CN101230171A - 高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料 - Google Patents

高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高电性耐高温耐磨不含重金属铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、六价铬(Cr)、多溴联苯及其醚类等有背于环保要求物质的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料及其制备方法，由下列各原料按重量份数制备而成：PVC树脂40～50、偏苯三酸酯耐高温增塑剂20～25、邻苯二甲酸酯增塑剂2～8、环保稳定剂3～8、润滑剂0.5～0.8、电性改良剂5～10、填充剂10～25、着色剂0.6～2；该环保塑料绝缘材料不仅能够满足环保性能要求，而且能满足电线电缆对塑料绝缘材料电性能、高温性能及耐磨性能要求。

Description

高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料
技术领域
本发明涉及一种高电性耐高温耐磨不含重金属铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、六价铬(Cr)、多溴联苯及其醚类等有背于环保要求物质的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料及其制备方法。
背景技术
传统PVC电线电缆绝缘料因含(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、六价铬(Cr)重金属元素、多溴联苯及其醚类等有害物质，影响人类健康和生态环境，而且电性能、耐高温及耐磨性能不能满足要求。
汽车电线在使用中要有很好的电性能、耐高温及耐磨性能，因为汽车电线在使用中会发生同车身会发生摩擦，会导致汽车电线损坏。因此期望开发出具有优良电性能、高温性能及耐磨性能的环保绝缘电缆材料，但迄今为止尚未有这样的具有优良电性能、高温性能及耐磨性能及环保性能的电缆用塑料绝缘材料公开报道，
发明内容
为了克服现有环保塑料塑料材料电性能、高温性能及耐磨性能不能满足要求的问题，本发明提供一种高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料及其制备方法，该环保塑料绝缘材料不仅能够满足环保性能要求，而且能满足电线电缆对塑料绝缘材料电性能、高温性能及耐磨性能要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
由下列各原料制备而成：
组成                                    配比(重量份数)
A：PVC树脂                                    40～50
B：偏苯三酸酯耐高温增塑剂                     20～25
C：邻苯二甲酸酯增塑剂                         2～8
D：环保稳定剂                                 3～8
E：润滑剂                                     0.5～0.8
F：电性改良剂                                 5～10
G：填充剂                                     10～25
H：着色剂                                     0.6～2
所述的环保稳定剂为钙锌类复合稳定剂。所述的PVC树脂为棉花球PVC树脂，平均聚合度1200～1400。所述的偏苯三酸酯耐高温增塑剂为酯的碳数为8～12的增塑剂。所述的邻苯二甲酸酯增塑剂是酯的碳数为10～12的增塑剂。所述的润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸或硬脂酸丁酯。所述的电性改良剂为偶联剂处理的煅烧陶土。所述的填充剂为重质碳酸钙。所述的着色剂为高耐磨碳黑或钛白粉或大分子红。
所有原料中，PVC树脂为粉末状白色颗粒，偏苯三酸酯耐高温增塑剂、邻苯二甲酸酯均为无色或浅黄色透明液体，增塑剂可调节材料的电性能、耐温性能及耐磨性能，钙/锌类复合稳定剂为粉末状白色颗粒，电性改良剂为偶联剂处理的煅烧陶土，是粉末状浅灰色固体，以上材料是耐低温柔软环保塑料材料的主要成分。本发明所用的润滑剂为聚乙烯蜡为粉末状白色颗粒或硬脂酸为粉末状白色颗粒、硬脂酸丁酯为无色透明液体，填充剂为重质碳酸钙，是粉末状白色固体，重质碳酸钙加入到耐低温柔软环保塑料材料中比轻质碳酸钙加入到高电性、耐高温及耐磨性能环保塑料材料产量高，表面质量也比较好。重质碳酸钙的生产工艺简单，生产过程出现的粉尘少，符合绿色环保设计与制造的要求。着色剂为高耐磨碳黑或钛白粉或大分子红，是粉末状固体。
一种高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料的制备方法，将上述原料在高速混合机内按顺序加入后混合4-6分钟，混合好的材料在温度为125-160℃的塑料挤出造粒机上挤出造粒，即可得到均匀的固体塑料粒子。它无毒，无腐蚀、不污染环境，其主要技术指标：
长期使用温度                105℃
硬度                        88A
拉伸强度                    22.6MPa
拉伸强度变化率              -6.3％
断裂伸长率                  198％
断裂伸长率变化率            -6.8％
20℃时体积电阻率            7.9×1013Ω·m
铅(Pb)含量                  ≤5PPM
镉(Cd)含量                  ≤5PPM
六价铬(Cr)含量              ≤5PPM
汞(Hg)含量                  ≤5PPM
多溴联苯含量                ≤5PPM
多溴联苯醚类含量            ≤5PPM
根据本发明制得的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，可以代替含重金属及多溴联苯及其醚类等有背于环保要求物质的塑料绝缘材料，有如下优点：
高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，能在现有设备上进行生产，通过采用新型Ca/Zn复合稳定剂取代含有铅等对人体和环境有很大危害的重金属稳定剂，并按照相关的环保要求，对增塑剂及其他助剂进行严格的筛选，使体系中不含多溴联苯及其醚类等不符合环保要求的物质。因而使用起来更加放心、可靠，社会效益显著，不会对环境造成污染。
高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料可用于汽车电线、电气装备线等，使电线的电性能、耐温性能及耐磨性能较现在常用的塑料有大幅度提高，使汽车电线、电气装备线等有非环保电线电缆成为环保电线电缆。
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.生产环保汽车电线
组成                                          重量千克
A：PVC树脂                                    50
(天津产，粉末状白色颗粒)
B：偏苯三酸酯耐高温增塑剂                     25
(北京产，无色透明液体)
C：邻苯二甲酸酯增塑剂                         8
(淄博产，无色透明液体)
D：环保稳定剂                                 8
(深圳产，粉末状白色颗粒)
E：聚乙烯蜡润滑剂                             0.8
(北京产，粉末状白色颗粒)
F：陶土                                       10
(福建产，粉末状浅灰色颗粒)
G：重质碳酸钙填充剂                                    25
(苏州产，粉末状白色固体)
H：高耐磨碳黑着色剂                                    0.6
(鞍山产，粉末状黑色固体)
上述高电性耐高温耐磨环保绝缘材料为黑色固体粒子，拉伸强度为22.6MPa，断裂伸长率为202％。用塑料挤出机在温度130-165℃挤出生产环保汽车电线、电气装备线等电线电缆产品。使用本发明高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料生产环保汽车电线时，其电性能、耐高温性能、耐磨性能与普通非环保护套材料相比，结果如下：
  实验内容   实施例1   非环保材料
  绝缘电阻   8.4×1013Ω·m   1.2×1012Ω·m
  长期使用温度   105℃   80℃
  硬度   89A   74A
  铅(Pb)含量   ≤5PPM   1.4％
实施例2.如实施例1.所术不同的是组分B为偏苯三酸酯耐高温增塑剂，组分C为邻苯二甲酸二葵酯。
实施例3.如实施例1.所术不同的是组分B为偏苯三酸酯耐高温增塑剂，组分F为硬脂酸。
实施例4.生产环保电气装备电线
  组成   重量千克
  A：PVC树脂   40
(天津产，粉末状白色颗粒)
B：偏苯三酸酯耐高温增塑剂                        20
(北京产，无色透明液体)
C：邻苯二甲酸酯增塑剂                            2
(淄博产，无色透明液体)
D：环保稳定剂                                    3
(深圳产，粉末状白色颗粒)
E：聚乙烯蜡润滑剂                                0.5
(北京产，粉末状白色颗粒)
F：陶土                                          5
(福建产，粉末状浅灰色颗粒)
G：重质碳酸钙填充剂                              10
(苏州产，粉末状白色固体)
H：钛白粉白着色剂                                2
(福建产，粉末状白色固体)
上述高电性耐高温耐磨环保绝缘材料为白色固体粒子，拉伸强度为21.8MPa，断裂伸长率为216％。用塑料挤出机在温度130-165℃挤出生产环保汽车电线、电气装备线等电线电缆产品。使用本发明高电性耐高温耐磨环保绝缘材料生产环保电气装备线时，其电性能、耐高温性能、耐磨性能与普通非环保护套材料相比，结果如下：
  实验内容   实施例1   非环保材料
  绝缘电阻   7.6×1013Ω·m   1.3×1012Ω·m
  长期使用温度   105℃   80℃
  硬度   90A   76A
  铅(Pb)含量   ≤5PPM   0.9％
实施例5.如实施例4.所术不同的是组分B为偏苯三酸酯耐高温增塑剂，组分C为邻苯二甲酸二葵酯。
实施例6.如实施例4.所术不同的是组分B为偏苯三酸酯耐高温增塑剂，组分F为硬脂酸。
一种生产高电性耐高温耐磨环保电线电缆的方法，使用上述的环保电缆绝缘材料，经塑料挤出机在温度130-165℃挤出生产环保汽车电线、电气装备线等电线电缆产品。

