[00113898]高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂的开发

1、课题来源与背景　　本课题来源于国家科技部科技支疆计划，项目编号为：2008ZJ34。随着时代的发展、社会的进步，人们对电线电缆的阻燃性能又提出了新的需求，原有阻燃PVC电缆料已不能满足要求，特别是阻燃PVC电缆料在燃烧时产生大量的黑色烟雾和HCL气体，严重影响火灾发生时的人员逃生。随着PVC电缆料在高层建筑、电子电器、汽车、计算机和航天工业产品等领域的广泛应用，势必会对电缆的阻燃性较高的要求，因此开发出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂将有广阔的市场前景。　　2、技术原理及性能指标　　该课题主要采用聚氯乙烯悬浮聚合法，研究生产高速挤出阻燃聚氯乙烯电缆专用料的配方及生产工艺，在聚合反应过程中加入特殊的助剂，提高聚合升温速率的恒定性及反应的稳定控制，使分子量分布更为集中、聚合反应平稳。通过将交联剂、阻燃剂与氯乙烯单体混合加入聚合釜中，在适当的温度和压力下完成聚合反应，使用具有高度协同作用的高效复合引发剂的配方，缩短反应时间，提高分子量，生产出合格的具有高速挤出特性的阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂。性能指标如下：　　1）高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂表观密度为0.52以上，吸油率达到25以上。　　2）高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂白度为85以上。　　3）高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂生产的电缆绝缘材料氧指数提高50％，阻燃性能显著提高。　　3、技术的创造性与先进性　　（1）创新点：　　1）直接将阻燃剂添加到聚氯乙烯反应体系中，使阻燃剂直接与聚氯乙烯分子发生化学键结合，改变传统的阻燃剂与PVC树脂物理混合加工工艺，提高了电缆护套材料的阻燃性能。　　2）聚氯乙烯聚合过程中添加了扩链剂，提高该型号树脂工艺温度下树脂的平均分子量，更好满足聚氯乙烯软制品的力学性能要求。　　（2）先进性：　　阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂与普通树脂相比具有更好的耐热、耐溶剂、机械强度、高阻燃性和加工尺寸稳定性等。可用于生产电线和电缆覆层，电绝缘材料，飞机地板等制品。本项目生产的专用树脂在后加工中不需要进行配料加工，可以直接挤出，这样节省了加工工序。加工助剂在树脂聚合阶段加入，能够有效提高助剂在树脂中的分散性，可以降低助剂的用量，特别是有毒助剂的加入，有利于降低环境污染，热稳定性和阻燃性能得到更好的提高。　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性　　国外在加工聚氯乙烯电缆护套时一般使用电缆护套专用树脂，此专用树脂生产技术主要是通过对聚合体系的改进，达到提高树脂性能的目的。国内则普遍采用将通用型树脂与各种功能助剂包括阻燃剂进行物理混合，通过高速捏合、低搅、挤出造粒工序，最后利用粒料作为生产电线电缆绝缘层或护套的生产工艺。因此存在阻燃剂在PVC树脂中分散不均，降低了PVC电缆材料的阻燃性能，同时降低了劳动生产率。　　中发公司研发的高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂采用悬浮聚合法生产，在开始聚合前将扩联剂与氯乙烯单体混合，再加入釜中聚合，反应中扩联剂化合物接技到聚氯乙烯大分子基团上，使接枝链延长，易于形成网络结构，使树脂具有更好的耐热、耐溶剂、机械强度和加工尺寸稳定性。其产品质量按照企业标准Q/SZF13-2010“阻燃聚氯乙烯电缆专用树脂”的检测要求检测，各项检测结果均达到或超过一等品检测指标。此外，现有软质聚氯乙烯塑料氧指数为大于22%，而高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂产品氧指数达到超过35%。该项目完成后，所生产的复合材料可填补国内空白，产品性能达到国内领先水平。　　5、应用情况及存在的问题；　　阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂与现有电缆企业使用的通用型聚氯乙烯专用树脂性能对比可以看出，阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂预期性能指标比现有电缆企业目前使用聚氯乙烯树脂产品性能指标普遍改善，特别是表观密度和吸油率有一定的提高，反映出加工性能得到进一步提高，为制备高性能、功能性复合PVC材料奠定了一定的技术基础。目前，项目存在的问题是高速挤出阻燃电缆聚氯乙烯专用树脂在聚合过程体系中添加了固相阻燃剂成份，所以分散剂用量过大，今后还需要进一步优化工艺配方，降低分散剂的用量，减少树脂颗粒外包的皮膜，提高树脂的质量，降低生产成本。