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CN109370108B - 一种阻燃电缆包皮薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃电缆包皮薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂40‑60份，钡锌类热稳定剂1‑2份，纳米级膨胀型蛭石粉50‑70份，硬脂酸类润滑剂0.5‑1份，三氧化二锑阻燃剂3‑5份，调色颜料5份，无机粉填充剂5‑20份。本发明的电缆包皮薄膜具有更好的拉伸强度、撕裂强度和伸长率，具有很好的阻燃效果，而且耐高温，在高温情况下，外表不容易被烫化，染色牢度好，不容易老化，耐腐蚀性好，表皮色泽度光洁圆滑。

Description

一种阻燃电缆包皮薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，具体是一种新型阻燃电缆包皮薄膜及其制备方法。
背景技术
随着我国石油化工、通讯、交通、建筑、电力等工业的发展，近年来发电厂、变电站、冶炼以及石油化工等行业对电缆的需求量极大，同时对电缆的性能和数量提出了更高的要求，因此用于制作电缆的材料也逐渐高档化、特种化和专用化。电缆是由电线以及设置在该电线的外周上的被覆层(护套层)组成。目前被覆层(护套层)配置在电缆的最外周，是由以橡胶、树脂为主原料的电绝缘性材料形成的。电缆护套作为电缆的外层材料，对电缆的综合性能影响较大，其不仅要求具有优良的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，同时还需要拥有良好的耐热性、耐老化性能以及优异的阻燃性能等。虽然现在市场上的电缆多种多样，但是大部分电缆其护套材料性能仍不是很理想，电缆在使用的过程中，存在耐热性不是很理想、强度低、阻燃性能欠佳的缺陷，缩短了电缆的使用寿命，增加了使用成本，给实际使用带来很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全，因此，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于高温重载工作的一种新型阻燃电缆包皮薄膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值 PVC粉100份，TOTM增塑剂40-60份，钡锌类热稳定剂1-2份，纳米级膨胀型蛭石粉50-70份，硬脂酸类润滑剂0.5-1份，三氧化二锑阻燃剂3-5份，调色颜料5份，无机粉填充剂5-20份。该电缆包皮薄膜只有上述原料组成。
进一步的，一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂45-55份，钡锌类热稳定剂 1.3-1.8份，纳米级膨胀型蛭石粉55-63份，硬脂酸类润滑剂0.6-0.8 份，三氧化二锑阻燃剂4-5份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。
进一步的，一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂52份，钡锌类热稳定剂1.6 份，纳米级膨胀型蛭石粉58份，硬脂酸类润滑剂0.7份，三氧化二锑阻燃剂4份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。
进一步的，所述高K值PVC粉100份为S85型，聚合度大于等于 2500。
进一步的，所述纳米级膨胀型蛭石粉的微粒尺寸为25-100纳米。
进一步的，所述无机粉填充剂为钙粉。
进一步的，所述调色颜料选自上海嘉晟色料有限公司，型号为黑色牌号6d998。
本发明还提供了上述的新型阻燃电缆包皮薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a、按照重量百分比将高K值PVC粉、TOTM增塑剂、钡锌类热稳定剂、硬脂酸类润滑剂、三氧化二锑阻燃剂、调色颜料和无机粉填充剂投入高速搅拌机中升温至50℃后停止搅拌，随后将预分散的纳米级膨胀型蛭石粉混合入搅拌机中进行高温分散后混合，至高速搅拌机中的温度达到105℃，然后放入低速搅拌锅进行低速搅拌冷却至20-40℃； b、通过螺杆挤出机，将粉料塑化成螺旋状胶料，输送至开炼机进一步塑化；
c、初步塑化完成的熟料经过过滤挤出机去除杂质；所述过滤挤出机利用依次为80、150、80目的三层钢丝网结构进行过滤；
d、塑化并过滤形成的条状料经由压延辊进行压延成片状结构，然后依次通过引离辊、冷却辊冷却成型、最后由收卷机进行卷取、包装，形成外观平整均一的电缆包皮薄膜。
