90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料及其制备方法和应用与流程

本申请涉及电线电缆用料，尤其是涉及一种90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、软聚氯乙烯塑料具有良好的物理机械电气性能，适合作低压电线电缆的护套材料。在特殊使用场合，对电线电缆有较高的阻燃要求，如ul1666(竖井中电缆的火焰蔓延高度)，ul910(电缆火焰的蔓延及烟密度的测量)，tel60332-3-22中a类(垂直安放的成束电线电缆的火焰垂直传播测试)等。氧指数用于评定材料阻燃性能，氧指数越高阻燃性能越好。

2、聚氯乙烯树脂的氧指数为45，但是它是硬质材料，而用于电线电缆需要柔软性的软聚氯乙烯塑料，即在聚氯乙烯树脂中需加入一定量的增塑剂，以达到柔软和耐低温的要求。然而，增塑剂一般为可燃材料，所以软聚氯乙烯塑料的氧指数大幅下降，为22～25。因此，需要添加阻燃剂以改善软聚氯乙烯塑料的阻燃性，目前，常规的阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌和氢氧化铝，制备时，直接将阻燃剂、聚氯乙烯树脂和增塑剂进行混合制得软聚氯乙烯塑料，所制得的软聚氯乙烯塑料的氧指数可达到30～32，但是进一步提高较困难，难以达到35～40，因此，目前的护层级软聚氯乙烯塑料存在阻燃性能一般，不能较好地满足高阻燃使用场合的要求。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种阻燃性能优异的阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，本申请提供90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料及其制备方法和应用。

2、一方面，本申请提供的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，包括如下组分：聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒，所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂和所述阻燃母粒的重量比为89：(20～40)：(1～5)：(20～30)；其中，按重量份数计，所述阻燃母粒包括丙烯酸树脂乳液10～15份，壳聚糖5～10份，二乙基次磷酸铝40～50份，平均粒径为5um的陶瓷粉7～15份，平均粒径为10um的陶瓷粉10～15份，平均粒径为12um的陶瓷粉7～15份。

3、通过采用上述技术方案，本申请将聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒按照特定比例进行混合，所制得的软聚氯乙烯塑料具有优异的阻燃性能。丙烯酸树脂乳液中的羟基、羧基等官能团可与壳聚糖中的氨基、羟基等官能团相结合形成稳定的网状结构，网状结构作为载体可以负载较多的二乙基次磷酸铝和陶瓷粉，而且，壳聚糖具有较强的吸附性，还可较好地吸附二乙基次磷酸铝，从而使得阻燃母粒具有优异的阻燃性能；平均粒径为5um的陶瓷粉，平均粒径为10um的陶瓷粉，平均粒径为12um的陶瓷粉按照特定比例加入阻燃母粒中，可较好地负载在网状结构上，可进一步地改善阻燃母粒的阻燃性能。

4、可选的，还包括费托蜡、n-丁基苯胺，所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂、所述阻燃母粒、所述费托蜡和所述n-丁基苯胺的重量比为89：(20～40)：(1～5)：(20～30)：(2～4)：(1～3)。

5、通过采用上述技术方案，特定比例的费托蜡和n-丁基苯胺可以较好地调节各组分的相容性，还可改善体系的粘度，从而使得所制得的软聚氯乙烯塑料具有适宜的拉伸强度，以较好地满足使用要求。

6、可选的，所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂和所述阻燃母粒的重量比为89：30：1：30。

7、可选的，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯和1,2-环己烷-二羧酸二异壬酯中的一种。

8、可选的，所述稳定剂选自氧化钙或者氧化锌等的复合材料。

9、第二方面，本申请提供了上述90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、将所述丙烯酸树脂乳液、所述壳聚糖加入反应釜中，进行搅拌处理，之后，将二乙基次磷酸铝、平均粒径为5um的陶瓷粉、平均粒径为10um的陶瓷粉和平均粒径为12um的陶瓷粉加入反应釜中，搅拌混合均匀制得混合物，将所述混合物干燥，粉碎，制得所述阻燃母粒，备用。

