一种微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 19:27:02
技术领域
本发明涉及护套材料，具体涉及一种微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶。
在国内外，尼龙6常用于聚氯乙烯绝缘尼龙护套等布电线、电子线等线型。在通讯光缆领域，也使用尼龙6作为光缆护套使用。具有突出的耐候性、耐低温性能好、尺寸稳定、强度高、韧性好、耐磨减震和耐腐蚀等特性，并且防白蚁和老鼠，是电缆护套的优秀用料，广泛用于光纤通讯电缆护套及大尺寸电力电缆护套。
从目前的国内专利来看，有利用增粘剂对尼龙进行改性增加其挤出性能，如专利CN102020842A；有介绍用磷氮阻燃剂和阻燃协效剂对尼龙进行阻燃做成阻燃尼龙线缆，如专利CN104672887A；有运用MCA做尼龙线缆阻燃剂，如专利CN113354929A；有运用加入交联剂在通过辐照工艺提高注塑材料的耐热温度，如专利CN114316580A。
从目前的国内专利来看，有利用增粘剂对尼龙进行改性增加其挤出性能，如专利CN102020842A，但是这类尼龙线缆材料阻燃性能欠佳，运用场景受限；有介绍用磷氮阻燃剂和阻燃协效剂对尼龙进行阻燃做成阻燃尼龙线缆，如专利CN104672887A，这类线缆材料透明性欠佳；有运用MCA做尼龙线缆阻燃剂，如专利CN113354929A，但这类材料挤出性能不稳定；有运用加入交联剂在通过辐照工艺提高注塑材料的耐热温度，如专利CN114316580A，这类只是工程材料在成型后在进行辐照，而尼龙护套材料里面有其他线缆材料，辐照过后性能会出现较大程度变化，无法满足使用要求。
因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料，其原料包括以下质量分数的组分：
PA6 30～95份；
阻燃母粒 5～25份；
交联剂 0.1～10；
增塑剂 0～5份；
润滑剂 0～1份；
抗氧剂 0.2～1份。
进一步的技术方案，其原理优选以下质量分数的组分：
PA6 60～95份；
阻燃母粒 5～20份；
交联剂 0.1～1；
增塑剂 0～5份；
润滑剂 0～1份；
抗氧剂 0.2～0.6份。
进一步的技术方案，所述PA6为2.8粘度聚酰胺，熔融指数≥10g/10min(235℃，2.16kg)。
进一步的技术方案，所述阻燃母粒为MCA阻燃母粒、MPP阻燃母粒、APP阻燃母粒及其复配母粒，载体为EBA，优选D90≤20μm。
进一步的技术方案，所述交联剂为TAIC、TAIC粉、TMAIC、TMPTMA中的一种。
进一步的技术方案，所述增塑剂为N-丁基苯磺酰胺、N-乙基邻对甲苯磺酰胺中的一种或复配。
进一步的技术方案，所述润滑剂为硅酮、硬脂酸、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酸酰胺类及其衍生物、季戊四醇硬脂酸酯、聚酯蜡、OP蜡中的一种。
进一步的技术方案，所述抗氧剂为H336、1010、168、1098中的一种或两种以上，进一步优选H3336。
进一步的，本发明还包括微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料的制备方法，具体包括：
步骤一、将90～100份的PA6和0.1～10份的TAIC粉加入真空反应釜；
步骤二、在140～170℃的温度下进行反应，使TAIC和PA6进行固相反应，螺杆转速为300～350转/min；
步骤三、将反应好的粒子再经过辐照强度为0.5～1M的微辐照后和5～20份的阻燃母粒、0.1～1份润滑剂和0.1～1份抗氧剂通过双螺杆挤出，增塑剂通过液注口加入，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。本发明的工作原理及优点如下：
1.本发明通过添加TAIC，在经过辐照得到使得尼龙分子链线性结构，变成三维网状结构，从而提高了材料的强度、耐化学性及耐热性，解决了以往尼龙护套材料对环境的污染问题。
2.本发明通过反应釜，将TAIC均匀融进尼龙中，减少了用双螺杆挤出造成能源的浪费，也降低了多次使用双螺杆造成的材料降解和性能下降。
3.本发明通过添加特定折射率和特定粒径的阻燃剂，使得尼龙线缆材料在保证阻燃的条件下还不影响其透明度。
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：以下将以详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。
本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。
实施例一：
一种微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和MCA阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为81.3:16:2:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
实施例二：
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和MPP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为81.3:16:2:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
实施例三：
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和红磷阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为92.3:5:2:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
实施例四：
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和APP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为81.3:16:2:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
实施例五：
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和AHP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为81.3:16:2:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
实施例六：
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和AHP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为81.3:16:2:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
实施例七：
将3g TAIC粉和3kg中粘尼龙高混后加入真空反应釜在160℃进行充分均匀搅拌后冷却放出，将反应好的粒子铺平后进入辐照，辐照剂量为2M后，将辐照好的PA6和AHP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为79.3:16:4:0.3:0.4在高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
对比例一：
将PA6和AHP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为81.3:16:2:0.3:0.4高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
对比例二：
将辐照好的PA6和APP阻燃母粒、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为79.3:16:4:0.3:0.4高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
对比例三：
将辐照好的PA6、增塑剂、润滑剂、抗氧剂按照质量比为97.3:2:0.3:0.4高混机中均匀混合后加入双螺杆挤出机进行造粒，挤出温度为200-240℃，得到微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料。
将制备好的材料在烘干后进行挤线，挤出温度210-240℃，挤出外护套厚度为0.15±0.01mm，测出拉伸性能及透光度。
表1：一种微辐照阻燃透明尼龙线缆护套材料配方表
表2：各实施案例性能测试结果
由表1、表2可得到以下结论：
一、不同阻燃剂的粒径及透光率不同，做成尼龙线缆护套的透光率不同，MCA透光率和PA6的透光率为最接近，其共混材料透光率最好。
二、交联剂添加的比例越高，其辐照后交联程度越好，材料的强度和硬度也会更高，其透光率却是相反的。
三、AHP的粒径为D90为20μm，交联剂添加量为0.1％时，其综合性能及透光率为最优。
四、交联剂的添加能有效提高材料的氧指数。
通过上述实施例和对比例的说明，本发明具有以下技术效果：
1、本发明通过少量添加TAIC，经过辐照得到使得尼龙分子链线性结构，变成三维网状结构，从而提高了材料的强度、耐化学性及耐热性，解决老的尼龙护套对环境的污染问题。
2、本发明通过反应釜，将TAIC均匀融进尼龙中，减少了用双螺杆挤出造成能源的浪费，也降低了多次试用双螺杆挤出造粒，造成材料降解、性能下降，也降低了生产中能源消耗，也降低了生产成本。
3、本发明通过添加特定折射率和特定粒径的阻燃剂，使得尼龙线缆材料在保证阻燃的条件下还不影响其透明度。
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。