进一步的，所述步骤a中的预分散的工艺过程为：将增塑剂与纳米级蛭石粉按照质量比1：2的比例先进行浸泡，让纳米级蛭石粉吸油后低速搅拌成纳米级膨胀型蛭石粉。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的电缆包皮薄膜具有很好的拉伸强度、撕裂强度和伸长率；对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰会在30秒内熄灭，而且不会有燃烧物掉下，原因是本发明的电缆包皮薄膜在燃烧后，会迅速的膨胀发泡，形成包覆层，进行隔热，提高保护和阻燃的效果，而且耐高温，在高温情况下，外表不容易被烫化，另外染色牢度好，不容易老化，耐腐蚀性好，表皮色泽度光洁圆滑，大大降低有毒烟气的产生。
附图说明
图1为本发明的实施例4的电缆包皮薄膜燃烧后的图。
图2为实施例1的电缆包皮薄膜燃烧后的图。
图3为对比例1的电缆包皮薄膜燃烧后的图。
图4为对比例2的电缆包皮薄膜燃烧后的图。
图5为实施例4与对比例2的电缆包皮薄膜燃烧后对比的图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂40份，钡锌类热稳定剂1份，纳米级膨胀型蛭石粉50份，硬脂酸类润滑剂0.5份，三氧化二锑阻燃剂3份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。
上述的新型阻燃电缆包皮薄膜的制备方法，包括以下步骤：
按照重量百分比将高K值PVC粉、TOTM增塑剂、钡锌类热稳定剂、硬脂酸类润滑剂、三氧化二锑阻燃剂、调色颜料和无机粉填充剂投入高速搅拌机中升温至50℃后停止搅拌，随后将预分散的纳米级膨胀型蛭石粉混合入搅拌机中进行高温分散后混合，至高速搅拌机中的温度达到105℃，然后放入低速搅拌锅进行低速搅拌冷却至20-40℃；
b、通过螺杆挤出机，将粉料塑化成螺旋状胶料，输送至开炼机进一步塑化；
c、初步塑化完成的熟料经过过滤挤出机去除杂质；所述过滤挤出机利用依次为80、150、80目的三层钢丝网结构进行过滤；
d、塑化并过滤形成的条状料经由压延辊进行压延成片状结构，然后依次通过引离辊、冷却辊冷却成型、最后由收卷机进行卷取、包装，形成外观平整均一的电缆包皮薄膜。
实施例2
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值 PVC粉100份，TOTM增塑剂47份，钡锌类热稳定剂1.3份，纳米级膨胀型蛭石粉56份，硬脂酸类润滑剂0.6份，三氧化二锑阻燃剂4 份，调色颜料5份，无机粉填充剂10份。
制备过程与实施例1相同。
实施例3
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值 PVC粉100份，TOTM增塑剂52份，钡锌类热稳定剂1.6份，纳米级膨胀型蛭石粉58份，硬脂酸类润滑剂0.7份，三氧化二锑阻燃剂4 份，调色颜料5份，无机粉填充剂15份。
制备过程与实施例1相同。
实施例4
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值 PVC粉100份，TOTM增塑剂52份，钡锌类热稳定剂1.6份，纳米级膨胀型蛭石粉58份，硬脂酸类润滑剂0.7份，三氧化二锑阻燃剂4 份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。所述高K值PVC粉100份为 S85型，聚合度大于等于2500。所述纳米级膨胀型蛭石粉的微粒尺寸为25-100纳米。所述无机粉填充剂为钙粉。所述调色颜料选自上海嘉晟色料有限公司，型号为黑色牌号6d998。
制备过程与实施例1相同。
对比例1
一种无杂质软质PVC片材，由以下重量百分比的原料配制而成： PVC粉树脂100份，安定剂2份，内滑剂0.5份，TOTM 52份，MBS 6 份，ACR加工助剂0.5份，外滑剂0.5份，颜料2份，其中PVC粉树脂聚合度为800-1000。
对比例2
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值 PVC粉100份，TOTM增塑剂52份，钡锌类热稳定剂1.6份，硬脂酸类润滑剂0.7份，三氧化二锑阻燃剂4份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。与实施例3的区别为，对比例2中没有添加纳米级膨胀型蛭石粉。
对比例3
