CN101159174A - 一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料及其制备方法 - Google Patents

一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料及其制备方法 Download PDF

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董建东
何亚丽
陈林
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Abstract

本发明涉及一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料及其制备方法，将聚氯乙烯树脂100重量份，增塑剂30～80重量份，填充料0～60重量份，高导电碳黑10～40重量份，抗静电剂0～10重量份，其他助剂3～20重量份通过高速混合机混合均匀，然后在130～170℃下通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融挤出，水冷拉条或风冷模面热切造粒，烘干，包装即得成品。与现有技术相比，本发明具有优良的持久抗静电性能和阻燃性能等优点。

Description

一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆用护套聚合物材料，涉及安全要求较高的矿用抗静电阻燃电缆用材料。
背景技术
聚氯乙烯材料具有优良的机械物理性能、  柔韧性、耐化学试剂性能，价格低廉，易于加工等性能而被广泛应用。由于其具有较好电气绝缘性，软聚氯乙烯材料由于添加了较大量的易燃而是阻燃性能变差，故限制其在煤矿等安全要求较高的场所使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有优良的抗静电性能和阻燃性能的矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，该材料包括以下组分和含量(重量份)：
聚氯乙烯树脂    100，
增塑剂          30～80，
填充料          0～60，
高导电碳黑      10～40，
抗静电剂        0～10，
其他助剂        3～20。
所述的聚氯乙烯树脂选自SG1型号聚氯乙烯树脂、SG2型号聚氯乙烯树脂、SG3型号聚氯乙烯树脂、SG5型号聚氯乙烯树脂、SG7型号聚氯乙烯树脂以及乙酸乙烯-氯乙烯聚合物树脂中的一种或几种。
所述的增塑剂选自DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、DOTP(对苯二甲酸二辛酯)、DINP(邻苯二甲酸二壬酯)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)、TOTM(偏苯三酸三辛酯)、DOA(己二酸二辛酯)、DOS(癸二酸二辛酯)、、氯化石蜡、磷酸酯、环氧大豆油等有机材料中的一种或几种。
所述的填充料选自碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、铝镁化合物物等无机材料中的一种或几种。
所述的碳酸钙包括活性、非活性的轻质或重质碳酸钙，所述的铝镁化合物包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化镁、氧化铝。
所述的高导电碳黑包括导电乙炔碳黑。
所述的抗静电剂包括硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺类、季铵盐、咪唑啉和环氧乙烷衍生物。
所述的其它助剂包括阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧剂。
所述的阻燃剂选自含卤素的阻燃剂、磷类阻燃剂、三氧化二锑、硼酸锌中的一种或几种；所述的热稳定剂包括铅类稳定剂、钙锌稳定剂、稀土稳定剂、有机锡；所述的光稳定剂包括紫外线和可见光吸收剂；所述的润滑剂包括内外润滑的硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡；所述的抗氧剂包括抗氧剂1010(四[β-(3.5一二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂)、抗氧剂168((2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯)、DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)、DSTP(硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙酸二(十八酯))、抗氧剂300(4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚))。
一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料的制备方法，该方法是将聚氯乙烯树脂100重量份，增塑剂30～80重量份，填充料0～60重量份，高导电碳黑10～40重量份，抗静电剂0～10重量份，其他助剂3～20重量份通过高速混合机混合均匀，然后在130～170℃下通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融挤出，水冷拉条或风冷模面热切造粒，烘干，包装即得成品。
与现有技术相比，本发明通过在材料中加入导电优良的导电碳黑和抗静电剂，加入高效阻燃剂，使材料具有良好的优良持久抗静电性能和阻燃性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将SG-2型号聚氯乙烯树脂、增塑剂TOTM、钙锌稳定剂、活性碳酸钙、三氧化二锑、高导电碳黑、1010抗氧剂、石蜡等经高速混合机混合至温度100℃，混合好的粉料用双螺杆混炼机组在130～170℃下挤出，水冷拉条造粒，烘干。
具体组分如下：
聚氯乙烯树脂SG2    100
增塑剂TOTM         60
钙锌稳定剂         4
活性碳酸钙         10
三氧化二锑         10
高导电碳黑         25
抗氧剂1010         1
石蜡               0.3
实施例2
将SG-5型号聚氯乙烯树脂、增塑剂DOP、三盐基硫酸铅、活性碳酸钙、三氧化二锑、高导电碳黑、季铵盐抗静电剂、1010抗氧剂、石蜡等经高速混合机混合至温度90℃，混合好的粉料在双螺杆混炼机组上挤出，水冷拉条造粒，烘干。
具体组分如下：
聚氯乙烯树脂SG5    100
增塑剂DOP          48
52％氯化石蜡       8
三盐基硫酸铅       4
活性碳酸钙         20
三氧化二锑         10
高导电碳黑         15
季铵盐抗静电剂     4
抗氧剂1010         1
石蜡               0.3
实施例3
将SG-3型号聚氯乙烯树脂、增塑剂DIDP、三盐基硫酸铅、活性碳酸钙、三氧化二锑、高导电碳黑、季铵盐抗静电剂、1010抗氧剂、石蜡等经高速混合机混合至温度90℃，混合好的粉料在单螺杆混炼机组上挤出，水冷拉条造粒，烘干。
具体组分如下：
聚氯乙烯树脂SG3    100
增塑剂DIDP         70
三盐基硫酸铅       5
活性碳酸钙         16
三氧化二锑         10
高导电碳黑         20
抗氧剂1010         1
石蜡               0.3
比较例1
在材料配方中不加入高导电碳黑，其余同实施例1。
比较例2
在材料配方中不加入高导电碳黑，其余同实施例2。
比较例3
在材料配方中不加入三氧化二锑，其余同实施例3。
以上性能列于表1中
根据表1中的数据可以看出，高导电碳黑对于降低聚氯乙烯材料表面电阻具有很强的作用，并且具有较好的耐老化性能。阻燃剂的加入也有效地加强材料的阻燃性能。
表1    实施例及比较例性能参数对比
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
拉伸强度MPa 20.4 19.5 17.4 19.8 18.8 17.0
断裂伸长％ 310 320 350 320 340 360
UL94燃烧试验 V0 V0 V1 V0 VO 易燃
表面电阻率 1.5×107 3.5×107 4×106 2.5×1013 4.4×109 4.7×106
表面电阻率老化试验 老化时间 168 168 168 168 168 168
老化温度 135 100 121 135 100 121
老化后的表面电阻率 1.8×107 9.2×107 3.6×106 4.4×1013 5.8×1010 1.8×106
实施例4
将耐热性能较好的SG1型号聚氯乙烯树脂100重量份，60℃耐温等级的DBP 30重量份，乙炔高效导电碳黑10重量份，季铵盐10重量份，硼酸锌、稀土稳定剂、紫外线吸收剂、硬脂酸盐和抗氧剂DLTP3重量份通过高速混合机混合均匀，然后在170℃下通过单螺杆挤出机熔融挤出，水冷拉条，烘干，包装即得成品。
实施例5
将一般耐热性能的SG7型号聚氯乙烯树脂100重量份，90℃耐温等级的对苯二甲二辛酯80重量份，非活性的轻质碳酸钙60重量份、乙炔高效导电碳黑40重量份，咪唑啉10重量份，磷类阻燃剂、有机锡、可见光吸收剂、聚乙烯蜡和抗氧剂DSTP20重量份通过高速混合机混合均匀，然后在130℃下通过双螺杆挤出机熔融挤出，风冷模面热切造粒，烘干，包装即得成品。

