一種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電纜料，具體涉及一種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的迅速發展，電線電纜在城市軌道交通行業中得到了廣泛的應用。近幾 年城市軌道交通電氣火災事故的頻繁發生，電線電纜的阻燃問題逐漸引起世界各國的重 視。電纜燃燒時釋放出大量煙霧和有毒的、腐蝕性的氣體嚴重妨礙了人們的安全撤離和滅 火工作，使生命財產遭到嚴重損失。因此，急需改變傳統城市軌道交通電纜料配方，開發一 種全新的城市軌道交通電纜料，以提高城市軌道交通電線電纜的阻燃性。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電 纜料及其制備方法，該電纜料阻燃效果好，煙密度低，且燃燒時不產生有害有毒、腐蝕性氣 體。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0005] -種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料，由以下重量份的原料制成：聚丙烯 42-58、聚醚酰亞胺34-49、溴化聚苯乙烯18-27、超細鉬粉13-19、愈創樹脂8-14、環氧脂肪 酸甲酯10-15、二甘醇二苯甲酸酯6-12、沙索蠟3-6、肉豆蔻酸異丙酯2-4、硬脂酸亞錫1-2、 三（2, 3-二溴丙基）異三聚氰酸酯4-8、活性碳酸鈣15-20、錫酸鋇5-10、二苯甲酰甲烷2-3、 復合阻燃劑15-20、抗氧劑1135 1-2、抗氧劑330 1-2 ;
[0006] 所述復合阻燃劑的制備方法如下：
[0007] (1)按質量比4-7:3-5:2-3的比例稱取坡縷石、凹凸棒土和偏硼酸鋇，混合均勻， 粉碎，過 100-150 目篩，然后 600-800r/min 球磨 0? 5_lh ;
[0008] (2)將上述球磨得到的粉末加水攪拌配制成濃度為50_60g/L的懸浮液，再加入一 定體積的lmol/L Mg(NO3)2溶液，使Mg(NO3)2與步驟⑴球磨得到的粉末的質量比為1:2-3 ; 超聲分散15-20min，然后水浴加熱至60-70°C，在攪拌和超聲的同時滴加lmol/L氫氧化鈉 溶液，直至溶液PH = 9-10,停止滴加，恒溫攪拌3-6h，過濾，烘干，研磨，過150-200目篩，即 得氫氧化鎂一次包覆處理的粉體；
[0009] (3)按摩爾比3-6:2-4:1-2的比例稱取硫酸鋅、磷酸二氫鈉、聚丙烯酰胺，取硫酸 鋅加4-8倍量的去離子水，攪拌均勻后再加入相當于溶液重量35-45%的步驟（2)制得的粉 體，200-400r/min分散1-2h，然后加入磷酸二氫鈉、聚丙烯酰胺，攪拌升溫至80-90°C，攪拌 反應5-7h，過濾，烘干，即得磷酸鋅二次包覆處理的粉體；
[0010] (4)上述步驟（3)制得的粉體中加入3-6%的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、 2-4%的三（三甲基硅烷）硼酸酯、1-2%的蓖麻油酸聚氧丙烯酯，1000-150(^/1^11高速分散 8_12min，烘干，研磨，過150-200目篩即可。
[0011] 上述復合阻燃劑是先將坡縷石、凹凸棒土和偏硼酸鋇三種無機物混合制成粉體， 然后再依次在混合粉體表面包覆氫氧化鎂、磷酸鋅，最后用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、 三（三甲基硅烷）硼酸酯、蓖麻油酸聚氧丙烯酯對包覆粉體進行表面改性，提高包覆粉體與 高分子聚合物的相容性，該方法實現了坡縷石、凹凸棒土、偏硼酸鋇、氫氧化鎂和磷酸鋅這 幾種無機阻燃劑的化學復合，最大程度地發揮上述無機組分的協同阻燃抑煙效應，顯著提 高復合無機阻燃劑的阻燃效果。
