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聚烯烃阻燃电缆技术专利申请浅述

一直以来,人们总是迫切的希望开发出阻燃性能和力学性能均优良的聚烯烃电缆料,因为绝大多数塑料都是可燃的,当温度达到一定程度后,会产生挥发性的可燃气体,促使其进一步燃烧。而塑料聚合物是电缆基材的主要来源,赋予塑料聚合物一定的阻燃性能是亟待解决的技术问题。科研工作者在塑料聚合物中添加不同种类的阻燃剂来赋予电缆料阻燃性能,其中包括卤素阻燃体系、膨胀型阻燃体系、磷系阻燃体系、氮系阻燃剂以及水合金属化合物阻燃体系等。


★专利1——JPS59117549A

JPS59117549A是以醋酸乙烯含量在50-85%EVA为基材,以二价或者三价的金属碳酸盐或氢氧化物和硼酸锌为阻燃抑制烟剂,二者的重量比在0.25-0.75之间。基于基材100份,阻燃抑制烟剂100份,氧指数在30以上,烟密度低于100。其中该申请提及了二价或三价的金属碳酸盐或氢氧化物大量使用产生的弊端,即降低了材料的力学性能。

为了克服上述金属碳酸盐或氢氧化物大量填充带来的力学性能下降的缺陷,就需要开发填充量小,阻燃效果好的阻燃剂。


★专利2——JPH05287117A

JPH05287117A是以热塑性树脂为基材,如EVA,聚烯烃,含量100份、10-80份的双卤苯基对苯酰胺、5-40份的三氧化二锑作为阻燃剂。得到的电缆垂直电缆阻燃测试(UL Standard VW-1)为A,具有较好的阻燃效果。

但是双卤苯基对苯酰胺代表的卤系阻燃剂存在着产生卤化氢有毒气体的条件,且会产生致癌物质的缺陷。2003年,欧盟颁发RoHS指令后其发展受到严重影响,环保问题成为了其发展的一大障碍,这一障碍较为难克服,但是氢氧化物阻燃剂大量填充带来的力学性能下降的缺陷较为容易克服可通过细化,表面处理。


★专利3——JP2006310093A

JP2006310093A是以100份包括高密度聚乙烯和选自下列α-烯烃聚合物、乙烯-乙烯基酯共聚物,乙烯-α,β-不饱和羧酸烷基酯共聚物和苯乙烯热塑弹性体至少之一的聚合物为基材,添加30-25份金属氢氧化物和1-20份锌化合物。其中金属氢氧化物是粒径为0.1-20微米,且是使用偶联剂和脂肪酸处理的。氢氧化物选用较小粒径进行表面处理,也是为了氢氧化物大量使用产生的弊端,即降低材料力学性能。


★专利4——JP2011219530A

JP2011219530A 是以聚丙烯和聚烯烃弹性体为基体,聚丙烯和聚烯烃的质量比在50509010的范围,阻燃剂使用的是氢氧化镁、三氧化二锑和溴系阻燃剂,相对于聚丙烯和聚烯烃100质量份、溴系阻燃剂1030质量份、三氧化二锑120质量份、氢氧化镁1090质量份,三氧化二锑与溴系阻燃剂的复配使阻燃效果良好。与氢氧化镁复配使用,可实现低卤化,同时提高耐磨性,也可以降低氢氧化镁的使用所带来的力学性能的下降。

丰富阻燃剂的种类、开发阻燃效果好的阻燃剂也是住友电气工业株式会社的重要研究方向。


★专利5——JP5549675B2

JP5549675B2(公开日期 2015 年)含有100质量份树脂成分,包含30-85质量份的聚烯烃基树脂、10-50质量份的聚苯醚基树脂、530质量份的苯乙烯基弹性体以及5-40质量份的磷基阻燃剂。其中,磷基阻燃剂使用磷酸酯、次磷酸金属盐、磷酸三聚氰胺化合物、磷酸铵化合物、通过环磷腈的开环聚合而获得的聚磷腈化合物,得到的组合物垂直燃烧试验 VW-1 均合格。


★专利6——JP5825536B2

JP5825536B2(公开日期2014年)是以聚烯烃系树脂和苯乙烯系弹性体为基材,二者的质量比为 9010-5050。相对于100质量份的所述挤出聚合物,含有10-50 质量份的金属次磷酸盐和10-50质量份的氮系阻燃剂。得到的组合物力学性能优异,且通过了UL标准所规定的垂直试样燃烧试验(VW-1)。

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