一种新型阻燃电缆包皮薄膜，由以下按照重量份数组成：高K值 PVC粉100份，TOTM增塑剂52份，钡锌类热稳定剂1.6份，纳米级膨胀型蛭石粉58份，硬脂酸类润滑剂0.7份，三氧化二锑阻燃剂4 份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。所述无机粉填充剂为钙粉。所述调色颜料选自上海嘉晟色料有限公司，型号为黑色牌号6d998。与实施例4的区别为：对比例3中高K值PVC粉的聚合度低于2500；所述纳米级膨胀型蛭石粉的微粒尺寸大于35纳米。
把实施例1至实施例4和对比例1至对比例3的产品制成成厚度为0.8mm的薄膜，然后进行实验，得出的数据如表1所示。
表1
Figure BDA0001838942960000071
由表1的结果可知，高K值PVC粉和纳米级膨胀型蛭石粉对本发明的电缆包皮薄膜的拉伸强度、撕裂强度和伸长率具有重要的影响。如图1至图5所示，实施例1至4的样品的阻燃性能更好，实验中，对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰会在30秒内熄灭，而且不会有燃烧物掉下，具体见实施例4的燃烧图，水平成45°角燃烧10S，移开火焰后，电缆包皮薄膜火焰1S内熄灭，无滴落，无向上蔓延，有膨胀。原理是本发明的电缆包皮薄膜在燃烧后，会迅速的膨胀发泡，形成包覆层，提高保护和阻燃的效果，而且耐高温，在高温情况下，外表不容易被烫化。而对比例1在进行实验时，水平成45°角燃烧 10S，火焰移开后不熄灭并且向上蔓延，熔断滴落，无膨胀结构产生，而对比例2和对比例3在燃烧后成碎屑状，会有燃烧物掉落，阻燃性能较差。另外本发明的电缆包皮薄膜染色牢度好，不容易老化，耐腐蚀性好，表皮色泽度光洁圆滑。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种阻燃电缆包皮薄膜，其特征在于，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂40-60份，钡锌类热稳定剂1-2份，纳米级膨胀型蛭石粉50-70份，硬脂酸类润滑剂0.5-1份，三氧化二锑阻燃剂3-5份，调色颜料5份，无机粉填充剂5-20份；
高K值PVC粉100份为S85型，聚合度大于等于2500；
所述纳米级膨胀型蛭石粉的微粒尺寸为25-100纳米；
所述阻燃电缆包皮薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a、按照重量百分比将高K值PVC粉、TOTM增塑剂、钡锌类热稳定剂、硬脂酸类润滑剂、三氧化二锑阻燃剂、调色颜料和无机粉填充剂投入高速搅拌机中升温至50℃后停止搅拌，随后将预分散的纳米级膨胀型蛭石粉混合入搅拌机中进行高温分散后混合，至高速搅拌机中的温度达到105℃，然后放入低速搅拌锅进行低速搅拌冷却至20-40℃；
b、通过螺杆挤出机，将粉料塑化成螺旋状胶料，输送至开炼机进一步塑化；
c、初步塑化完成的熟料经过过滤挤出机去除杂质；所述过滤挤出机利用依次为80、150、80目的三层钢丝网结构进行过滤；
d、塑化并过滤形成的条状料经由压延辊进行压延成片状结构，然后依次通过引离辊、冷却辊冷却成型、最后由收卷机进行卷取、包装，形成外观平整均一的电缆包皮薄膜；
步骤a中的预分散的工艺过程为：将增塑剂与纳米级蛭石粉按照质量比1：2的比例先进行浸泡，让纳米级蛭石粉吸油后低速搅拌成纳米级膨胀型蛭石粉；
电缆包皮薄膜在燃烧后，会迅速的膨胀发泡，形成包覆层，进行隔热。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃电缆包皮薄膜，其特征在于，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂45-55份，钡锌类热稳定剂1.3-1.8份，纳米级膨胀型蛭石粉55-63份，硬脂酸类润滑剂0.6-0.8份，三氧化二锑阻燃剂4-5份，调色颜料5份，无机粉填充剂5-20份。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃电缆包皮薄膜，其特征在于，由以下按照重量份数组成：高K值PVC粉100份，TOTM增塑剂52份，钡锌类热稳定剂1.6份，纳米级膨胀型蛭石粉58份，硬脂酸类润滑剂0.7份，三氧化二锑阻燃剂4份，调色颜料5份，无机粉填充剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃电缆包皮薄膜，其特征在于，所述无机粉填充剂为钙粉。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃电缆包皮薄膜，其特征在于，所述调色颜料选自上海嘉晟色料有限公司，型号为黑色牌号6d998。
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