專利名稱：：一種硅烷交聯(lián)無鹵阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電纜料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是涉及一種硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著我國(guó)電力工業(yè)和通訊事業(yè)的發(fā)展，對(duì)電纜料的需求量迅速增加。在電纜料的品種中，聚氯乙烯(PVC)電纜料是用量最大的品種，占電纜料總量的80%左右。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2007年，國(guó)內(nèi)電纜料的總需求量在50萬噸左右。為了減小電纜所占空間，提高電纜的鋪設(shè)密度是大勢(shì)所趨，當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用的PVC電纜料非交聯(lián)品種難以適應(yīng)這種需要，與非交聯(lián)電纜料相比，交聯(lián)電纜料可以減少電網(wǎng)線路的電壓降，增加線路的傳輸容量，減少線路的占有空間。當(dāng)然，電纜的鋪設(shè)密度增加，電纜失火的幾率相對(duì)增大，因此交聯(lián)PVC電纜料品種需要同時(shí)提高阻燃抑煙性能。目前PVC交聯(lián)電纜分為輻射交聯(lián)電纜和硅烷水交聯(lián)電纜兩類，與輻射交聯(lián)PVC電纜相比，硅烷水交聯(lián)電纜PVC電纜具有加工方便，不需要輻射源的優(yōu)勢(shì)。但是，硅烷交聯(lián)PVC電纜料的預(yù)交聯(lián)問題一直制約著這類材料的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在加工出來的電纜表面不光滑。為了提高電纜料的阻燃性能，需要加入阻燃劑。阻燃劑可分為有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑，后者主要包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合滑石等，因其不含卣素和兼具阻燃、抑煙功能，已逐漸成為阻燃劑家族中的主要成員。然而，無機(jī)阻燃劑一般加入量大，這導(dǎo)致材料的加工性能和力學(xué)性能劣化。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料。本發(fā)明的目的之二是提供硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料的制備工藝。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，硅烷交聯(lián)無囟阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，按重量份計(jì)，含有聚氯乙烯樹脂100份，增塑劑10-100份，0.5-10份硅烷交聯(lián)劑、0.5-6份熱穩(wěn)定劑、30-100份金屬氫氧化物阻燃劑、1-10份金屬化合物阻燃協(xié)效劑、0.1-5份防預(yù)交聯(lián)劑、0.1-5份潤(rùn)滑劑、0.1-0.5份抗氧劑、0.05-0.1份二月桂酸二丁基錫及適量著色劑。在優(yōu)選的方案中，硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，按重量份計(jì)，含有聚氯乙烯樹脂100份，增塑劑45-55份，1.5-4份硅烷交聯(lián)劑、3-6份熱穩(wěn)定劑、30-35份金屬氫氧化物阻燃劑、3-5份金屬化合物阻燃協(xié)效劑、0.1-5份防預(yù)交聯(lián)劑、0.5-2份潤(rùn)滑劑、0.1-0.5份抗氧劑、0.08-0.1份二月桂酸二丁基錫及適量著色劑。前述增塑劑為鄰苯二曱酸二辛酯、鄰苯二曱酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯、氯化石蠟中的一種或幾種。所述硅烷交聯(lián)劑為Y-氨基丙基三曱氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、P-(氨基乙基)Y-氨基丙基曱基二曱氧基硅烷、P-(氨基乙基)Y-氨基丙基曱基二乙氧基硅烷、N-p-(氨基乙基)Y-氨基三甲氧基硅烷、N-苯基-Y-氨基丙基三曱氧基硅烷、3-巰基丙基三曱氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。所述熱穩(wěn)定劑為下列的一種或幾種鉛鹽基類熱穩(wěn)定劑、脂肪酸鹽類熱穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛鹽類熱穩(wěn)定劑、稀土類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑。所述金屬氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合滑石或它們的復(fù)配物。所述金屬化合物阻燃協(xié)效劑為下列一種或幾種鉬的化合物、鋅的氧化物、鎂的氧化物或它們的復(fù)配物。所述防預(yù)交聯(lián)劑為以下物質(zhì)中的一種或幾種的復(fù)配物氯化4丐、硅膠粉和分子篩。