Claims (10)

1.一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，该材料包括以下组分和含量(重量份)：
聚氯乙烯树脂    100，
增塑剂          30～80，
填充料          0～60，
高导电碳黑      10～40，
抗静电剂        0～10，
其他助剂        3～20。
2.根据权利要求1所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的聚氯乙烯树脂选自SG1型号聚氯乙烯树脂、SG2型号聚氯乙烯树脂、SG3型号聚氯乙烯树脂、SG5型号聚氯乙烯树脂、SG7型号聚氯乙烯树脂以及乙酸乙烯-氯乙烯聚合物树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的增塑剂选自DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、DOTP(对苯二甲酸二辛酯)、DINP(邻苯二甲酸二壬酯)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)、TOTM(偏苯三酸三辛酯)、DOA(己二酸二辛酯)、DOS(癸二酸二辛酯)、氯化石蜡、磷酸酯、环氧大豆油中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的填充料选自碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、铝镁化合物中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的碳酸钙包括活性、非活性的轻质或重质碳酸钙，所述的铝镁化合物包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化镁、氧化铝。
6.根据权利要求1所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的高导电碳黑包括导电乙炔碳黑。
7.根据权利要求1所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的抗静电剂包括硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺类、季铵盐、咪唑啉和环氧乙烷衍生物。
8.根据权利要求1所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的其它助剂包括阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧剂。
9.根据权利要求8所述的一种矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料，其特征在于，所述的阻燃剂选自含卤素的阻燃剂、磷类阻燃剂、三氧化二锑、硼酸锌中的一种或几种；所述的热稳定剂包括铅类稳定剂、钙锌稳定剂、稀土稳定剂、有机锡；所述的光稳定剂包括紫外线和可见光吸收剂；所述的润滑剂包括内外润滑的硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡；所述的抗氧剂包括抗氧剂1010(四[β-(3.5一二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂)、抗氧剂168((2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯)、DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)、DSTP(硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙酸二(十八酯))、抗氧剂300(4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚))。
10.一种如权利要求1所述的矿用电缆用防爆聚氯乙烯护套材料的制备方法，其特征在于，该方法是将聚氯乙烯树脂100重量份，增塑剂30～80重量份，填充料0～60重量份，高导电碳黑10～40重量份，抗静电剂0～10重量份，其他助剂3～20重量份通过高速混合机混合均匀，然后在130～170℃下通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融挤出，水冷拉条或风冷模面热切造粒，烘干，包装即得成品。
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