[发明专利]一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆料及其制备方法，具体地说是一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料及其制备方法。 

背景技术

电缆料是电线电缆绝缘及护套用的材料，其包括了橡胶、塑料、尼龙等多个品种。如果电缆料的阻燃性能较差的话，电缆在长期工作中容易积聚热量，从而引发火灾，而一旦发生火灾，对人造成危害的直接因素往往不是火灾的高温，而是电缆料燃烧产生的大量烟雾，因为这些烟雾中不仅含有大量的有毒物质，而且高浓度的烟雾足以使人缺氧窒息。因此，行业内对电缆料的阻燃性、排烟量以及烟密度提出了更高的要求。 

目前，电缆料中应用最为广泛的是聚氯乙烯电缆料，它是以聚氯乙烯为基料，加入各种配料制备而成的复合材料。为增加其阻燃性能，技术人员一般会在其配料中加入特定比例的阻燃剂。目前在聚氯乙烯电缆料中添加的阻燃剂主要有两类：①无机金属氢氧化物类阻燃剂，如氢氧化铝、氢氧化镁等；这类阻燃剂具有价格低廉、无毒、不易挥发、阻燃等优点；但是存在使用量较大、阻燃消烟性能有限的问题；②金属氧化物类阻燃剂，如三氧化二锑、三氧化二铁等；这类阻燃剂与卤化物等其他阻燃剂并用具有一定的阻燃效果，但是其价格相对较高，而且金属氧化物在燃烧过程中会产生的大量的黑烟，安全性较差。此外，也有采用过渡金属盐类如锡酸锌、羟基锡酸锌作为阻燃剂，但是这类阻燃剂价格相对较高，而且消烟性能相对较差，所以其推广应用较为困难。因此，能够研发一种阻燃性能好、价格低廉以及燃烧时产烟量较小的电缆料，是行业内积极探索的课题。 

发明内容

本发明的目的就是提供一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料及其制备方法，以解决现有电缆料阻燃性能差、燃烧产烟量大以及生产成本高的问题。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种低烟阻燃聚氯乙烯电缆料，它是由以下重量份比的组分构成：聚氯乙烯（PVC） 100份，消烟阻燃剂 5-20份，增塑剂 40份，偶联剂 1份，稳定剂 5份，润滑剂1份；其中： 

所述消烟阻燃剂为铁酸铋（BiFeO₃）或铁酸铋（BiFeO₃）与氢氧化镁（Mg(OH)₂）按质量比为1-3 : 19-1组成的混合物；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）；

所述偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯（NDZ-311）；

所述稳定剂为二月桂酸二丁基锡；

所述润滑剂为硬脂酸和硬脂酸钙按质量比为1 : 1组成的混合物。

本发明中所述消烟阻燃剂为单一基质铁酸铋时，其优选重量份比为10-20份，在此优选条件下，制备的聚氯乙烯电缆料阻燃效果性能良好，测得的极限氧指数（LOI）为28.8-31.1%、燃烧时烟密度等级（SDR）为72.2-71.6%；其重量份比更优选为15-20份，制备的聚氯乙烯电缆料阻燃性能较好，测得的极限氧指数（LOI）为29.8-31.1%、燃烧时烟密度等级（SDR）为71.4-71.6%；其重量份比进一步优选为20份，制备的聚氯乙烯电缆料的阻燃消烟综合性能达到最好，测得其极限氧指数（LOI）为31.1%，燃烧时烟密度等级（SDR）为71.6%。 

本发明所述消烟阻燃剂为铁酸铋与氢氧化镁组成的混合物时，其铁酸铋与氢氧化镁按质量比优选为1-3 : 3-1，在此优选的添加量下，制备的电缆料的极限氧指数（LOI）为29.0-29.9%，燃烧时烟密度等级（SDR）为71.9-73.8%，这与其他复配比例相比具有更好的阻燃及消烟性能，其铁酸铋与氢氧化镁按质量比更优选为3 : 1时，制备的电缆料在所有复配比例中其阻燃及消烟性能均达到最佳，其极限氧指数（LOI）为29.9%，燃烧时烟密度等级（SDR）为71.9%。 

本发明所述低烟阻燃聚氯乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤： 

（a）按照上述组分及重量份比称取各组分；

（b）将聚氯乙烯及消烟阻燃剂在80-110℃下烘干1-3 h；

（c）将烘干后的聚氯乙烯及消烟阻燃剂与增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂混合，搅拌均匀，加入到双螺杆挤出机制粒料。

本发明中步骤（c）所述双螺杆挤出机从喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度设置为165℃、170℃、175℃、170℃、170℃，螺杆转速设置为40 r/min。