11、s2、将所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂和所述阻燃母粒加入捏合机中进行混合，将混合后的物料挤出造粒，烘干，制得所述90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料。

12、可选的，所述步骤s2中，所述捏合机工作温度为110～120℃，工作时间为15～30分钟。

13、可选的，所述步骤s2中，所述挤出造粒采用双螺杆挤出机进行挤出造粒，所述双螺杆挤出机包括四个加热区，第一加热区的温度为110～120℃，第二加热区的温度为130～150℃，第三加热区的温度为145～155℃，第四加热区的温度为150℃～160℃。

14、第三方面，本申请提供了上述90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料在电线电缆领域的应用。

15、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

16、1.本申请将聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒按照特定比例进行配伍，所制得的软聚氯乙烯塑料具有优异的阻燃性能。

17、2.丙烯酸树脂乳液中的羟基、羧基可与壳聚糖中的氨基、羟基结合形成稳定的网状结构，网状结构作为载体可以负载较多的二乙基次磷酸铝和陶瓷粉，而且，壳聚糖具有较强的吸附性，还可较好地吸附二乙基次磷酸铝，从而使得阻燃母粒具有优异的阻燃性能。

18、3.平均粒径为5um的陶瓷粉，平均粒径为10um的陶瓷粉，平均粒径为12um的陶瓷粉按照特定比例加入阻燃母粒中，可较好地负载在网状结构上，可进一步地改善阻燃母粒的阻燃性能。

19、4.特定比例的费托蜡和n-丁基苯胺可以较好地调节各组分的相容性，还可改善体系的粘度，从而使得所制得的软聚氯乙烯塑料具有适宜的拉伸强度，以较好地满足使用要求。

技术特征：

1.90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，其特征在于，包括如下组分：聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒，所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂和所述阻燃母粒的重量比为89：(20～40)：(1～5)：(20～30)；其中，按重量份数计，所述阻燃母粒包括丙烯酸树脂乳液10～15份，壳聚糖5～10份，二乙基次磷酸铝40～50份，平均粒径为5um的陶瓷粉7～15份，平均粒径为10um的陶瓷粉10～15份，平均粒径为12um的陶瓷粉7～15份。

2.根据权利要求1所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，其特征在于，还包括费托蜡、n-丁基苯胺，所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂、所述阻燃母粒、所述费托蜡和所述n-丁基苯胺的重量比为89：(20～40)：(1～5)：(20～30)：(2～4)：(1～3)。

3.根据权利要求1所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述稳定剂和所述阻燃母粒的重量比为89：30：1：30。

4.根据权利要求1所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯和1,2-环己烷-二羧酸二异壬酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述稳定剂选自氧化钙或者氧化锌等的复合材料。

6.一种权利要求1所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述捏合机工作温度为110～120℃，工作时间为15～30分钟。

8.根据权利要求6所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述挤出造粒采用双螺杆挤出机进行挤出造粒，所述双螺杆挤出机包括四个加热区，第一加热区的温度为110～120℃，第二加热区的温度为130～150℃，第三加热区的温度为145～155℃，第四加热区的温度为150℃～160℃。

9.一种权利要求1所述的90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料在电线电缆领域的应用。

技术总结
本申请公开了90℃阻燃护层级软聚氯乙烯塑料，包括组分的重量比为：聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒的重量比为89：（20～40）：（1～5）：（20～30）；其中，所述阻燃母粒包括丙烯酸树脂乳液10～15份，壳聚糖5～10份，二乙基次磷酸铝40～50份。本申请还公开了上述软聚氯乙烯塑料的制备方法，包括如下步骤：S1、制备阻燃母粒；S2、将聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒进行混合、挤出造粒、烘干。本申请所制得的软聚氯乙烯塑料在电线电缆领域应用。本申请将聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂和阻燃母粒按照特定比例进行混合，所制得的软聚氯乙烯塑料具有优异的阻燃性能。

技术研发人员：舒志营,江南春,周洪良,钱小平,姜升
受保护的技术使用者：杭州美临新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12