一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料及其製備方法與流程
2023-06-28 20:32:56
本發明涉及一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料及其製備方法，屬於高分子材料領域。
背景技術：
聚氯乙烯(PVC)是一種聚合材料(或樹脂)，它是由分子式為CH2＝CHCl的單體氯乙烯(VCM)多次疊加而成。PVC因其具有良好的物理、化學、電氣、阻燃性能，且價格優廉，因此它在電線電纜行業有著廣泛的應用。眾所周知，各種大型企業、高層建築、地下工程等都使用大量的電線電纜，尤其是發電廠、變電站、化工廠，電線群密鋪設、縱橫交錯，一旦發生火災，撲救十分困難，嚴重影響著人民的生命和財產安全。因此，開發一種阻燃聚氯乙烯電纜料具有重要的社會價值。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料及其製備方法。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料，由以下重量份的原料製成：聚氯乙烯樹脂66-71、苯並惡嗪樹脂24-37、氯氧化鉍14-23、氯化EVA樹脂18-29、海特酸酐5-8、層狀雙氫氧化物12-19、焦銻酸鈉7-14、矽酸三(二氯丙基)苯酯10-15、油頁巖灰渣11-17、鋅酸鈣3-5、鎳鐵渣10-15、雙硬脂酸鋁4-7、氯化石蠟6-9、硬矽鈣石粉9-18、粉砂巖5-10、鈣長石8-16。
一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料的製備方法，包括以下步驟：
(1)將油頁巖灰渣、鎳鐵渣、粉砂巖、鈣長石混合均勻，粉碎，過篩，然後加熱熔化成熔融液，充分攪拌均勻後放入清水中進行水淬，烘乾，粉碎，過篩，10000-15000r/min高速球磨1-2h，過篩，然後利用流速為10-15L/min的氮氣作為載流氣體將過篩後的粉體按照加料速率為8-12g/min輸送到等離子體炬中，工作氣體為壓縮空氣，工作氣體流量為15-25L/min，射頻功率為25-45kW，粉末在通過等離子體炬時被迅速加熱而熔化，在表面張力的作用下形成液滴，同時通入流速為100-150L/min的氬氣衝擊液滴，使大粒徑範圍內的大液滴破碎分裂，形成小液滴，並隨即進行快速冷凝，收集，即得所需的粉體；
(2)將苯並惡嗪樹脂、氯化EVA樹脂、矽酸三(二氯丙基)苯酯加入到高速混合機內，2500-4000r/min高速攪拌至料溫達到60-70℃時，加入氯化石蠟以及步驟(1)製得的粉體，2000-3000r/min高速攪拌至料溫達到75-85℃時，停止攪拌，待物料降溫至40-45℃時，出料，即得所需的混合料；
(3)將聚氯乙烯樹脂、雙硬脂酸鋁、海特酸酐加入到開煉機內，控制輥溫在50-60℃，輥距為1-2mm，混煉3-6min，再加入步驟(2)製得的混合料、氯氧化鉍、層狀雙氫氧化物等餘下原料，控制輥溫在65-75℃，輥距為2-3mm，混煉4-7min，然後將混煉好的物料轉入雙螺杆擠出機內熔融共混，擠出造粒，冷卻，即得所需的電纜料。
本發明的有益效果：
本發明聚氯乙烯電纜料採用氯氧化鉍、海特酸酐、層狀雙氫氧化物、焦銻酸鈉、矽酸三(二氯丙基)苯酯、鋅酸鈣等原料相互協同作為阻燃協效體系，可以顯著提高電纜料的阻燃性能，同時不影響材料的物理機械性能和電絕緣性能。同時添加的苯並惡嗪樹脂和氯化EVA樹脂，不僅可以提高聚氯乙烯電纜料的阻燃性，還能改善聚氯乙烯電纜料的耐熱老化性、耐候性、耐油性和耐臭氧老化性。
具體實施方式
一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料，由以下重量(kg)的原料製成：聚氯乙烯樹脂68、苯並惡嗪樹脂31、氯氧化鉍17、氯化EVA樹脂22、海特酸酐7、層狀雙氫氧化物16、焦銻酸鈉10、矽酸三(二氯丙基)苯酯12、油頁巖灰渣14、鋅酸鈣4、鎳鐵渣13、雙硬脂酸鋁5、氯化石蠟7、硬矽鈣石粉14、粉砂巖8、鈣長石12。
一種氯氧化鉍阻燃聚氯乙烯電纜料的製備方法，包括以下步驟：
(1)將油頁巖灰渣、鎳鐵渣、粉砂巖、鈣長石混合均勻，粉碎，過篩，然後加熱熔化成熔融液，充分攪拌均勻後放入清水中進行水淬，烘乾，粉碎，過篩，12000r/min高速球磨1.5h，過篩，然後利用流速為12L/min的氮氣作為載流氣體將過篩後的粉體按照加料速率為10g/min輸送到等離子體炬中，工作氣體為壓縮空氣，工作氣體流量為20L/min，射頻功率為35kW，粉末在通過等離子體炬時被迅速加熱而熔化，在表面張力的作用下形成液滴，同時通入流速為120L/min的氬氣衝擊液滴，使大粒徑範圍內的大液滴破碎分裂，形成小液滴，並隨即進行快速冷凝，收集，即得所需的粉體；
(2)將苯並惡嗪樹脂、氯化EVA樹脂、矽酸三(二氯丙基)苯酯加入到高速混合機內，3000r/min高速攪拌至料溫達到65℃時，加入氯化石蠟以及步驟(1)製得的粉體，2500r/min高速攪拌至料溫達到80℃時，停止攪拌，待物料降溫至42℃時，出料，即得所需的混合料；
(3)將聚氯乙烯樹脂、雙硬脂酸鋁、海特酸酐加入到開煉機內，控制輥溫在55℃，輥距為1.5mm，混煉4min，再加入步驟(2)製得的混合料、氯氧化鉍、層狀雙氫氧化物等餘下原料，控制輥溫在70℃，輥距為2mm，混煉6min，然後將混煉好的物料轉入雙螺杆擠出機內熔融共混，擠出造粒，冷卻，即得所需的電纜料。
上述實施例製得的聚氯乙烯電纜料的主要性能檢測結果如下表所示：