所述潤(rùn)滑劑為下列物質(zhì)中的一種或幾種的混合物石蠟、硬脂酸、硬脂酸單甘酯、油酸、微晶蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鉛。本發(fā)明硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料的制備工藝，按如下工序進(jìn)行a)按重量份，將聚氯乙烯樹脂、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、金屬氫氧化物阻燃劑、金屬化合物阻燃協(xié)效劑、防預(yù)交聯(lián)劑、抗氧劑、二月桂酸二丁基錫，在90-105。C混合均勻，并在該溫度范圍內(nèi)保持IO分鐘以上，再加入硅烷交聯(lián)劑混勾；b)將前述混合物放入冷混機(jī)中冷卻至45°C，打入千燥料倉(cāng)；c)將干燥料倉(cāng)中的混合料用單螺桿或雙螺桿擠出造粒，工藝參數(shù)選擇如下機(jī)身溫度170-160°C，160-155°C，155-150°C,150-145°C,機(jī)頭溫度140-150°C,主機(jī)轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分，喂料轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分；d)將切成的粒料采用鋁塑復(fù)合袋包裝。本發(fā)明的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料使用了防預(yù)交聯(lián)劑來抑制或防止聚氯乙烯提前交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生，從而改善了交聯(lián)聚氯乙烯加工過程中的降解與制品表面粗糙的問題，提高交聯(lián)聚氯乙烯的加工性能。在該電纜料中利用金屬氫氧化物與金屬氧化物的協(xié)同阻燃作用，降低了金屬氫氧化物用量，在保證材料力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，煙密度大幅度降低。按照本發(fā)明技術(shù)方案所制得的硅烷交聯(lián)無鹵阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，具有加工性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，電性能好，煙密度低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所提出的制備方法，在生產(chǎn)過程中無需增加任何輔助設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單，成本低。在本發(fā)明之前，雖然有報(bào)道進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)室研究，但沒有解決材料的預(yù)交聯(lián)和抑煙問題。本發(fā)明在保證材料交聯(lián)度的同時(shí)，通過加入防預(yù)交聯(lián)劑和阻燃抑煙劑，具有良好的加工性能和抑煙性能。此外，該電纜料還具有如下特性良好的力學(xué)性能，比非交聯(lián)PVC電纜料機(jī)械強(qiáng)度提高20-30%;良好的耐熱性能，最高使用溫度可以達(dá)到105°C;良好的電性能，體積電阻率比非交聯(lián)PVC電纜料提高3-5倍，提高了電纜的絕緣性能；老化性能好。圖1是電纜料中不加防預(yù)交聯(lián)劑所生產(chǎn)電纜表面圖。圖2是電纜料中加入防預(yù)交聯(lián)劑所生產(chǎn)電纜表面圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明提出的技術(shù)方案，但不限于此。本發(fā)明提供了一種硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，它采用的材料有PVC樹脂、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、交聯(lián)劑、阻燃劑及協(xié)效劑、增塑劑、防預(yù)交聯(lián)劑、催化劑二月桂酸二丁基錫。增塑劑可選擇鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二曱酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯、氯化石蠟中的一種或幾種。硅烷交聯(lián)劑可選擇y-氨基丙基三曱氧基硅烷、y-氨基丙基三乙氧基硅烷、P-(氨基乙基)y-氨基丙基曱基二曱氧基硅烷、P-(氨基乙基)y-氨基丙基曱基二乙氧基硅烷、n-p-(氨基乙基)y-氨基三曱氧基硅烷、n-苯基-y-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。PVC樹脂選擇SG-5型樹脂，各項(xiàng)性能指標(biāo)要求為表觀密度>0.4g/ml;粘數(shù)107-118ml/g;揮發(fā)份《0.5%。熱穩(wěn)定劑是指能改善PVC熱穩(wěn)定性的助劑，其作用是在專用料生產(chǎn)過程中防止或抑制PVC的降解，同時(shí)在制品的使用過程中保持足夠的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命。