聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料，属于复合材料【技术领域】。本发明是将聚苯乙烯废料、阻燃剂、增韧剂加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中，加入发泡剂挤出，水中冷却，既得。该电线电缆填充材料为单根直径3mm以下的发泡细绳，其抗拉力不小于30N，氧指数为36～55，具有耐水性强，质轻，阻燃、成本低等特点，有效解决了目前市场常见电线电缆填充材料存在的问题，具有良好的市场应用前景。
【专利说明】聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电线电缆填充材料，尤其涉及一种聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备，属于复合材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电缆在制备过程中均需使用填充材料，普通电缆填充的目的是:使缆芯结构稳定，保持电缆的圆整性；用低成本的填充材料替代价格较贵的护套材料；多芯结构的电缆中心垫芯还起到机械缓冲作用，增强电缆的抗冲击和挤压性能。填充材料一般包括PP冲麻，棉纸，棉线，不织布，PP发泡带，PE和PVC膜，自粘铜铝箔，双导铜铝箔，防弹丝，尼龙丝等。由于麻绳、棉纱柔软，成缆时随形性好，填充较实，可以保持成缆圆整，能节约护套橡皮，降低成本，因而是最常用的电缆填充材料。但是麻绳和棉纱有一个致命的工艺弱点，就是在挤制护层橡皮后，在硫化的过程中易吸潮气，造成护套橡皮的起泡现象，严重地影响了电缆的护套性能及外观。尽管在硫化前将电缆端头做了封头处理，但仍不能保证不起泡，极易造成电缆质量事故。另一种常用的电缆电线填充材料是聚丙烯弹性索，这种材料柔软，白色，体轻，属纤维制品，购入以后无需任何辅助加工就可使用，成缆的电缆圆整度好，填充紧实。但当挤出橡皮护套进行硫化后会造成电缆外观粗细不均，似竹节状；在高温硫化过程中容易造成填充绳局部熔化，并与绝缘层相粘连，严重影响了电缆绝缘性能。其他填充材料由于或含细小纤维，或不阻燃，或成本高等原因，在实际应用中已受到限制。另外，上述填充材料除以上缺点外，最大的弱点是不阻燃，容易造成火灾危险。因此制备一种力学性能高，质轻，阻燃的电线电缆填充材料是行业发展的新热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种质轻，力学性能高、阻燃性能好的聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法。
[0004]本发明聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备，是将聚苯乙烯废料、阻燃剂、增韧剂加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中，加入发泡剂挤出单根直径在3mm以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料。
[0005]上述阻燃剂为坡缕石黏土接枝酚醛树脂(坡缕石黏土接枝酚醛树脂的制备方法见文献:酚醛树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备与表征，戴羚羚等，塑料工业，2010年第2期，本发明中将其粉碎至400目，以粉体状态使用)与磷酸三聚氰胺的复配物，其中坡缕石黏土接枝酚醛树脂与磷酸三聚氰胺的质量比为1:1~1:5。阻燃剂的添加量为聚苯乙烯废料质量的10~25%。
[0006]上述增韧剂为市售塑料通用型增韧剂，如丙三醇，荷兰产F102，CAS =212-421等。增韧剂的添加量为聚苯乙烯废料质量的I~5%。
[0007]发泡剂为水蒸气或二氧化碳气体，其添加量为聚苯乙烯废料质量的2~6% (水蒸气或二氧化碳气体的添加质量可通过气体流量计精确控制)。[0008]本发明制备的电线电缆填充材料为单根直径3mm的发泡细绳，其抗拉力大于30N，氧指数为36~55。使用时，多根发泡细绳搓捻使用，力学性能更优越。
[0009]本发明的聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料，具有耐水性强，质轻，阻燃、成本低等特点，有效解决了目前市场常见电线电缆填充材料存在的问题，具有良好的市场应用前
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【具体实施方式】
[0010]下面通过具体实施例对本发明聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备和性能做详细说明。
[0011]实施例1
