CN101875747A - 一种超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料领域，公开一种超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其主要由如下重量百分比的原料制备获得：聚氯乙烯树脂45-50％、增塑剂15-20％、填充剂20-25％、电性能改性剂1-3％、抗冲耐高低温改性剂9-15％、润滑剂0.4-2.2％、稳定剂1.0-2.0％、抗氧剂0.1-0.3％，其中：所述增塑剂为邻、对苯二甲酸酯类或偏苯三酸酯类之中两种以上的混合物；润滑剂为复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物，本发明还提供了此种电缆料的制备方法；本发明提供的电缆料具有脆化温度低，可低至-35℃及绝缘性能好的优点，同时其制备方法简单，便于工业化生产。

Description

一种超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，具体是涉及一种超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料。

背景技术

聚氯乙烯电缆料是常见的一种电缆料，不同的使用环境对聚氯乙烯电缆料有不同的要求。聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，PVC)，主要成份为聚氯乙烯，PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。目前的软PVC电缆料的脆化温度仅为-25℃，远远无法满足发展的要求。此外，根据国家标准GB/T88152002，绝缘级电线电缆用软聚氯乙烯塑料针对70℃和90℃又有不同品种和型号，每个品种和型号的产品应用范围比较狭窄。

为克服聚氯乙烯电缆料存在的种种问题，研究人员做了很多改良工作，比如申请号为CN200810023863的发明，提供一种能在极寒状态下(-50～-70℃)使用的聚氯乙烯电缆料，其由下列重量份的原料制备而成：聚氯乙烯80～100份、邻苯二甲酸二辛酯20～40份、癸二酸二辛酯60～80份、乙二酸二辛酯4～8份、轻质活性碳酸钙20～40份、润滑剂1～3份、CA-ZN复合稳定剂4～8份、抗氧剂1010为1～4份、耐寒剂K175C 0.5～5份及丁腈橡胶20～50份；申请号为CN200510095375.1的发明，提供一种改良聚氯乙烯电缆料，其是由基料40-70wt％聚氯乙烯树脂与30-60wt％乙烯乙酸乙烯酯共聚物的复合物或70-95wt％氯乙烯与5-30wt％马来酸酯共聚物、20-35wt％(以基料计)癸二酸二辛酯和/或己二酸二辛酯增塑剂、以及0.3-1.6wt％(以基料计)紫外线吸收剂、0.5-2.0wt％(以基料计)防霉剂组成，使用温度范围在-50℃-+80℃。但是，这两个发明的电缆料其一不是专门针对国家标准GB/T8815-2002的要求提供的技术方案，是针对一些特殊场合如防紫外线、极寒等环境提供的适宜产品，此外，其成本都比较昂贵。

发明内容

为克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的首先是提供一种既能满足国家标准GB/T8815-2002要求而成本又比较低廉的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料；另一个发明目的是提供所述电缆料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：

本发明首先是提供一种超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其主要由如下重量百分比的原料制备获得：

聚氯乙烯树脂45-50％、增塑剂15-20％、填充剂20-25％、电性能改性剂1-3％、抗冲耐高低温改性剂9-15％、润滑剂0.4-2.2％、稳定剂1.0-2.0％、抗氧剂0.1-0.3％，其中：所述增塑剂为邻、对苯二甲酸酯类或偏苯三酸酯类之中两种以上的混合物；润滑剂为复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物。

发明人经过大量实验与研究发现，以聚氯乙烯(PVC)为基料，添加适量的增塑剂、填充剂、电性能改性剂、抗冲耐高低温改性剂、润滑剂、稳定剂、抗氧剂，能够获得绝缘性能好、脆化温度低至-35℃的电缆料。本发明除了原料配比要控制在上述的比例外，增塑剂需要为邻、对苯二甲酸酯类或偏苯三酸酯类之中两种以上的混合物，其中包括偏苯三酸酯类增塑剂的电缆料具有更好的性能；润滑剂需要为复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物，其中复合润滑剂的熔点比较低，一般在60-70℃，而氧化聚乙烯蜡的熔点比较高，一般在100-110℃，两类润滑剂的联合应用可保证电缆料制备过程中各个温度段的良好润滑，此外，复合润滑剂可选用如G-3200复合润滑剂等。