[0012] 本發明的城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料的制備方法，包括以下步驟：將聚丙 稀、聚醚酰亞胺、溴化聚苯乙稀、愈創樹脂、環氧脂肪酸甲酯、超細鉬粉、硬脂酸亞錫、沙索蠟 加入到高速混合機中高速攪拌，當物料溫度達到80-90°C時，再加入余下原料，繼續攪拌至 料溫達到95-105°C時，將物料放入冷混機中低速攪拌，當物料冷卻至50-60°C時出料；將混 合好的物料轉入雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經干燥、篩選、包裝后即得成品。
[0013] 本發明的有益效果：
[0014] 本發明制得的電纜料阻燃效果好，煙密度低，燃燒時不產生濃煙以及有害有毒、腐 蝕性氣體，安全環保，且具有優良的物理機械性能、電絕緣性能、抗疲勞性、耐熱性、耐候性 等特性。
【具體實施方式】
[0015] -種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料，由以下重量（kg)的原料制成：聚丙烯 53、聚醚酰亞胺44、溴化聚苯乙烯25、超細鉬粉16、愈創樹脂12、環氧脂肪酸甲酯11、二甘醇 二苯甲酸酯9、沙索蠟4. 5、肉豆蔻酸異丙酯3、硬脂酸亞錫1. 5、三（2, 3-二溴丙基）異三聚 氰酸酯6、活性碳酸鈣17、錫酸鋇8、二苯甲酰甲烷2. 5、復合阻燃劑17、抗氧劑1135 1. 5、抗 氧劑330 1 ;
[0016] 所述復合阻燃劑的制備方法如下：
[0017] (1)按質量比7:4:3的比例稱取坡縷石、凹凸棒土和偏硼酸鋇，混合均勾，粉碎，過 150目篩，然后800r/min球磨0. 5h ;
[0018] (2)將上述球磨得到的粉末加水攪拌配制成濃度為60g/L的懸浮液，再加入一定 體積的lmol/LMg(NO3)2溶液，使Mg(NO3)2與步驟⑴球磨得到的粉末的質量比為1:2. 5 ; 超聲分散16min，然后水浴加熱至65°C，在攪拌和超聲的同時滴加lmol/L氫氧化鈉溶液，直 至溶液PH = 10,停止滴加，恒溫攪拌5h，過濾，烘干，研磨，過200目篩，即得氫氧化鎂一次 包覆處理的粉體；
[0019] (3)按摩爾比5:3:1. 5的比例稱取硫酸鋅、磷酸二氫鈉、聚丙烯酰胺，取硫酸鋅加 7倍量的去離子水，攪拌均勻后再加入相當于溶液重量45%的步驟（2)制得的粉體，400r/ min分散Ih，然后加入磷酸二氫鈉、聚丙烯酰胺，攪拌升溫至90°C，攪拌反應5h，過濾，烘干， 即得磷酸鋅二次包覆處理的粉體；
[0020] (4)上述步驟（3)制得的粉體中加入4. 5%的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、3% 的三（三甲基硅烷）硼酸酯、1. 5%的蓖麻油酸聚氧丙烯酯，1500r/min高速分散lOmin，烘 干，研磨，過200目篩即可。
[0021] 一種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料的制備方法，包括以下步驟：將聚丙烯、聚 醚酰亞胺、溴化聚苯乙稀、愈創樹脂、環氧脂肪酸甲酯、超細鉬粉、硬脂酸亞錫、沙索蠟加入 到高速混合機中高速攪拌，當物料溫度達到80-90°C時，再加入余下原料，繼續攪拌至料溫 達到95-105°C時，將物料放入冷混機中低速攪拌，當物料冷卻至50-60°C時出料；將混合好 的物料轉入雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經干燥、篩選、包裝后即得成品。
[0022] 上述制得的電纜料的性能測試結果如下：
【主權項】
