一種高性能高阻燃環保聚氨酯電纜料及制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高性能阻燃環保聚氨酯電纜料及制備方法。所述電纜料的各組分及重量份數如下：40?70份聚氨酯樹脂；10?30份增塑樹脂；3?20份復合阻燃劑；2?6份阻燃協效劑；1?2份抗氧劑；0.5?1.5份抗水解劑；0.5?1.5份光屏蔽劑；所述復合阻燃劑為硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的共混物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種阻燃聚氨酯材料電纜料及其制備方法，更具體地涉及一種高性能阻燃環保聚氨酯電纜料及制備方法。
技術介紹
熱塑性聚氨酯彈性體既具有橡膠的高彈性，又具有塑料的高強度，同時還具有優異的耐油、耐低溫、耐沖擊、耐摩擦、耐撕裂等性能。熱塑性聚氨酯材料具有優異的高溫和低溫絕緣性，在電線、電纜和光纜護套方面均有應用，同時還是傳統車內電纜報復材料PVC的理想替代品。在現今阻燃聚氨酯材料的改性技術中，阻燃劑多采用磷酸鹽類和三聚氰胺氰尿酸鹽類阻燃劑，這類阻燃劑與聚氨酯樹脂的相容性一般，會降低聚氨酯樹脂的機械性能、抗撕裂性能、耐寒性、耐油性等。因此，提供一種可以保留聚氨酯樹脂本身優異特性的阻燃改性方法確有必要，同時，該改性方法還必須是一種環保、安全、對環境無毒無害的方法，改性后的聚氨酯材料具有優異的阻燃性和力學性能，透明性也沒有明顯影響，同時其抗撕裂性、耐油性、耐寒性等也能滿足電纜行業使用的要求。
技術實現思路
本專利技術旨在提供一種能夠保留聚氨酯樹脂本身優異特性的環保、安全的阻燃改性方法，以及由此獲得的阻燃聚氨酯電纜料。在本專利技術的第一方面，提供了一種阻燃環保聚氨酯電纜料，其中，所述電纜料的各組分及重量份數如下：所述復合阻燃劑為硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的共混物。在另一優選例中，所述的硅類阻燃劑為納米層狀硅酸鹽或聚硅氧烷；所述的磺酸鹽類阻燃劑為苯磺酰基磺酸鹽或全氟磺酸鹽。在另一優選例中，所述的硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的重量比為0.1-3﹕1；更優選為0.1-1﹕1；最優選為0.2-0.5﹕1。在另一優選例中，所述的阻燃協效劑為磷酸酯類阻燃劑和硼系阻燃劑的共混物。在另一優選例中，所述的聚氨酯樹脂為聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體樹脂，硬度為邵氏70A-95A。在另一優選例中，所述的抗氧劑為2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧劑-264)、四(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑-1010)、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯(抗氧劑-1076)中的一種與硫代二丙酸二月桂酯(抗氧劑DLTP)、硫代二丙酸(十八酯)(抗氧劑DSTP)、硫代二丙酸二(十四酯)(抗氧劑DMTDP)中的一種的組合。在另一優選例中，所述的抗水解劑為碳化二胺類化合物。在另一優選例中，所述的光屏蔽劑為氧化鋅或二氧化鈦與亞磷酸三(壬基苯酯)(TNP)的共混物。在本專利技術的第二方面，提供了一種如上所述的本專利技術提供的阻燃環保聚氨酯電纜料的制備方法，所述方法包括步驟：(1)將復合阻燃劑中液體組分、阻燃協效劑中液體組分按照配方要求均勻共混；(2)將干燥后的聚氨酯樹脂與增塑樹脂、復合阻燃劑中非液體組分、阻燃協效劑中非液體組分、抗氧劑、抗水解劑、光屏蔽劑均勻共混，通過雙螺桿擠出造粒，在雙螺桿擠出過程中加入步驟(1)中混合均勻的液體組分，雙螺桿加工溫度為150-210℃；和(3)擠出如上所述的本專利技術提供的阻燃環保聚氨酯電纜料。在另一優選例中，擠出制品采用氣流冷卻的方式。在本專利技術的第三方面，提供了一種如上所述的本專利技術提供的阻燃環保聚氨酯電纜料制得的電纜。據此，本專利技術提供了一種能夠保留聚氨酯樹脂本身優異特性的環保、安全的阻燃改性方法，以及由此獲得的阻燃聚氨酯電纜料。具體實施方式專利技術人經過廣泛而深入的研究，發現在聚氨酯樹脂中加入一種復合阻燃劑可以是一種對環境無毒無害的改性方法，并且獲得的聚氨酯電纜料能夠保持原有的優異性能，包括其機械性能、抗撕裂性能、耐寒性、耐油性等。在此基礎上，完成了本專利技術。具體地，所述復合阻燃劑為硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的共混物，共混物中硅類阻燃劑與磺酸鹽類阻燃劑的重量比為0.1-3﹕1，其中當兩者的重量比為0.1-1﹕1時，尤其在0.2-0.5﹕1的范圍內，復合阻燃劑的增加所帶來的效果改進明顯，當兩者的重量比為1-3﹕1時，復合阻燃劑的增加所帶來的效果差異就不太大了。所述硅類阻燃劑為納米層狀硅酸鹽或聚硅氧烷。其中納米層狀硅酸鹽為烷基銨改性或烷基膦改性的納米層狀蒙脫土類硅酸鹽，優選疊層厚度小于25nm的層狀硅酸鹽。所述磺酸鹽類阻燃劑為苯磺酰基磺酸鹽或全氟磺酸鹽的一種，優選純度大于98％的磺酸鹽類阻燃劑。進一步地，專利技術人還發現，實現本專利技術效果的另一個關鍵因素是將阻燃協效劑與上述的復合阻燃劑一同使用。所述阻燃協效劑為磷酸酯類阻燃劑和硼系阻燃劑的共混物，共混物中磷酸酯類阻燃劑和硼系阻燃劑的重量比為0.5-1.5﹕1，優選為0.5-1﹕1，優選0.8-1﹕1；其中所述磷酸酯類阻燃劑為甲基膦酸二甲酯或磷酸三苯酯的一種或其共混物，所述硼系阻燃劑為硼酸鋅、水合硼酸鋅或硼酸三丙酯的一種或其兩種以上的共混物。