增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料及其制造工艺

摘要

本发明一种增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料及其制造工艺，所述增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料由以下重量份的组分组成：聚合度1300的PVC树脂100份，偏苯三酸三辛酯15～40份，磷酸酯类酯10～30份，四溴苯酐酯10～20份，乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物10～30份，氯化聚乙烯5~15份，三氧化二锑3～15份，硼酸锌3~15份，氢氧化镁20～40份，氢氧化铝20~40份，钼酸铵10～30份，蒙脱土5～15份，硅镁协效阻燃剂10~20份，钙锌复合稳定剂5～10份，润滑剂1～3份，抗氧剂0.2~1份，丙烯酸酯类聚合物2～4份，α-甲基苯乙烯的线性聚合物1～3份。本发明高阻燃低烟PVC复合材料具有高阻燃，防火性能好，燃烧时发烟量低，火焰不易蔓延，热量释放量低，释放有毒气体量低。

说明书

技术领域

本发明涉及通讯光电缆电缆料，尤其涉及增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料及其制造工艺。 

背景技术

增压级电缆用高阻燃低烟 PVC复合材料主要应用于CMP通讯电缆和光缆的阻燃护层材料.作为阻燃通讯电缆中阻燃等级最高的CMP电缆随着人们对防火安全意识的越来越受到关注和重视.在美国，政府吸取了70年代的大规模火灾的教训，制定了国家电气规程（NEC），明确规定了在Plenum空间（大楼内天花板夹层及高架地板下面的通风空间）使用CMP阻燃数据通信电缆。 在欧洲，防火安全越来越被重视，相当于CMP等级的数据电缆标准也正在制定中。在中国，国标《综合布线系统工程设计规范》GB50311—2007中提出了阻燃CMP的应用，开放式的安全，环保，防火的电缆已成为当今高端数据通信电缆的一个发展方向。 

CMP电缆在GB50174中也有相关的使用规定,它使用的范围较广，如防火等级要求较高的数据中心、媒体中心、金融中心、会展中心、医院、学校、博物馆、高层建筑物的建筑设计规划时都有CMP电缆的布线要求，尤其在美国、加拿大,英国等国已大量使用，并已在美国的某些场合已规定强制使用。目的是使用了CMP等级的电缆以提高大楼的防火安全等级,即在火灾发生时很大程度上可以避免因电缆发生的火焰传播和产生大量烟雾而造成的火灾事故,从而保障人员顺利的疏散和逃生。在国内，传统的从建筑电气专业考虑，一般是都采用穿管槽的方式布线，但越来越多的案例证明，单纯依赖穿管方式的防火并不可靠，很大程度上还是需从电缆自身的防火性来保障，而且在GB 50174国家标准里规定机房使用开放式布线的方法，采用这种方法对电缆自身的阻燃性能提出了更高的要求，这就需要高阻燃等级材料来保障这类电缆的防火性能。而这种材料目前主要依赖国外进口，本发明研制的就是这种高阻燃,低发烟量的高性能护套材料。 

发明内容

本发明的目的是提供一种增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料，该高阻燃低烟复合电缆料具有高阻燃，防火性能好，燃烧时发烟量低，火焰不易蔓延，增韧效果，而且可以增加阻燃剂的填充量，与阻燃剂的协同阻燃作用明显，在形成中空成炭结构中起支架作用，同时与基材的相容性好，可以提高复合材料的耐热性能；同时，提供上述高阻燃低烟复合电缆料的制造工艺。 

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料，所述增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料由以下重量份的组分组成： 

聚合度1300的PVC树脂                      100份，

偏苯三酸三辛酯（TOTM）                  15～40份，

磷酸酯类酯                                10～30份，

四溴苯酐酯                                10～20份

乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物        5～20份，

氯化聚乙烯                                5~15份，

三氧化二锑                                3～15份，

硼酸锌                                    3~15份，

氢氧化镁                                  20～40份，

氢氧化铝                                 20~40份，

钼酸铵                                   10～30份，

蒙脱土                                    5～15份，

硅镁协效阻燃剂                            10~20份，

钙锌复合稳定剂                            5～10份，

润滑剂                                    1～3份，

抗氧剂                                    0.2~1份，

丙烯酸酯类聚合物（ACR）                  2～4份，

α-甲基苯乙烯的线性聚合物（ATL-95）        1～3份

上述高阻燃低烟复合电缆料的技术方案进一步改进的技术方案如下：

1. 上述方案中，所述润滑剂选自硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种。

2. 上述方案中，所述抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。 

一种上述增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料的制造工艺，包括以下步骤： 

步骤一、按重量份数称量各种材料；

步骤二、将聚合度1300的PVC树脂100份、偏苯三酸三辛酯（TOTM）15～40份、四溴苯酐酯10～30份、钙锌复合稳定剂5～10份投入高速捏合机，高速捏合3-5分钟，温度达70-80℃；

步骤三、再投入三氧化二锑3～15份、硼酸锌3~15份、氢氧化镁20～40份、氢氧化铝20~40份、钼酸铵10～30份、润滑剂1～3份、抗氧剂0.2~1份高速捏合至120-130℃；

步骤四、然后再投入丙烯酸酯类聚合物（ACR）2～4份、α-甲基苯乙烯的线性聚合物（ATL-95）1～3份、乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物5～20份、氯化聚乙烯5~15份，再低速捏合2-3分钟，，充分混合均匀和预塑化，排料；