将聚苯乙烯废料100份、坡缕石黏土接枝酚醛树脂4份，磷酸三聚氰胺6份，增韧剂丙三醇1份，加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中；在双螺杆挤出机侧喂料机旁链接水蒸气流量计，通过该流量计加入2份水蒸气(根据水蒸气添加的质量，密度，流速计算出水蒸气的通入时间，即可控制水蒸气添加份数)作为发泡，挤出单根直径在3_以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯发泡电缆填充绳。单根细绳的最大承受力为32N，氧指数为55。
[0012]实施例2
将聚苯乙烯废料100份、坡缕石黏土接枝酚醛树脂8份，磷酸三聚氰胺12份，增韧剂丙三醇2份，加入到高速混合机`中捏合后，置于双螺杆挤出机中；在双螺杆挤出机侧喂料机中加入4份二氧化碳气体(根据二氧化碳添加的质量，密度，流速计算出二氧化碳的通入时间，即可控制二氧化碳添加份数)作为发泡，挤出单根直径在3mm以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯发泡电缆填充绳。单根细绳的最大承受力为35N，氧指数为36。
[0013]实施例3
将聚苯乙烯废料100份、坡缕石黏土接枝酚醛树脂10份，磷酸三聚氰胺15份，增韧剂丙三醇3份，加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中；在双螺杆挤出机侧喂料机中加入2份水蒸气(根据水蒸气添加的质量，密度，流速计算出水蒸气的通入时间，即可控制水蒸气添加份数)作为发泡，挤出单根直径在3mm以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯发泡电缆填充绳。单根细绳的最大承受力为31N，氧指数为42。
[0014]实施例4
将聚苯乙烯废料100份、坡缕石黏土接枝酚醛树脂4份，磷酸三聚氰胺6份，增韧剂丙三醇4份，加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中；在双螺杆挤出机侧喂料机中加入2份二氧化碳(根据二氧化碳添加的质量，密度，流速计算出二氧化碳的通入时间，即可控制二氧化碳添加份数)作为发泡，挤出单根直径在3mm以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯发泡电缆填充绳。单根细绳的最大承受力为38N，氧指数为50。
[0015]实施例5
将聚苯乙烯废料100份、坡缕石黏土接枝酚醛树脂4份，磷酸三聚氰胺6份，增韧剂丙三醇5份，加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中；在双螺杆挤出机侧喂料机中加入6份水蒸气(根据水蒸气添加的质量，密度，流速计算出水蒸气的通入时间，即可控制水蒸气添加份数)作为发泡，挤出单根直径在3mm以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯发泡电缆填充绳。单根细绳的最大承受力为40N，氧指数为39。
[0016]上述各原料均以质量份计。`
【权利要求】
1.聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法，是将聚苯乙烯废料、阻燃剂、增韧剂加入到高速混合机中捏合后，置于双螺杆挤出机中，加入发泡剂挤出单根直径在3_以下的细绳，水中冷却，既得聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料。
2.如权利要求1所述聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法，其特征在于:所述阻燃剂为坡缕石黏土接枝酚醛树脂与磷酸三聚氰胺的复配物，坡缕石黏土接枝酚醛树脂与磷酸三聚氰胺的质量比为1:1~1:5。
3.如权利要求2所述聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法，其特征在于:阻燃剂的添加量为聚苯乙烯废料质量的10~25%。
4.如权利要求1所述聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法，其特征在于:增韧剂的添加量为聚苯乙烯废料质量的I~5%。
5.如权利要求1所述聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法， 其特征在于:发泡剂为水蒸气或二氧化碳气体。
6.如权利要求5所述聚苯乙烯基阻燃电线电缆填充材料的制备方法，其特征在于:发泡剂的添加量为聚苯乙烯废料质量的2~6%。
【文档编号】C08K5/3492GK103554546SQ201310568981
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】赵子聪, 杨尧军, 陶镜合, 魏博, 罗鑫圣, 王小亮, 张哲 , 雷自强 申请人:西北师范大学, 河南城建学院