Claims (10)

1.一种高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：由下列各原料制备而成：
组成                                          配比(重量份数)
A：PVC树脂                                    40～50
B：偏苯三酸酯耐高温增塑剂                     20～25
C：邻苯二甲酸酯增塑剂                         2～8
D：环保稳定剂                                 3～8
E：润滑剂                                     0.5～0.8
F：电性改良剂                                 5～10
G：填充剂                                     10～25
H：着色剂                                     0.6～2
2.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的环保稳定剂为钙锌类复合稳定剂。
3.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的PVC树脂为棉花球PVC树脂，平均聚合度1200～1400。
4.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的偏苯三酸酯耐高温增塑剂为酯的碳数为8～12的增塑剂。
5.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的邻苯二甲酸酯增塑剂是酯的碳数为10～12的增塑剂。
6.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸或硬脂酸丁酯。
7.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：
所述的电性改良剂为偶联剂处理的煅烧陶土。
8.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的填充剂为重质碳酸钙。
9.如权利要求1所述的高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料，其特征在于：所述的着色剂为高耐磨碳黑或钛白粉或大分子红。
10.一种高电性耐高温耐磨环保塑料绝缘材料的制备方法，其特征在于：将上述原料在高速混合机内按顺序加入后混合4-6分钟，混合好的材料在温度为125-160℃的塑料挤出造粒机上挤出造粒，即可得到均匀的固体塑料粒子。
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Effective date of registration: 20210127

Address after: 466000 high tech Industrial Cluster zone, Chuanhui District, Zhoukou City, Henan Province

Patentee after: Henan Jiutong Cable Technology Co.,Ltd.

Address before: 466000 north section of Zhongzhou Road, Zhoukou City, Henan Province

Patentee before: HENAN JIUTONG CABLE Co.,Ltd.

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Effective date of registration: 20221208

Address after: 466000 South, 300m west of the intersection of Daqing Road and Shennong Road, Chuanhui District, Zhoukou, Henan

Patentee after: Henan Tongda Jiutong Cable Co.,Ltd.

Address before: 466000 high tech Industrial Cluster zone, Chuanhui District, Zhoukou City, Henan Province

Patentee before: Henan Jiutong Cable Technology Co.,Ltd.