作为优选，根据本发明所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其中，所述填充剂为超细活性重质碳酸钙，其粒度在3500目以上。

作为优选，根据本发明所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其中，所述电性能改性剂为活性超细煅烧高岭土，其粒度在1500目以上。

作为优选，根据本发明所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其中，所述抗冲耐高低温改性剂中抗冲改性剂为氯化聚乙烯，如选择氯化聚乙烯135A等；耐高低温改性剂为乙烯与乙酸乙烯酯和一氧化碳三元共聚物。

作为优选，根据本发明所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其中，所述邻、对苯二甲酸酯类选自邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯等；偏苯三酸酯类选自偏苯三酸三辛酯等。

作为优选，根据本发明所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其中，所述抗冲耐高低温改性剂为抗冲改性剂和耐高低温改性剂的等重量混合物。

此外，本发明中，一般氧化剂选用双酚A等；稳定剂选用复合铅等。

本发明还提供上述超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料的制备方法，其主要包括下述步骤：

(1)混料：将原料投料后边搅拌边升温至90-100℃，然后边搅拌边降温至50±5℃，得到混合物料；

(2)塑化：将步骤(1)得到的混合物料挤塑加工后混炼，得到混炼物料；

(3)制粒：将步骤(2)得到的混炼物料冷却后切粒，获得所需电缆料。

作为优选，根据本发明所述的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)中混炼温度在155-165℃，混炼时间为15-20分钟。

本发明具有如下优点：

本发明提供的电缆料具有脆化温度低，可低至-35℃，这样使本发明产品既能满足北方严寒地区施工要求，又能适应南方高温条件下的使用要求；绝缘性能好。

本发明的制备方法简单，便于工业化生产，原材料来源丰富、方便且廉价。

本发明提供的电缆料即可用于70℃电缆制备亦可用于90℃电缆制备，应用范围大大增加。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。

主要用的原材料来源：超细活性重质碳酸钙(≥3500目，广西科隆粉体材料有限公司生产)；氯化聚乙烯135A(山东海晶化工有限公司生产)；乙烯与乙酸乙烯酯和一氧化碳三元共聚物(美国杜邦公司生产)；G-3200复合润滑剂(福建蒲城县裕丰塑料助剂厂生产)；氧化聚乙烯蜡(江阴化工有限公司生产)。

实施例1

按照表1配方1准备原料，基料为3型聚氯乙烯树脂，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯与对苯二甲酸二辛酯1∶1混合物，填充剂为超细活性重质碳酸钙，电性能改性剂为活性超细煅烧高岭土，抗冲-耐高低温改性剂为聚氯乙烯135A与乙烯-乙酸乙烯酯-一氧化碳三元共聚物的混合物，润滑剂为G-3200复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物(0.6∶0.4)，抗氧剂为双酚A，稳定剂为复合铅。

电缆料制备：

1、投料、混料：

将配好的原料投入搅和机中进行混合搅拌，到料温至90-100℃时出料，然后置入低温拌料机进行边搅拌边冷却处理，至温度50±5℃时出料，得到混合物料，进步下一步；

2、塑化：

2.1设备加温：

挤塑机：1区150℃；2区160℃；3区170℃；4区160℃；机头170℃。

开炼机：前辊165℃；后辊155℃，到指定温度后恒温30min。

2.2挤塑、开炼：

将步骤1得到的混合物料投入已经加热好的挤塑机中进行挤塑加工，这样获得初步塑化的塑料，接着将已初步塑化的塑料置入已经加热好的开炼机上进行混炼，混炼15min后出片，得到混炼物料，进入下一步；