熱穩(wěn)定劑可選擇下列的一種或幾種鉛鹽基類熱穩(wěn)定劑、脂肪酸鹽類熱穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛鹽類熱穩(wěn)定劑、稀土類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑。金屬氫氧化物阻燃劑可選擇氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合滑石或它們的復(fù)配物。金屬化合物阻燃協(xié)效劑為下列一種或幾種鉬的化合物、鋅的氧化物、^:的氧化物或它們的復(fù)配物。防預(yù)交聯(lián)劑為以下物質(zhì)中的一種或幾種的復(fù)配物氯化鉤、硅膠粉和分子篩。潤(rùn)滑劑可選擇下列物質(zhì)中的一種或幾種的混合物石蠟、硬脂酸、硬脂酸單甘酯、油酸、微晶蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鉛。所述的抗氧劑為受阻酚類物質(zhì)，其作用是捕捉在PVC加工或使用過程中因受熱或受到紫外線的作用形成的自由基，保證材料使用的壽命。在上述硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料中還應(yīng)該加入著色劑，以滿足電纜標(biāo)識(shí)的需要，還可使制品美觀，提高耐候性。著色劑主要是中鉻黃、酞青綠、碳黑、鈦白粉。表1是本發(fā)明硅烷交聯(lián)無鹵阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料的幾種不同配比的實(shí)施例:表1本發(fā)明的實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料的制備工藝，按下述工序進(jìn)行a)將PVC樹脂、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、防預(yù)交聯(lián)劑、抗氧劑、二月桂酸二丁基錫，在90-105。C混合均勻，并在該溫度范圍內(nèi)保持10分鐘以上,再加入硅烷交聯(lián)劑混合均勻；b)將上述混合物放入冷混機(jī)中冷卻至45。C,打入干燥料倉(cāng)；c)將干燥料倉(cāng)中的混合料用單螺桿或雙螺桿擠出造粒，工藝參數(shù)選擇如下機(jī)身溫度170-16(TC，160-155°C,155-150°C,150-145°C,機(jī)頭溫度140-150°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分，喂料轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分；d)將切成的粒料采用鋁塑復(fù)合袋包裝。本發(fā)明硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料性能典型值如表2所示。表2硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料性能典型值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明的硅烷交聯(lián)無面阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料采用PVC單螺桿進(jìn)行電纜的加工，機(jī)頭可采用擠壓式或擠管式。電纜的加工溫度，機(jī)身110-165°C，機(jī)頭160-175°C。用本發(fā)明的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料加工的電纜滿足JB/T10438-2004《額定電壓450/750V及以下交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電線和電纜》的要求。圖1是電纜料中不加防預(yù)交聯(lián)劑所生產(chǎn)電纜表面圖。圖2是電纜料中加入防預(yù)交聯(lián)劑所生產(chǎn)電纜表面圖。比較兩圖可以看出，加入防預(yù)交聯(lián)劑后，由于預(yù)交聯(lián)度明顯降低，電纜料的加工性能更好，與未加防預(yù)交聯(lián)劑加工的電纜相比表面更加光滑。應(yīng)當(dāng)指出的是，以實(shí)施方式是本發(fā)明比較有代表性的例子，顯然本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，以本發(fā)明中所公開能提到或是其聯(lián)想到的，均應(yīng)^v為是本專利所要保護(hù)的范圍。權(quán)利要求1、一種硅烷交聯(lián)無鹵阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為按重量份計(jì)，含有聚氯乙烯樹脂100份，增塑劑10-100份，0.5-10份硅烷交聯(lián)劑、0.5-6份熱穩(wěn)定劑、30-100份金屬氫氧化物阻燃劑、1-10份金屬化合物阻燃協(xié)效劑、0.1-5份防預(yù)交聯(lián)劑、0.1-5份潤(rùn)滑劑、0.1-0.5份抗氧劑、0.05-0.1份二月桂酸二丁基錫及適量著色劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為按重量份計(jì)，含有聚氯乙烯樹脂100份，增塑劑45-55份，1.5-4份硅烷交聯(lián)劑、3-6份熱穩(wěn)定劑、30-35份金屬氫氧化物阻燃劑、3-5份金屬化合物阻燃協(xié)效劑、0.1-5份防預(yù)交聯(lián)劑、0.5-2份潤(rùn)滑劑、0.1-0.5份抗氧劑、0.08-0.1份二月桂酸二丁基錫及適量著色劑。