阻燃低烟耐热聚氯乙烯电缆料配方研究.pdf

第12卷第5期中国塑料Vol112No151998年9月CHINAPLASTICSSep1998成型加工与应用阻燃、低烟、耐热聚氯乙烯电缆料配方研究许健南王雪松(天津轻工业学院,天津300222)摘要报道了三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝及碳酸钙对聚氯乙烯电缆料阻燃性和发烟性的影响,同时还就增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、己二酸21,22丙二醇聚酯、偏苯三酸三辛酯对聚氯乙烯电缆料阻燃性、发烟性及热老化性的影响进行了讨论。研究结果表明,最佳配方的延燃时间为3.02s,极限氧指数为31.8,无焰单位质量烟密度(Dm/g)为14.5,其他主要性能指标达到GB8815—88关于105℃绝缘级软聚氯乙烯塑料(J2105)的要求。关键词:阻燃低烟耐热老化聚氯乙烯电缆料且价格低廉,是目前用量最大的电缆料原料。0前言我国每年生产的PVC树脂中约有10%～实现电缆料的阻燃、低烟和耐热,当然最20%用于电缆料。然而PVC电缆料在低烟好是选择本身就具备这些特性的聚合物材性和耐热性方面尚嫌不足,为此,通过添加各料,如含氟聚合物,可是因其价格高昂而难以种助剂以提高阻燃、低烟和耐热性的要求。推广使用。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)具有低燃烧特性大多采用极限氧指数法和UL发烟性,但易燃,必须添加大量阻燃剂才能达94塑料燃烧性试验法测定。我国GB到较好的阻燃要求,这样又会导致力学性能4609—84塑料燃烧性能试验方法垂直燃烧和电性能下降。例如以德国低烟无卤电缆料法与UL94垂直燃烧法相接近,本课题在按标准(VDE0207)与我国聚氯乙烯(PVC)电此标准进行测试时,由于绝大多数试样都能缆料标准(GB8815—88)相比较〔1〕,前者拉达到最高阻燃级别(FV20),而难以比较它们伸强度只及后者的1/3～1/2,断裂伸长率只的阻燃性,故又借鉴日本有关测试标准(JP及后者的70%～80%,体积电阻率也不及后49114657和JP49113845),采用延燃时间者。此外,PE和PP柔韧性差,用作电线和(指5个试样2次或多次施加火焰离火后,有电缆包覆只能在不经常曳动的场合下使用。焰或无焰燃烧时间的总和)来进一步表征试PVC树脂具有高阻燃性和高电绝缘性,样的阻燃性。我国GB8323—87塑料燃烧性能试验收稿日期:1998207203方法烟密度法采用烟密度Dm表征材料的发1998年9月中国塑料45烟性。PVC电缆的燃烧发烟性按D值分m1实验部分为普通(Dm>150)和低烟(Dm≤150)2类。由于Dm不仅与试样性质有关,而且与其质111主要原料量有近似线性关系,故以单位质量烟密度实验用主要原料见表1。(Dm/g)来表征材料发烟性更为确切。表1实验用主要原料原料名称代号规格或牌号产地聚氯乙烯PVCSG23沧州化学工业股份有限公司邻苯二甲酸二辛酯DOP一级品天津溶剂厂己二酸二辛酯DOA一级品天津中河化工厂偏苯三酸三辛酯TOTM一级品北京化工三厂己二酸21,22丙二醇聚酯PPA300Pa·s天津溶剂厂高纯锑粉Sb2O3H1295B(市售)硼酸锌ZB325目廊坊先锋化工厂氢氧化铝ATHH1296B(市售)碳酸钙CaCO3220目浙江新安江重钙厂三盐基性硫酸铅TBLS衡水化工二厂二盐基性亚磷酸铅DBLS天津和顺化工厂硬脂酸HSt天津香皂厂硬脂酸铅PbSt(市售)硬脂酸钡BaSt天津红旗化工厂石蜡WaxTm56～58℃天津香皂厂抗氧剂7096(市售)1.2实验仪器设备表2基础配方份双辊炼塑机、高速混合器、压力成型机、配方号1-002-003-00Brabender塑化仪、拉力试验机、振动电容式PVC100100100DOP40——超高阻计、HC22型氧指数测定仪、平板硫化TBLS666机、橡塑硬度计、热老化试验箱等。DBLS2221.3试样制备PbSt0.80.80.81.3.1配方设计BaSt0.70.70.7HSt0.30.30.3试样配方分为3组,各组都有基础配方Wax0.50.50.5(见表2),第一组变化所用阻燃剂的种类和用70960.50.50.5量(见表3),第二组变化所用增塑剂的种类Sb2O3—42ZB—168(见表4),第三组专就增塑剂TOTM和PPACaCO3——10复配进行试验(见表5)。46阻燃、低烟、耐热聚氯乙烯电缆料配方研究表3第一组配方表5第三组配方配方号基础配方+阻燃剂(份)配方号基础配方+增塑剂(份)12011200+CaCO3(40)32103200+TOTM(60)12021200+CaCO3(80)32203200+TOTM(50)12031200+CaCO3(120)32213200+TOTM/PPA(45/5)12111200+ATH(40)32223200+TOTM/PPA(40/10)12121200+ATH(80)32303200+