80rpm/min,螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm/min,螺桿的長(zhǎng)徑比為25，雙螺桿的加工溫度第一段為180°C，第二段為190°C，第三段為190°C，第四段為200°C，第五段為200°C，第六段為200°C，經(jīng)水冷切粒得到無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。制備的電纜料經(jīng)過(guò)押線機(jī)押線，押線機(jī)的壓縮比為2. 5:1，押線溫度為；第一段為160°C，第二段為170°C，第三段為180°C，第四段為180°C，第五段為190°C，第六段為190°C，制成電線電纜，壁厚O. 6mm，標(biāo)準(zhǔn)銅絲采用O. 12 mmX20，測(cè)試的各項(xiàng)性能結(jié)果如表2所示。其中硬度根據(jù)ASTM D2240標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，讀取30秒之后的硬度值。線纜的拉伸性能根據(jù)UL1581標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，拉伸速度為500mm/min，測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。VW-I燃燒實(shí)驗(yàn)根據(jù)UL 1581標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。耐油實(shí)驗(yàn)按照IEC 60811-2-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。老化試驗(yàn)按照IEC60811-1-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表2實(shí)施例I所示，結(jié)果表明制備的電纜料力學(xué)性能高，阻燃性好，可通過(guò)UL 1581垂直燃燒VW-I測(cè)試。耐熱性能高，可達(dá)到105°C耐溫等級(jí)。制品耐油、耐磨 且線纜柔軟有彈性，表面光滑且為啞光效果，放置一段時(shí)間后無(wú)阻燃劑遷移，適合用作通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。實(shí)施例2 配方中的原材料組份的比例參照表I中實(shí)施例2進(jìn)行。制備方法及測(cè)試方法均同實(shí)施例I。相比實(shí)施例I而言，本實(shí)施例中將SEEPS的含量提高，測(cè)試結(jié)果如表2實(shí)施例2所示，結(jié)果表明=SEEPS含量增加之后，制備的電纜料耐熱性能提高，拉伸強(qiáng)度有較低幅度的下降，斷裂伸長(zhǎng)率上升，阻燃性好，可通過(guò)VW-I垂直燃燒測(cè)試，線纜柔軟有彈性，表面光滑且為啞光效果，放置一段時(shí)間后無(wú)阻燃劑遷移，適合用作通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。實(shí)施例3 配方中的原材料組份的比例參照表I中實(shí)施例3進(jìn)行。制備方法及測(cè)試方法均同實(shí)施例I。相比實(shí)施例2而言，本實(shí)施例中將SEEPS的含量提高到28%，TPU的含量降低到30%，阻燃劑量略增加，測(cè)試結(jié)果如表2實(shí)施例3所示，結(jié)果表明=SEEPS的含量提高到28%后，制備的電纜料耐熱性提高更明顯，力學(xué)性能基本保持不變，說(shuō)明SEEPS含量增加對(duì)耐熱性能的提高具有很大作用，且制備的電纜料阻燃性好，更加柔軟，手感很好，耐油、耐磨、表面光滑且為啞光效果，放置一段時(shí)間后無(wú)阻燃劑遷移，適合用作通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。實(shí)施例4 配方中的原材料組份的比例參照表I中實(shí)施例4進(jìn)行。制備方法及測(cè)試方法均同實(shí)施例I。相比實(shí)施例3而言，本實(shí)施例中將SEEPS的含量提高到40%，TPU的含量降低到20%,阻燃劑量增加，測(cè)試結(jié)果如表2實(shí)施例4所示，結(jié)果表明=SEEPS的含量提高后，制備的電纜料耐熱性提高更明顯，力學(xué)性能基本保持不變，說(shuō)明SEEPS含量增加對(duì)耐熱性能的提高具有很大作用，且制備的電纜料阻燃性好，更加柔軟，手感很好。由于TPU的含量下降，因此材料的耐油、耐磨性能也有下降的表現(xiàn)。但是還是能符合電纜料的要求。制得的電纜表面光滑且為啞光效果，放置一段時(shí)間后無(wú)阻燃劑遷移，適合用作通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。實(shí)施例5:配方中的原材料組份的比例參照表I中實(shí)施例5進(jìn)行。制備方法如下根據(jù)原料配方稱取各組份，先將苯乙烯類彈性體(SEBS)加入攪拌機(jī)中，噴淋增塑劑(工業(yè)白油)，攪拌30分鐘，再將TPU、新型的磷氮阻燃劑、二氧化硅、硅氧烷、抗氧劑1010及168和PE色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌30分鐘，充分混合均勻。