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙燁電纜料，其特征為所述增塑劑為鄰苯二曱酸二辛酯、鄰苯二曱酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯、氯化石蠟中的一種或幾種。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為所述硅烷交聯(lián)劑為y-氨基丙基三曱氧基硅烷、y-氨基丙基三乙氧基硅烷、P-(氨基乙基)y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、|3-(氨基乙基)y-氨基丙基曱基二乙氧基硅烷、n-P-(氨基乙基)y-氨基三曱氧基硅烷、n-苯基-y-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為所述熱穩(wěn)定劑為下列的一種或幾種鉛鹽基類熱穩(wěn)定劑、脂肪酸鹽類熱穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛鹽類熱穩(wěn)定劑、稀土類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為所述金屬氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合滑石或它們的復(fù)配物。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為所述金屬化合物阻燃協(xié)效劑為下列一種或幾種鉬的化合物、鋅的氧化物、鎂的氧化物或它們的復(fù)配物。8、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為所述防預(yù)交聯(lián)劑為以下物質(zhì)中的一種或幾種氯化鈣、硅膠粉和分子篩。9、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)無卣阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料，其特征為2所述潤(rùn)滑劑為下列物質(zhì)中的一種或幾種的混合物石蠟、硬脂酸、硬脂酸單甘酯、油酸、微晶蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鉛。10、硅烷交聯(lián)無鹵阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料的制備工藝，其特征為按如下工序進(jìn)行a)按重量份，將聚氯乙烯樹脂、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、金屬氫氧化物阻燃劑、金屬化合物阻燃協(xié)效劑、防預(yù)交聯(lián)劑、抗氧劑、二月桂酸二丁基錫，在90-105。C混合均勻，并在該溫度范圍內(nèi)保持IO分鐘以上，再加入硅烷交聯(lián)劑混勻；b)將前述混合物放入冷混機(jī)中冷卻至45'C,打入干燥料倉(cāng)；c)將干燥料倉(cāng)中的混合料用單螺桿或雙螺桿擠出造粒，工藝參數(shù)選擇如下機(jī)身溫度170-16(TC，160-155°C，155-150°C，150-145。C,機(jī)頭溫度140-150°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速2G轉(zhuǎn)/分，喂料轉(zhuǎn)速3G轉(zhuǎn)/分；d)將切成的粒料采用鋁塑復(fù)合袋包裝。全文摘要本發(fā)明公開了一種硅烷交聯(lián)無鹵阻燃抑煙聚氯乙烯電纜料及其制備工藝。按重量份計(jì)，含有聚氯乙烯樹脂100份，增塑劑10-100份，0.5-10份硅烷交聯(lián)劑、0.5-6份熱穩(wěn)定劑、30-100份金屬氫氧化物阻燃劑、1-10份金屬化合物阻燃協(xié)效劑、0.1-5份防預(yù)交聯(lián)劑、0.1-5份潤(rùn)滑劑、0.1-0.5份抗氧劑、0.05-0.1份二月桂酸二丁基錫及適量著色劑。該電纜料具有如下特性良好的力學(xué)性能，比非交聯(lián)PVC電纜料機(jī)械強(qiáng)度提高20-30％；良好的耐熱性能；良好的電性能，體積電阻率比非交聯(lián)PVC電纜料提高3-5倍，提高了電纜的絕緣性能；老化性能好。文檔編號(hào)B29C47/92GK101319079SQ20081013820公開日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年7月3日優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日發(fā)明者冷海強(qiáng),徐保良,滕謀勇,鑫邵申請(qǐng)人:聊城大學(xué)