1. 一種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料，其特征在于，由以下重量份的原料制成： 聚丙烯42-58、聚醚酰亞胺34-49、溴化聚苯乙烯18-27、超細鉬粉13-19、愈創樹脂8-14、 環氧脂肪酸甲酯10-15、二甘醇二苯甲酸酯6-12、沙索蠟3-6、肉豆蔻酸異丙酯2-4、硬脂 酸亞錫1-2、三（2, 3-二溴丙基）異三聚氰酸酯4-8、活性碳酸鈣15-20、錫酸鋇5-10、二苯 甲酰甲烷2-3、復合阻燃劑15-20、抗氧劑1135 1-2、抗氧劑330 1-2; 所述復合阻燃劑的制備方法如下： (1) 按質量比4-7:3-5:2-3的比例稱取坡縷石、凹凸棒土和偏硼酸鋇，混合均勻，粉碎， 過 100-150 目篩，然后 600-800r/min球磨 0? 5-lh; (2) 將上述球磨得到的粉末加水攪拌配制成濃度為50-60g/L的懸浮液，再加入一定體 積的lmol/LMg(NO3)2溶液，使Mg(NO3)2與步驟（1)球磨得到的粉末的質量比為1:2-3 ;超 聲分散15-20min，然后水浴加熱至60-70°C，在攪拌和超聲的同時滴加lmol/L氫氧化鈉溶 液，直至溶液PH=9-10,停止滴加，恒溫攪拌3-6h，過濾，烘干，研磨，過150-200目篩，即得氫 氧化鎂一次包覆處理的粉體； (3) 按摩爾比3-6:2-4:1-2的比例稱取硫酸鋅、磷酸二氫鈉、聚丙烯酰胺，取硫酸鋅加 4-8倍量的去離子水，攪拌均勻后再加入相當于溶液重量35-45%的步驟（2)制得的粉體， 200-400r/min分散l-2h，然后加入磷酸二氫鈉、聚丙烯酰胺，攪拌升溫至80-90°C，攪拌反 應5-7h，過濾，烘干，即得磷酸鋅二次包覆處理的粉體； (4) 上述步驟（3)制得的粉體中加入3-6%的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、2-4%的三 (三甲基硅烷）硼酸酯、1-2%的蓖麻油酸聚氧丙烯酯，1000-1500r/min高速分散8-12min，烘 干，研磨，過150-200目篩即可。2. 根據權利要求1所述的城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟：將聚丙烯、聚醚酰亞胺、溴化聚苯乙烯、愈創樹脂、環氧脂肪酸甲酯、超細 鉬粉、硬脂酸亞錫、沙索蠟加入到高速混合機中高速攪拌，當物料溫度達到80-90°C時，再加 入余下原料，繼續攪拌至料溫達到95-105°C時，將物料放入冷混機中低速攪拌，當物料冷卻 至50-60 °C時出料；將混合好的物料轉入雙螺桿擠出機擠出造粒，粒料經干燥、篩選、包裝 后即得成品。
【專利摘要】本發明公開了一種城市軌道交通用阻燃聚丙烯電纜料及其制備方法，其由以下重量份的原料制成：聚丙烯42-58、聚醚酰亞胺？34-49、溴化聚苯乙烯？18-27、超細鉬粉13-19、愈創樹脂？8-14、環氧脂肪酸甲酯？10-15、二甘醇二苯甲酸酯6-12、沙索蠟？3-6、肉豆蔻酸異丙酯2-4、硬脂酸亞錫1-2、三（2,3-二溴丙基）異三聚氰酸酯？4-8、活性碳酸鈣15-20、錫酸鋇5-10、二苯甲酰甲烷2-3、復合阻燃劑？15-20、抗氧劑1135？1-2、抗氧劑330？1-2。本發明制得的電纜料阻燃效果好，煙密度低，燃燒時不產生濃煙以及有害有毒、腐蝕性氣體，安全環保，且具有優良的物理機械性能、電絕緣性能、抗疲勞性、耐熱性、耐候性等特性。
【IPC分類】C08L93/00, C08L23/12, C08L25/06, C08L79/08, C08K13/06, C08K3/08, C08K3/26, C08K3/34, C08K5/1515, C08K9/04, C08K9/10, C08K9/06, C08K3/38, H01B3/44, C08L91/06
【公開號】CN105175882
【申請號】
【發明人】沈必亮, 趙欣泰
【申請人】安徽春輝儀表線纜集團有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月14日