將混好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為80rpm/min,螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm/min,螺桿的長(zhǎng)徑比為25，雙螺桿的加工溫度第一段為180°C，第二段為190°C，第三段為190°C，第四段為200°C，第五段為200°C，第六段為200°C，經(jīng)水冷切粒得到無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。 測(cè)試方法同實(shí)施例I。測(cè)試結(jié)果如表2實(shí)施例5所示，相比實(shí)施例2而言，本實(shí)施例采用苯乙烯類彈性體SEBS與熱塑性聚氨酯彈性體TPU進(jìn)行熔融共混，結(jié)果表明制備的電纜料力學(xué)性能高，阻燃性好，可通過(guò)UL 1581垂直燃燒VW-I測(cè)試。耐熱性能高，可達(dá)到105°C耐溫等級(jí)。制品耐油、耐磨且線纜柔軟有彈性，表面光滑且為啞光效果，放置一段時(shí)間后無(wú)阻燃劑遷移，適合用作通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。實(shí)施例6 配方中的原材料組份的比例參照表I中實(shí)施例6進(jìn)行。制備方法如下根據(jù)原料配方稱取各組份，先將苯乙烯類彈性體(SEPS)加入攪拌機(jī)中，噴淋增塑劑(工業(yè)白油)，攪拌30分鐘，再將TPU、新型的磷氮阻燃劑、二氧化硅、硅氧烷、抗氧劑1010及168和PE色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌30分鐘，充分混合均勻。將混好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為80rpm/min,螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm/min,螺桿的長(zhǎng)徑比為25，雙螺桿的加工溫度第一段為180°C，第二段為190°C，第三段為190°C，第四段為200°C，第五段為200°C，第六段為200°C，經(jīng)水冷切粒得到無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。測(cè)試方法同實(shí)施例I。測(cè)試結(jié)果如表2實(shí)施例6所示，相比實(shí)施例2而言，本實(shí)施例采用苯乙烯類彈性體SEPS與熱塑性聚氨酯彈性體TPU進(jìn)行熔融共混，結(jié)果表明制備的電纜料力學(xué)性能高，阻燃性好，可通過(guò)UL 1581垂直燃燒VW-I測(cè)試。耐熱性能高，可達(dá)到105°C耐溫等級(jí)。制品耐油、耐磨且線纜柔軟有彈性，表面光滑且為啞光效果，放置一段時(shí)間后無(wú)阻燃劑遷移，適合用作通訊纜、船用電纜、汽車電纜及電腦周邊線纜的生產(chǎn)。對(duì)比例I :配方中的原材料組份的比例參照表I中對(duì)比例I進(jìn)行。制備方法如下根據(jù)原料配方稱取各組份，將TPU、新型的磷氮阻燃劑、二氧化硅、硅氧烷、抗氧劑1010及168和PE色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌30分鐘，充分混合均勻。將混好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為80rpm/min,螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm/min,螺桿的長(zhǎng)徑比為25，雙螺桿的加工溫度第一段為180°C，第二段為190°C，第三段為190°C，第四段為200°C，第五段為200°C，第六段為200°C，經(jīng)水冷切粒得到無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。測(cè)試方法同實(shí)施例I。相比實(shí)施例2而言，本對(duì)比例中不加SEEPS，測(cè)試結(jié)果如表2對(duì)比例I所示，結(jié)果表明若不加SEEPS，TPU電纜料的加工溫度范圍很窄，不能穩(wěn)定擠出。電纜料的耐溫等級(jí)也只有80°C。且制備的線纜手感較硬。對(duì)比例2 配方中的原材料組份的比例參照表I中對(duì)比例2進(jìn)行。 制備方法如下根據(jù)原料配方稱取各組份，先將苯乙烯類彈性體(SEEPS)加入攪拌機(jī)中，噴淋增塑劑(工業(yè)白油)，攪拌30分鐘，再將TPU、APP阻燃劑、二氧化硅、硅氧烷、抗氧劑1010及168和PE色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌30分鐘，充分混合均勻。將混好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為80rpm/min,螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm/min,螺桿的長(zhǎng)徑比為25，雙螺桿的加工溫度第一段為180°C，第二段為190°C，第三段為190°C，第四段為200°C，第五段為200°C，第六段為200°C，經(jīng)水冷切粒得到無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。測(cè)試方法同實(shí)施例I。相比實(shí)施例2而言，本對(duì)比例中采用傳統(tǒng)的APP阻燃劑，測(cè)試結(jié)果如表2對(duì)比例2所示，結(jié)果表明采用傳統(tǒng)的APP阻燃劑阻燃性能較差，O. 8mm厚度的樣片僅能達(dá)到FV-I等級(jí)，且不能通過(guò)UL1581 VW-I測(cè)試。由于APP阻燃劑容易吸潮，致使與基體相容性變差，力學(xué)性能有所下降，且遇水容易析出，在加工時(shí)摸上去有粘手現(xiàn)象。