無(wú)鹵塑料片材擠出機(jī)     塑料片材擠出機(jī)

無(wú)鹵塑料阻燃電纜料及電纜加工研究

  電線(xiàn)電纜被廣泛使用，與人們的工作、生活息息相關(guān)。而電線(xiàn)電纜大量使用的絕緣材料和護(hù)套材料大多是易燃的高分子材料，在傳電能中常因自身發(fā)熱或外部火災(zāi)而引起燃燒，存在火災(zāi)安全隱患，因此應(yīng)用在電線(xiàn)電纜中的高分子材料應(yīng)具有阻燃特性。最初是通過(guò)向這些高分子材料中添加鹵系阻燃劑或采用含鹵素的高分子材料來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，但當(dāng)發(fā)生水災(zāi)時(shí)，這些材料將釋放出大量的煙霧和鹵化氫氣體，容易使人或動(dòng)物窒息而死，造成二次災(zāi)難。因此，開(kāi)發(fā)和使用高阻燃、高安全、低毒、低煙、無(wú)腐蝕必氣體產(chǎn)生的無(wú)鹵阻燃電纜已成為今后的發(fā)展方向。

   對(duì)于無(wú)鹵阻燃電纜料的開(kāi)發(fā)，已有文獻(xiàn)報(bào)道，通常選用無(wú)機(jī)礦物粒子作為阻燃劑，比如mg（oh)2、al（oh)3等，基體樹(shù)脂則是選用乙烯基樹(shù)脂，包括交聯(lián)聚乙烯、線(xiàn)性低密度聚乙烯（ll-dpe）／低密度聚乙烯（ldpe）／（乙烯／乙酸乙烯醋）共聚物（e/vac）、e/vac、ldpe/（e/vac）等體系。在這些研究中存在的問(wèn)題均是選用單一的阻燃體系，為了達(dá)到阻燃效果，需要很高的添加量，阻燃劑在基體樹(shù)脂中不能均勻分散，導(dǎo)致了材料的力學(xué)性能損失很大，因此其應(yīng)用仍存在問(wèn)題，同時(shí)這些研究大多忽視了由于高填充帶來(lái)的加工問(wèn)題。

按一定比例稱(chēng)取al（oh）3、聚硅氧烷加人高速攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)溫度保持在120℃，攪拌20～30mm出料，得到復(fù)配阻燃體系[al（oh）3經(jīng)聚硅氧烷表面處理]。

按一定、比例稱(chēng)取前述復(fù)配阻燃體系、聚乙烯蠟、南京塑泰st-6馬來(lái)酸酐接枝相容劑ldpe，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，得到高濃度的阻燃母粒。

按一定比例稱(chēng)取ldpe、e/vac、e/eak、阻燃母粒及其它助劑，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，得到無(wú)鹵阻燃ldpe電纜料。

將電纜料在壓機(jī)上成型并在制樣機(jī)上制成標(biāo)準(zhǔn)試樣。

1.4

性能測(cè)試

   拉伸性能按gb/t 1040-1992測(cè)試；

氧指數(shù)按gb/t 2406一莊993鋇j試；

mfr按gb/t3682-200測(cè)試；

sem觀(guān)察：將試樣在液氮中脆斷，斷面噴金處理，然后觀(guān)察斷口的形貌特征并拍照

2

結(jié)果與討論

2.1   多組分協(xié)效阻燃體系的阻燃機(jī)理

作為無(wú)鹵阻燃電纜料的阻燃劑，通常選用mg（oh）2、al(oh)3，其阻燃機(jī)理是這些含水化合物在高溫下發(fā)生分解。生成金屬氧化物并釋放出水。一方面金屬氧化物在材料的表面形成致密的保護(hù)層，有效保護(hù)了內(nèi)部易燃高分子材料，同時(shí)釋放出來(lái)的水可以稀釋空氣中的氧濃度從而表現(xiàn)出阻燃效果。mg(oh)2具有較高的起始分解溫度，al(oh)3的起始分解溫度較低，因此選用mg（oh）2作為阻燃劑的材料須具有較寬的加工溫度，但從成本的角度考慮，選用al(oh)3具有更大的優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)于以ldpe為電纜料的基材，al(oh)3的起始分解溫度能滿(mǎn)足加工要求。但據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道選用al(oh)3單一組分作為阻燃劑來(lái)制備無(wú)鹵阻燃電纜料時(shí)，存在填充量太大，其辱量分?jǐn)?shù)通常要在60 ％以上，導(dǎo)致材料其它性能損失太大的缺點(diǎn)。為此筆者從兩方面著手來(lái)降低al(oh)3的填充量并使無(wú)鹵阻燃電纜料的綜合性能優(yōu)良：在阻燃劑方面，以al(oh)3為主阻燃劑，配以聚硅氧烷形成復(fù)配協(xié)效阻燃體系；在基體樹(shù)脂方面，以ldpe為主，配合促進(jìn)結(jié)炭組分e/vac和易成炭組分e/eak，所得到的多組分協(xié)效阻燃樹(shù)脂體系既可大大降低阻燃劑的填充量又能保證其它性能不降低。

在復(fù)配阻燃體系中，聚硅氧烷可以作為al(oh)3的表面包覆劑，既改善al(oh)3與基體樹(shù)脂的相容性，又能與al(oh)3產(chǎn)生協(xié)效作用，有效地促進(jìn)了炭層的生成，聲而阻止煙的形成和火焰的蔓延。

   從表1可以看出，聚硅氧烷的加入提高了ldpe的氧指數(shù)，隨著聚硅氧烷含量的增加，氧指數(shù)增加，在聚硅氧烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％以上時(shí)，氧指數(shù)增加緩慢，因此聚硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占al(oh)3的6％為宜。但在這種情況下，氧指數(shù)還不足夠高，達(dá)不到ul94 v-0級(jí)。這時(shí)可以考慮通過(guò)對(duì)基體樹(shù)脂進(jìn)行改性來(lái)進(jìn)一步提高氧指數(shù)。