CN101659775A - 宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其组分组成及各组分所占的重量百分比范围是：聚氯乙烯树脂55％～75％，增塑剂20％～35％，稳定剂1.5％～5％，抗氧剂0.1％～0.6％，润滑剂0.1％～0.6％，功能性填料1％～6％。本发明具有优异的电绝缘性能，良好的低温耐寒性能，特别适用于条件恶劣的寒区野外勘探作业使用。用此塑料生产的电缆在－40℃，24h低温环境中进行卷绕试验，无开裂现象。本发明既适用于低温环境，又适用电性能要求高的电线电缆生产使用。其成本低，加工性能好，适合批量生产，从而满足了市场对聚氯乙烯绝缘塑料高性能的需求。

Description

宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料

技术领域

本发明涉及绝缘塑料的配方，尤其涉及一种宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料。

背景技术

一般电线电缆用绝缘塑料在保证电性能时耐低温性会较差。电线电缆用PVC绝缘塑料均以聚氯乙烯树脂为基础材料，在聚氯乙烯树脂中添加一定比例的增塑剂、稳定剂等助剂混合而成。为了提高绝缘塑料的电性能，采取在原配方中添加煅烧高岭土(陶土)，试验结果是，电性能指标提高的同时，耐低温性能有所下降。经过分析认为，其助剂的选择以及助剂之间的合理配比是提高产品性能指标的关键。尤其有的电线电缆用户不仅要求绝缘塑料具有高电性能，而且，对绝缘塑料的耐低温性能要求也非常高。那么，如何在保证绝缘塑料具有高电性能的前提下，提高绝缘塑料的耐低温性能来满足市场的需求，是科研人员亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明是在聚氯乙烯绝缘塑料普通配方基础上，通过添加某些助剂和确定各助剂之间的合理配比来改善和提高绝缘塑料的性能。一般电线电缆用绝缘塑料在提高电性能时耐低温性会较差，而本发明为了同时提高绝缘材料的高电性能和耐低温性能，经过试验，终于成功研制出一种宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料。

在试验过程中，为了提高绝缘塑料的电性能，首先确定了在配方中添加功能性填料的技术方案，然后选择具有优良电性能的煅烧高岭土(陶土)作为功能性填料。通过试验得出，添加煅烧高岭土后，虽然绝缘塑料的电性能有了明显的提高，但是，却降低了绝缘塑料的耐低温性能。于是，又采取了选择助剂以及确定助剂之间的合理配比的技术方案，经过数次试验，终于实现了既能提高绝缘塑料电性能，又能提高绝缘塑料的耐低温性能的目的。

一种宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，是按重量百分比混合塑化成粒而成的混合物，其组分组成及各组分所占的重量百分比范围是：

聚氯乙烯树脂      55％～75％        增塑剂        20％～35％

稳定剂            1.5％～5％        抗氧剂        0.1％～0.6％

润滑剂            0.1％～0.6％      功能性填料    1％～6％。

本发明所产生的有益效果是：具有优异的电绝缘性能，良好的低温耐寒性能，特别适用于条件恶劣的寒区野外勘探作业使用。用此塑料生产的电缆在-40℃，24h低温环境中进行卷绕试验，无开裂现象，是普通PVC电缆料配方难以达到的性能。本发明既适用于低温环境，又适用电性能要求高的电线电缆生产使用。其成本低，加工性能好，适合批量生产，从而满足了市场对聚氯乙烯绝缘塑料高性能的需求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

聚氯乙烯树脂(PVC)在加工中的两个温度为粘流温度和分解温度，分解温度与粘流温度之间只有4℃之差，也就是说PVC树脂在加工中刚刚具有流动性就面临分解的危险，使纯PVC树脂难以加工。为改善PVC树脂的加工性能，需要通过加入增塑剂降低粘流温度；通过加入稳定剂提高分解温度；同时添加其它助剂改善其它性能。

本发明中的PVC树脂采用SG3型，SG3型PVC树脂适合软制品。

增塑剂选用对苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二辛酯，或者选用其中的任意一种。增塑剂可以同时选用上述两种，也可以选用其中的一种。对苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二辛酯与PVC树脂的相容性好，增速效率高，挥发小，耐水耐低温性能均佳，电性能优良，不仅降低了加工温度，还使塑料具有弹性和良好的耐低温性能。