對(duì)比例3:配方中的原材料組份的比例參照表I中對(duì)比例3進(jìn)行。制備方法如下根據(jù)原料配方稱取各組份，先將苯乙烯類彈性體(SEEPS)加入攪拌機(jī)中，噴淋增塑劑(工業(yè)白油)，攪拌30分鐘，再將TPU、新型的磷氮阻燃劑、硅氧烷、抗氧劑1010及168和PE色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌30分鐘，充分混合均勻。將混好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為80rpm/min，螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm/min，螺桿的長(zhǎng)徑比為25，雙螺桿的加工溫度第一段為180°C，第二段為190°C，第三段為190°C，第四段為200°C，第五段為200°C，第六段為200°C，經(jīng)水冷切粒得到無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。測(cè)試方法同實(shí)施例I。相比實(shí)施例2而言，本對(duì)比例中未加二氧化硅，測(cè)試結(jié)果如表2對(duì)比例3所示，結(jié)果表明不加消光劑二氧化硅制得的線纜表面非常光亮，不能符合客戶對(duì)啞光表面的要求，且印字時(shí)打滑很容易擦掉。表I實(shí)施例及對(duì)比例各組份的配比
權(quán)利要求
1.一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于其是由以下百分含量的原料組成熱嫩忭:聚氨酯彈性體20 50%苯乙烯類押.性體15 40% 增解.刺3 8%膨脹型BfIiJ20 30% 消光劑4 7%潤(rùn)滑劑0.5 1%抗氣劑0.5 1%色母粒1.5 3%5
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于熱塑性聚氨酯彈性體為聚醚型的熱塑性聚氨酯彈性體，硬度范圍為邵A 60 90。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于苯乙烯類彈性體為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯共聚物(SEEPS)的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于本發(fā)明采用的增塑劑為工業(yè)白油、環(huán)烷油、石蠟油的一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于膨脹型阻燃劑為無(wú)鹵膨脹型阻燃劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于、消光劑為含娃化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于抗氧劑以四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)為主抗氧劑、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)為輔助抗氧劑，主抗氧劑和輔助抗氧劑的重量比為3 :1。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、油酸酰胺中的一種或幾種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料，其特征在于色母粒為PE色母粒、PP色母粒的一種或幾種的共混物。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料的制備方法，其特征在于工藝路線為首先將各組分物料按配比稱好，將苯乙烯類彈性體放入攪拌機(jī)中，通過(guò)噴淋裝置噴淋增塑劑，攪拌15 30分鐘；將熱塑性聚氨酯彈性體、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、消光劑、抗氧劑及色母粒加入攪拌機(jī)中攪拌15 30分鐘，充分混合均勻。將混合均勻的原料 加入雙螺桿擠出機(jī)中，喂料速度為l(T80rpm/min，螺桿轉(zhuǎn)速為10(T600rpm/min，螺桿的長(zhǎng)徑比為25飛O，加工溫度為16(T20(TC，經(jīng)水冷切粒得到熱塑性聚氨酯彈性體電纜料粒料。
全文摘要
一種高阻燃高耐熱無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體電纜料及其制備方法涉及無(wú)鹵阻燃電纜料領(lǐng)域。電纜料由以下百分含量的原料組成熱塑性聚氨酯彈性體20～50%；苯乙烯類彈性體15～40%；增塑劑3～8%；膨脹型阻燃劑20～30%；消光劑4～7%；潤(rùn)滑劑0.5～1%；抗氧劑0.5～1%；色母粒1.5～3%。熱塑性聚氨酯彈性體為聚醚型的熱塑性聚氨酯彈性體，硬度范圍為邵A 60～90。本發(fā)明改善熱塑性聚氨酯彈性體電纜料加工溫度區(qū)域過(guò)窄的問(wèn)題，同時(shí)改善電纜料的耐熱性能，采用熱塑性聚氨酯彈性體作為基體，同時(shí)采用耐高溫材料與之熔融共混，采用新型的遇水不遷移的膨脹型阻燃劑作為基體的阻燃劑。
文檔編號(hào)C08L75/08GK102816427SQ20121032868
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者李紅霞, 張立群, 田明, 王炎祥, 梁文利, 胡偉康, 胡新兵 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué), 浙江北化阻燃材料有限公司