3、制粒：

将步骤2得到的混炼物料经水冷却、风冷至常温后，放入切粒机切粒，得到电缆料，进一步，可在进行计量称重后按要求包装即可。

实施例2

按照表1配方2准备原料，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯与偏苯三酸三辛酯混合物，抗冲耐高低温改性剂为聚氯乙烯135A与乙烯乙酸乙烯酯一氧化碳三元共聚物的1∶1混合物，润滑剂为G-3200复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物(0.1∶0.5)。

混炼时间为20min，其他操作同实施例1。

实施例3

按照表1配方3准备原料，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯与对苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯混合物，润滑剂为G-3200复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物(0.2∶0.2)。

混炼时间为18min，其他操作同实施例1。

比较例1

按照表1比较例1配方准备原料，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，润滑剂为G-3200∶氧化聚乙烯蜡＝0.5∶0.2的混合物。其他操作同实施例1。

比较例2

按照表1比较例2配方准备原料，增塑剂为癸二酸二辛酯(DOS)∶邻苯二甲酸810酯∶对苯二甲酸二辛酯＝4.5∶16∶9.8的混合物，润滑剂为G-3200∶氧化聚乙烯蜡＝0.27∶0.13的混合物。其他操作同实施例1。

比较例3

按照表1比较例3配方准备原料，增塑剂为癸二酸二辛酯(DOS)∶邻苯二甲酸810酯∶对苯二甲酸二辛酯＝2.7∶9∶17.3的混合物，润滑剂为G-3200∶氧化聚乙烯蜡＝0.2∶0.1的混合物。其他操作同实施例1。

表1实施例1-3及比较例1-2原料配方(kg)

按照GB/T8815-2002标准规定的试验方法，对实施例及比较例获得电缆料进行检测，检测结果如表2和表3所示。

表2实施例及比较例1电缆料性能检测结果

表3比较例2和3电缆料性能检测结果

从表2和表3的检测结果可以看出，本发明提供的电缆料能简化品种，使一个品种能满足国家标准GB/T8815-2002的70℃和90℃的技术要求外，又能将电缆料低温脆化温度从-30℃降低到-35℃，这样可使产品既能满足北方严寒地区施工要求，又能适应南方高温条件下的使用要求，其绝缘性能也能达到1-2×10¹²Ω.m。

Claims (8)

1.一种超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其特征在于，其主要由如下重量百分比的原料制备获得：

聚氯乙烯树脂45-50％、增塑剂15-20％、填充剂20-25％、电性能改性剂1-3％、抗冲耐高低温改性剂9-15％、润滑剂0.4-2.2％、稳定剂1.0-2.0％、抗氧剂0.1-0.3％，其中：所述增塑剂为邻、对苯二甲酸酯类或偏苯三酸酯类之中两种以上的混合物；润滑剂为复合润滑剂与氧化聚乙烯蜡混合物。

2.如权利要求1所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其特征在于，所述填充剂为超细活性重质碳酸钙，其粒度在3500目以上。

3.如权利要求1所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其特征在于，所述电性能改性剂为活性超细煅烧高岭土，其粒度在1500目以上。

4.如权利要求1所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其特征在于，所述抗冲耐高低温改性剂中抗冲改性剂为氯化聚乙烯；耐高低温改性剂为乙烯与乙酸乙烯酯和一氧化碳三元共聚物。

5.如权利要求1所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其特征在于，所述邻、对苯二甲酸酯类选自邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯；偏苯三酸酯类选自偏苯三酸三辛酯。

6.如权利要求1所述的超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料，其特征在于，所述抗冲耐高低温改性剂为抗冲改性剂和耐高低温改性剂的等重量混合物。

7.权利要求1-6之一所述超低温聚氯乙烯改性、绝缘护套电缆料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)混料：将原料投料后边搅拌边升温至90-100℃，然后边搅拌边降温至50±5℃，得到混合物料；

(2)塑化：将步骤(1)得到的混合物料挤塑加工后混炼，得到混炼物料；

(3)制粒：将步骤(2)得到的混炼物料冷却后切粒，获得所需电缆料。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混炼温度在155-165℃，混炼时间为15-20分钟。