[发明专利]一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料及其制备方法，属于电缆技术领域。本发明的高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料由聚氨酯树脂、聚乙烯、膨胀型阻燃剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、抗静电剂和色母粒制得，具有高阻燃性、低烟气毒性、高强度、高柔软性，以及优异的耐高低温、耐老化、耐油、耐酸碱腐蚀、耐候等性能，可广泛应用于新能源电动汽车用充电电缆、工业机器人电缆、光伏电缆、特种设备电缆等电缆护套材料。本发明制备工艺简单，原料价廉易得，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)既具有橡胶的高韧性，又具有塑料的高强度，同时具有优异的耐磨、耐撕裂、耐油、耐蠕变以及良好的耐酸碱腐蚀和耐候等特性，在线缆护套及绝缘方面应用甚广。然而，TPU易燃烧，且燃烧时伴有熔滴滴落和大量有毒烟气释放，限制了其更广泛的应用。因此，开展对TPU材料阻燃和抑烟改性的研究具有重要意义。

在TPU阻燃改性发展过程中，经历了由卤系阻燃剂到无卤阻燃剂的转变。卤系阻燃剂虽然具有较高的阻燃效率，但对环境和人体的危害作用较大，慢慢的被无卤阻燃剂所替代。近年来，阻燃TPU常用的无卤阻燃剂主要集中于无机氢氧化物阻燃剂和磷系阻燃剂两大类。常见的无机氢氧化物阻燃剂如氢氧化铝、氢氧化镁等，因材料价廉易得、无卤且本身无毒而受到广泛的应用。然而，无机氢氧化物阻燃效率低，添加量较大，且通常以物理共混法直接添加到TPU中，与基体相容性差，对产品的性能影响较大，无法满足新能源汽车用充电电缆、光伏电缆等特殊电缆的要求。在磷系阻燃剂方面，常用的有次磷酸铝、聚磷酸铵、乙二基次磷酸铝等。实际的TPU阻燃改性过程中，单一阻燃剂使用的情况较少，更为普遍的是几种阻燃剂共同使用，或者是磷系阻燃剂与其他阻燃协效剂复合使用，虽然一定程度上提高了阻燃效率降低了阻燃剂的添加量，但存在着多功能组分易分离的问题，且磷系阻燃剂的使用增加了电缆在燃烧过程中有毒气体的释放，不符合环保的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料及其制备方法，以解决现有阻燃电缆阻燃剂加量大、与基体相容性差、有毒烟气释放的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料，其包括以下原料：按重量份计，聚氨酯树脂50～70份、聚乙烯5～15份、膨胀型阻燃剂15～35份、稳定剂3～6份、润滑剂1～3份、抗氧剂1～4份、抗静电剂1～4份和色母粒2～4份。

本发明通过添加膨胀型阻燃剂，提高了电缆护套料的阻燃性能且能够有效降低有毒气体的释放，且通过合理的原料配比关系获得优异的耐候、耐老化、耐油以及耐腐蚀性能，采用本发明护套料制得的电缆高强度、柔软性好、低毒性。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述高阻燃低烟气毒性耐候电缆护套料包括以下原料：按重量份计，聚氨酯树脂55～65份、聚乙烯8～13份、膨胀型阻燃剂20～30份、稳定剂3.5～5.5份、润滑剂1.5～2.5份、抗氧剂1.5～3.5份、抗静电剂1.5～3.5份和色母粒2.5～3.5份。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述膨胀型阻燃剂的原料包括：按重量份计，聚磷酸铵6～24份、季戊四醇1～6份、金属氧化物1～4份、硅橡胶5～15份、硅橡胶固化剂0.1～1份和多孔介质0.2～2份。

本发明的膨胀型阻燃剂以经过溶解后的硅橡胶为粘结剂和增韧剂，聚磷酸铵为酸源和气源，季戊四醇为碳源，金属氧化物为阻燃协效剂，通过球磨粉碎混合成纳米超细颗粒浆料，并利用多孔介质的空洞结构对液体硅橡胶的吸附作用以及空间限域作用，制备得到多孔介质同时负载增韧剂、纳米膨胀型阻燃剂和纳米金属氧化物作为TPU电缆护套增强增韧阻燃剂，解决了多功能组分易分离和纳米粒子易团聚的问题，提高了膨胀型阻燃剂的阻燃效率。