步骤五、使用捏炼机进行混炼塑化，捏炼10-15分钟，温度达160-170℃左右，排料，再用双锥型或双挽挤出机组进行挤出混炼塑化，挤出机组设定温度范围为150～180℃；

步骤六、再用单螺杆造粒机造粒，单螺杆造粒机设定温度范围为150～160℃；

步骤七、冷却过筛，磁选。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点： 

1. 本发明增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料及其制造工艺，其采用聚合度1300的PVC树脂100份，偏苯三酸三辛酯（TOTM）15～40份，三氧化二锑3～15份，硼酸锌3~15份，氢氧化镁20～40份，氢氧化铝20~40份，乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物5～20份、氯化聚乙烯5~15份,润滑剂1～3份，抗氧剂0.2~1份，通过乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物、氯化聚乙烯的改性,提高了材料的韧性，材料不易开裂,而且可以增加阻燃剂的填充量，与阻燃剂的协同阻燃作用明显，在形成中空成炭结构中起支架作用，同时与基材的相容性好，经过充分共混改性后,物理机械性能明显提升，同时可以提高复合材料的耐热性能。

2. 本发明增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料及其制造工艺，其进一步采用磷酸酯类酯10～30份、四溴苯酐酯10～30份、钼酸铵10～30份、蒙脱土5～15份、硅镁协效阻燃剂10~20份协同作用，燃烧时发烟量低，火焰不易蔓延，热量释放量低，利于形成中空复合炭结构，阻止了材料的二次燃烧；同时降低了材料在燃烧时产生的有毒气体，很大程度上减轻了对人体的危害，并且具有明显的成本优势，采用该种材料制成的电缆可以通过NFPA262的大规模燃烧测试，满足UL 防火标准中最高等级的电缆（Plenum Cable）适用的UL910的安全标准要求，火焰燃烧长度不超过5Ft，烟密度峰不超过0.5，平均烟密度不超过0.15，在国内外属于领先技术，具有较高的经济效益，发展前景广阔。 

3. 本发明增压级通讯光电缆用高阻燃低烟复合电缆料及其制造工艺，其钙锌复合稳定剂5～10份，丙烯酸酯类聚合物（ACR）2～4份，α-甲基苯乙烯的线性聚合物（ATL-95）1～3份，具有高阻燃，防火性能同时，也能防止聚合度1300的PVC树脂在高温下的分解，具有优越的耐热性，经过加速老化后，拉伸强度、断裂伸长率性能也大大改善，具有较好的物理机械性能，满足UL 防火标准中最高的防火等级的通讯电缆的特点和要求。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述： 

实施例1~5：一种增压级电缆用高阻燃低烟 PVC复合材料，所述增压级电缆用高阻燃低烟 PVC复合材料由以下重量份的组分组成，如表1所示：

表1

上述润滑剂选自硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种。

上述抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。 

一种用于增压级电缆用高阻燃低烟 PVC复合材料的制备方法，包括以下步骤： 

步骤一、按重量份数称量各种材料；

步骤二、将聚合度1300的PVC树脂100份、偏苯三酸三辛酯（TOTM）15～40份、四溴苯酐酯 10～30份、钙锌复合稳定剂5～10份投入高速捏合机，高速捏合3-5分钟，温度达70-80℃；

步骤三、再投入三氧化二锑3～15份、硼酸锌3~15份、氢氧化镁20～40份、氢氧化铝20~40份、钼酸铵类10～30份、润滑剂1～3份、抗氧剂0.2~1份高速捏合至120-130℃；

步骤四、然后再投入丙烯酸酯类聚合物（ACR）2～4份、α-甲基苯乙烯的线性聚合物（ATL-95）1～3份、乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物5～20份、氯化聚乙烯5~15份，再低速捏合2-3分钟，，充分混合均匀和预塑化，排料；

步骤五、使用捏炼机进行混炼塑化，捏炼10-15分钟，温度达160-170℃左右，排料，再用双锥型或双挽挤出机组进行挤出混炼塑化，挤出机组设定温度范围为150～180℃；

步骤六、再用单螺杆造粒机造粒，单螺杆造粒机设定温度范围为150～160℃；

步骤七、冷却过筛，磁选。

将本发明实施例1、2、3、4、5所得产品高阻燃低烟PVC复合材料性能见表2： 

表2

本发明实施例1、2、3、4、5所得产品其氧指数所表示的阻燃性要远远高于现有技术普通PVC阻燃护层料，具有非常优异的阻燃防火性能，且燃烧过程中，材料具有成壳效果，同时燃烧过程中产生的烟明显低于普通的PVC阻燃护层料，尤其3#,4#配方，材料在高填充的情况下仍具有较好低韧性,同时拉伸强度、断裂伸长率所表示的物理机械性能也优于现有技术普通PVC阻燃护层料，同时经过加速老化后材料仍具有较好的物理机械性能，满足UL 防火标准中最高的防火等级的通讯电缆的特点和要求。

采用本发明材料采用低压缩比的挤出机，在170℃的挤出温度下均匀挤出材料包覆在电缆的外部，所制成的电缆可以通过NFPA262的大规模燃烧测试，测试结果表明火焰燃烧长度远低于5Ft，烟密度峰小于0.5，平均烟密度小于0.15，满足UL 防火标准中最高等级的电缆（Plenum Cable）适用的UL910的安全标准要求。 

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。