以下對本專利技術的各個方面進行詳述：阻燃環保聚氨酯電纜料在本專利技術的第一方面，提供了一種阻燃環保聚氨酯電纜料，所述電纜料的各組分及重量份數如下：所述復合阻燃劑為硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的共混物。聚氨酯樹脂在本專利技術的一個具體實施方式中，所述聚氨酯樹脂為聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體樹脂，硬度為邵氏70A-95A，可選用拜耳900聚醚系列熱塑性聚氨酯樹脂、煙臺萬華公司牌號為WHT-8185的聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體樹脂等。增塑樹脂在本專利技術的一個具體實施方式中，所述增塑樹脂為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或乙烯-丙烯酸酯共聚物的一種或兩種。其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物醋酸乙烯酯含量為12-42％，優選醋酸乙烯酯含量為28-42％、熔融指數為1-10g/10min(190℃，2.16KG)的乙烯-醋酸乙烯共聚物。其中乙烯-丙烯酸酯共聚物優選乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，熔融指數為1-12g/10min(190℃，2.16KG)的乙烯-丙烯酸酯共聚物。抗氧劑本專利技術的抗氧劑沒有具體限制，可以采用各種可用的抗氧劑，只要不對本專利技術的專利技術目的產生限制即可。例如受阻酚類抗氧劑，芳胺類抗氧劑。在本專利技術的一個具體實施方式中，所述抗氧劑為2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧劑-264)、四(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑-1010)、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯(抗氧劑-1076)中的一種與硫代二丙酸二月桂酯(抗氧劑DLTP)、硫代二丙酸(十八酯)(抗氧劑DSTP)、硫代二丙酸二(十四酯)(抗氧劑DMTDP)中的一種的組合，組合中前者與后者的重量比為0.5-2﹕1，優選為0.5-1﹕1。抗水解劑本專利技術的抗水解劑沒有具體限制，可以采用各種可用的抗水解劑，只要不對本專利技術的專利技術目的產生限制即可。例如碳化二胺類化合物。在本專利技術的一個具體實施方式中，所述的抗水解劑為族碳化二胺類化合物，優選芳香族碳化二胺。光屏蔽劑本專利技術的光屏蔽劑沒有具體限制，可以采用各種可用的光屏蔽劑，只要不對本專利技術的專利技術目的產生限制即可。例如氧化鋅、二氧化鈦、亞磷酸三(壬基苯酯)(TNP)。在本專利技術的一個具體實施方式中，所述的光屏蔽劑為氧化鋅、二氧化鈦、亞磷酸三(壬基苯酯)(TNP)或其兩種以上的混合。制備方法本專利技術提供一種阻燃環保聚氨酯電纜料的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：第一步，獲得干燥的聚氨酯樹脂；第二步，將復合阻燃劑中的液體組分與阻燃協效劑中的液體組分混合均勻；第三步，將干燥的聚氨酯樹脂、增塑樹脂、復合阻燃劑中的非液體組分、阻燃協效劑中的非液體組分、抗氧劑、抗水解劑、光屏蔽劑等均勻共混本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種阻燃環保聚氨酯電纜料，其中，所述電纜料的各組分及重量份數如下：所述復合阻燃劑為硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的共混物。

【技術特征摘要】
1.一種阻燃環保聚氨酯電纜料，其中，所述電纜料的各組分及重量份數如下：所述復合阻燃劑為硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的共混物。2.如權利要求1所述的阻燃環保聚氨酯電纜料，其特征在于，所述的硅類阻燃劑為納米層狀硅酸鹽或聚硅氧烷；所述的磺酸鹽類阻燃劑為苯磺酰基磺酸鹽或全氟磺酸鹽。3.如權利要求1或2所述的阻燃環保聚氨酯電纜料，其特征在于，所述的硅類阻燃劑和磺酸鹽類阻燃劑的重量比為0.1-3﹕1；優選0.1-1﹕1；更優選0.2-0.5﹕1。4.如權利要求1所述的阻燃環保聚氨酯電纜料，其特征在于，所述的阻燃協效劑為磷酸酯類阻燃劑和硼系阻燃劑的共混物。5.如權利要求1所述的阻燃環保聚氨酯電纜料，其特征在于，所述的聚氨酯樹脂為聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體樹脂，硬度為邵氏70A-95A。6.如權利要求1所述的阻燃環保聚氨酯電纜料，其特征在于，所述的抗氧劑為2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧劑-264)、四(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑-1010)、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯(抗氧劑-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牛詠曲，宋剛，侯海良，翁文彪，
申請(專利權)人：上海至正道化高分子材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31