[發(fā)明專(zhuān)利]阻燃消煙劑及其電纜用PVC阻燃消煙聚合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410134207.8
• 申請(qǐng)日: 2014-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104974378B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金標(biāo)義;俞祥興
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫市英普立阻燃材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08K9/06
• 分類(lèi)號(hào): C08K9/06;C08K3/016;C08K3/22;C08L27/06;C08K13/06
• 代理公司: 中國(guó)商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司11234
• 代理人: 宋義興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃消煙劑及其電纜用PVC阻燃消煙聚合物。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界合成樹(shù)脂和塑料工業(yè)飛速發(fā)展，已在電器、機(jī)械、化工、建材、輕紡、交通等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，在我國(guó)，聚氯乙烯（PVC）的用量仍占據(jù)主要位置，據(jù)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，聚氯乙烯（PVC）僅在電線(xiàn)電纜行業(yè)每年的用量就超過(guò)300萬(wàn)噸。由于塑料樹(shù)脂易燃，一旦著火，容易造成財(cái)產(chǎn)的損失和對(duì)人員的傷害。據(jù)英國(guó)資料顯示，90%以上的火災(zāi)是由電器、電線(xiàn)等用電器具引起的，95%的人員死亡是火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的有毒煙霧造成的，大量的煙霧使火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的人員無(wú)法找到安全撤離的通道逃生，從而吸入了氯化氫和一氧化碳等有毒氣體窒息死亡。由此可見(jiàn)，塑料制品，尤其是電器塑料制品，阻燃和消煙非常重要。為此各國(guó)政府都出臺(tái)了一系列的法令法規(guī)，規(guī)范生產(chǎn)企業(yè)的行為。

目前，國(guó)內(nèi)外消煙劑產(chǎn)品主要材料是三氧化鉬、鉬酸鹽（如八鉬酸氨）、錫酸鹽（錫酸鋅）等，其特點(diǎn)是消煙效果良好，但阻燃效果差，需用戶(hù)另外添加阻燃劑，一般用戶(hù)都添加三氧化二銻或氯化石臘等，這樣使產(chǎn)品的毒性指數(shù)上升，另外價(jià)格非常昂貴，每噸在18-25萬(wàn)元不等，市場(chǎng)難以接受。國(guó)內(nèi)有些生產(chǎn)阻燃消煙劑的廠(chǎng)家為了降低成本，使用七水硼酸鋅或硼砂，但其阻燃效果和抑煙能力都不理想，且添加量每百份產(chǎn)品都要超過(guò)10份才能起作用。

今后無(wú)論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，電纜阻燃消煙的發(fā)展趨勢(shì)是：

（1）耐高溫等級(jí)：105℃—→150℃

（2）毒性指數(shù)：15→1

（3）氧指數(shù)：33%—→45%

（4）煙密度：400—→100

（5）PH值：2→7

（6）電導(dǎo)：3000—→10

既要阻燃效果好，消煙能力強(qiáng)，又要綠色環(huán)保，價(jià)格低廉；既要使用戶(hù)用的好，又要使用戶(hù)用得起。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種阻燃消煙劑及其電纜用PVC阻燃消煙聚合物，使阻燃消煙劑及其電纜用PVC阻燃消煙聚合物具有阻燃效果好，消煙能力強(qiáng)，又綠色環(huán)保，價(jià)格低廉等特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的阻燃消煙劑按重量百分比由以下組分混合組成：

氫氧化鎂 90%～97.2%

三氧化二銻 2%～6%

氧化鋅 0.8%～4%

高分子材料的燃燒必須具備三個(gè)條件：（1）可燃物（高分子材料受熱分解生成的可燃?xì)怏w）、（2）氧氣、（3）一定的溫度。燃燒三要素，只要阻斷三要素中任何一項(xiàng)要素就能終止燃燒。阻燃劑就是通過(guò)緩解或終止一項(xiàng)或多項(xiàng)要素來(lái)達(dá)到緩解或阻止燃燒的目的。

本發(fā)明的阻燃消煙劑也是利用各組分的特性來(lái)達(dá)到阻燃消煙目的的。氫氧化鎂的特性是在340℃會(huì)受熱分解，生成氧化鎂和水并吸收大量的熱量，從而降低了燃燒火焰的溫度，降低了材料分解生成可燃?xì)怏w的速度，使1、3兩個(gè)要素得到緩解，同時(shí)分解產(chǎn)物沉積在表面形成保護(hù)殼，隔離了氧氣和熱量。材料燃燒時(shí)產(chǎn)生的“煙”是由未完全燃燒的炭顆粒組成的，主要成分是C和CO，氫氧化鎂分解生成的水分子能有效的吸附碳顆粒，起到很強(qiáng)的抑煙作用，所以氫氧化鎂是一種具有很強(qiáng)抑煙作用的阻燃劑。氫氧化鎂原料，含量越高，其阻燃性能顯然越好，試驗(yàn)表明如果含量低于90%則效果會(huì)不理想。

三氧化二銻單獨(dú)使用時(shí)幾乎沒(méi)有阻燃作用，但當(dāng)與鹵素化合物或含磷化合物并用時(shí)可起到良好的阻燃增效作用。加入三氧化二銻后與其他阻燃消煙劑并用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，三氧化二銻在燃燒初期，首先熔融（熔點(diǎn)655度），在材料表面形成保護(hù)層隔膜，隔絕空氣，通過(guò)內(nèi)部吸熱反應(yīng)降低燃燒溫度；在高溫狀態(tài)下三氧化二銻被氣化，稀釋了空氣中的氧氣濃度。

氧化鋅也是一種阻燃協(xié)效劑，其阻燃機(jī)理主要是氧化鋅與配伍的阻燃劑、消煙劑發(fā)生酯化反應(yīng)，脫水成炭，形成一層硬質(zhì)的泡沫層，可以阻礙熱的傳導(dǎo)以及隔離氧氣，減緩材料燃燒進(jìn)程。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，該阻燃消煙劑按重量百分比由以下組分混合組成：

氫氧化鎂90%～95%

三氧化二銻2%～6%

氧化鋅1%～2%

三氧化鉬2%～6%

當(dāng)氧化鋅的加入量在1%～2%時(shí)阻燃協(xié)同效應(yīng)最佳。當(dāng)氧化鋅與鉬類(lèi)化合物，如三氧化鉬配合時(shí)就成了傳統(tǒng)的消煙劑。本發(fā)明的阻燃消煙劑價(jià)廉物美，每噸5萬(wàn)元不到。