稳定剂选用三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅，还可以选用三盐基硫酸铅和钙锌复合稳定剂中的任意一种，其中的钙锌复合稳定剂是一种热稳定性良好的环保稳定剂。三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅两种可以同时选用，它们具有长期热稳定性好，电绝缘性和耐侯性好等特性。一般PVC树脂达140℃时，就会分解，颜色逐渐变黑，分解出氯化氢(HCl)气体。上述稳定剂，可以捕捉PVC分解产生的HCl气体，防止HCl催化降解反应，提高PVC的热稳定性能和热老化性能。

抗氧剂选用双酚A。润滑剂选用硬脂酸和白蜡，或者选用其中的任意一种。功能性填料选用煅烧高岭土。在PVC树脂中添加一定比例的煅烧高岭土，可提高电绝缘性5-10倍。它的活性表面容易吸附各种离子杂质，从而提高PVC树脂的电绝缘性能。

实验室制备过程：

1、混压过程

按照配方组分组成及各组分所占的重量百分比，分别将聚氯乙烯树脂及各种助剂在感量0.1g的天枰上称量，放入捏合机中搅拌均匀后，在辊温为155～160℃辊上塑化，塑化好后下辊。

2、主要性能测试

在平板压力机上将塑化好的塑料制成厚度为1.0±0.1mm，试样在20±2℃的蒸馏水中浸泡24h，擦干后立即进行测试20℃体积电阻率。

根据GB/T5470的规定进行，将塑料在平板压力机上制成厚度为2.0mm的试样，测得低温冲击催化-18℃。

其它性能测试按GB/T8815-2008的规定进行。

实验结果：20℃时，体积电阻率可达10¹³Ω.m，是国家标准值的10倍以上，70℃时体积电阻率是普通绝缘塑料的7倍以上，适合电性能要求高的电线电缆生产使用。一般70℃绝缘料在保证高电性能的同时，耐低温性能会稍差些。本配方在保证电性能的同时，耐低温性比国家标准要求值还要低3℃，其它各项性能指标均满足GB/T8815-2008中J-70的要求。

工业生产：此配方产品可以在传统开放式混料机上生产，也可以应用双螺杆造粒机进行工业化生产。该配方使用上述两种工艺方法均进行了工业化生产，效果良好。生产流程如下：

宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料其组分组成及各组分所占的最佳重量百分比是：

聚氯乙烯树脂      65％         增塑剂            27％

稳定剂            3.6％        抗氧剂            0.3％

润滑剂            0.3％        功能性填料        3.8％。

实施例一：宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料其组分组成及各组分所占的重量百分比是：

聚氯乙烯树脂      65％         对苯二甲酸二辛酯  13.5％

邻苯二甲酸二辛酯  13.5％       三盐基硫酸铅      1.8％

二盐基亚磷酸铅    1.8％        双酚A             0.3％

硬脂酸            0.15％       白蜡              0.15％

煅烧高岭土        3.8％。

实施例二：宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料其组分组成及各组分所占的重量百分比是：

聚氯乙烯树脂      65％         对苯二甲酸二辛酯  27％

三盐基硫酸铅      3.6％        双酚A             0.3％

硬脂酸            0.3％        煅烧高岭土        3.8％。

实施例三：宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料其组分组成及各组分所占的重量百分比是：

聚氯乙烯树脂      65％         邻苯二甲酸二辛酯  27％

钙锌复合稳定剂    3.6％        双酚A             0.3％

白蜡              0.3％        煅烧高岭土        3.8％。

Claims (7)

1、一种宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，是按重量百分比混合而成的组合物，其组分组成及各组分所占的重量百分比范围是：

聚氯乙烯树脂  55％～75％    增塑剂        20％～35％

稳定剂        1.5％～5％    抗氧剂        0.1％～0.6％

润滑剂        0.1％～0.6％  功能性填料    1％～6％。

2、根据权利要求1所述的宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的增塑剂选用对苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二辛酯，或者选用其中的任意一种。

3、根据权利要求1所述的宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的稳定剂选用三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅。

4、根据权利要求1所述的宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的稳定剂选用三盐基硫酸铅和钙锌复合稳定剂中的任意一种。

5、根据权利要求1所述的宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的抗氧剂选用双酚A。

6、根据权利要求1所述的宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的润滑剂选用硬脂酸和白蜡，或者选用其中的任意一种。

7、根据权利要求1所述的宽温高电性能聚氯乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的功能性填料选用煅烧高岭土。