CN102653618A

CN102653618A - 一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料及其制备方法

Info

Publication number: CN102653618A
Application number: CN2012101062932A
Authority: CN
Inventors: 谭伟宏; 王立锋; 林志勇; 于静静; 刘云平
Original assignee: Qingdao Haier New Material Research & Development Co Ltd; Haier Group Corp
Current assignee: Qingdao Haier New Material Research & Development Co Ltd; Haier Group Corp
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明提供了一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料及其制备方法，它采用下列按质量百分比计的各原料制成：聚氯乙烯40-60%，对苯二甲酸二辛酯5-25%，己二酸二辛酯5-25%，氯化聚乙烯1-10%，轻质活性碳酸钙5-25%，润滑剂1-3%，Ca-Zn复合稳定剂2-8%，抗氧剂0.1-1%，颜料0.1-4%。本发明主要是利用对苯二甲酸二辛酯与己二酸二辛酯复配，所制得的电缆料能在-40℃～-65℃的低温环境下正常使用，低温条件下抗冲击性能良好，而且不含邻苯酸酯类化合物，具有环保性，从而解决了现有聚氯乙烯电缆料不环保且低温条件下抗冲击性能差的问题。

Description

一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料及其制备方法

技术领域

本发明属于电缆材料技术领域，尤其涉及一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯塑料具有良好的物理机械性能，广泛用于建筑材料、包装材料、电子材料、汽车行业电缆、日用品等。但是聚氯乙烯塑料的耐寒性和低温冲击性能较差，限制了其在低温（-20℃～-40℃）条件下的应用。

长期以来，随着新型增塑剂的相继出现，改善了聚氯乙烯塑料的应用范围。目前常用的增塑剂主要以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）等邻苯酸酯类为主。随着邻苯酸酯在食品、医药等工业中的应用越来越广泛，人们对它的毒性也越来越重视。DOP能导致人体内分泌紊乱、致癌，随着人们环保意识的增强以及相关条文规定，DOP等有毒性的邻苯类增塑剂的使用已经受到严格控制，出口欧盟等国家的塑料制品中邻苯二甲酸二（2-乙酯）己酯（DEHP或DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）和邻苯二甲酸正辛酯（DNOP）增塑剂的加入含量不能超过0.1%。

申请号为201010191968.9，申请日为2010.5.28，申请人为河南谢人安防门帘有限公司申请的名称为《耐寒型聚氯乙烯塑料及其制备方法》其特征在于：聚氯乙烯树脂100份；增塑剂 40-50份；防寒剂 40-48份；稳定剂 3-5份；抗老化剂3-5份；润滑剂1-1.5份。增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯或偏苯三酸三异辛酯。所述防寒剂为癸二酸二辛酯或己二酸二辛酯。

申请号为201010210369.7，申请日为2010.6.24，申请人为江苏鑫峰电缆有限公司申请的名称为《一种改进型聚氯乙烯电缆料》。其特征在于组分及质量份数如下：PVC树脂粉50-55；树脂用碳酸钙粉 30-40；邻苯二甲酸二辛酯 10-13；对苯二甲酸二辛酯 10-13；氯化石蜡 10-13；复合稳定剂 3.5-5；硬脂酸 0.2-1；固体石蜡 0.5-1；硬脂酸钡 0.5-1.5；着色剂 0.5-0.8。

申请号为200810023863.5，申请日为2008.4.18，申请人为宜兴市平平塑料线缆厂申请的名称为《高耐寒聚氯乙烯电缆料及其制备方法》。其特征在于所述基料组成为聚氯乙烯树脂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；钙-锌复合稳定剂4-8份；抗氧剂1010 1-4份；耐寒剂175C0.5-5份；丁腈橡胶20-50份。

上述现有技术存在的缺点是：增塑剂主要以DOP等邻苯系列为主，领苯酸酯类聚合物不仅具有一定的毒性，而且其耐寒性能较差。

发明内容

针对现有技术中聚氯乙烯材料的耐寒性和低温冲击性能较差的不足，本发明的目的在于提供了一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料及其制备方法，本发明主要是利用对苯二甲酸二辛酯与己二酸二辛酯（以及其它脂肪族二元酸酯类）复配，所制得的电缆料能在-40℃～-65℃的低温环境下正常使用，低温条件下抗冲击性能良好，而且不含邻苯酸酯类化合物，具有环保性，从而解决了现有聚氯乙烯电缆料不环保且低温条件下抗冲击性能差的问题。

本发明还提供了所述环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法，所述制备方法工艺简单，适用于大批量的工业化生产。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料，它采用下列按质量百分比计的各原料制成：

聚氯乙烯树脂粉 40%-60%；

对苯二甲酸二辛酯 5%-25%；

己二酸二辛酯 5%-25%；

氯化聚乙烯 1%-10%；

轻质活性碳酸钙 5%-25% ；

润滑剂 1%-3%；

Ca-Zn复合稳定剂 2%-8%；

抗氧剂 0.1%-1%；

颜料 0.1%-4% 。

所述抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂。

所述润滑剂为烃类、脂肪酸类、脂肪酸酰胺类、酯类、醇类、金属皂类、复合润滑剂的一种或几种。

所述颜料为有机颜料、无机颜料、染料、炭黑中的一种或几种。

本发明还提供了所述环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法，它包括以下步骤：

1）称量：将制备环保型耐寒聚氯乙烯电缆料所需的各原料分别称量；

2）混料：将称量好的聚氯乙烯树脂粉、活性碳酸钙、Ca-Zn复合稳定剂、氯化聚乙烯、抗氧剂、润滑剂、颜料加入高混锅高速混合均匀，待混合料温度达到70-80℃时加入对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯混合；待料温达到100-110℃后停止混合，将混合料卸入低混锅中混合至料温40℃以下；

3）挤出：将混合均匀的料卸入双螺杆挤出机中挤出；

4）造粒：通过双螺杆塑化挤出，再通过单螺杆挤出造粒。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

首先，由于在原料中加入耐寒增塑剂对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯，替代了领苯酸酯类增塑剂，产品更为环保。

其次，本发明采用耐寒增塑剂对苯二甲酸二辛酯DOTP，DOTP的分子结构为线型对称结构，而邻苯二甲酸二辛酯DOP为球型结构，分子结构的差异使得DOTP在性能方面的表现更加突出。

与DOP相比，DOTP的电气绝缘性能更佳，体积电阻率是DOP的十几倍，受热后电性能稳定；在相同条件下，挥发性仅为DOP的一半；同时增塑后的聚氯乙烯树脂的低温柔然性、耐低温性也都比较好。

再次，DOTP除具有耐热、耐寒、抗抽出、柔软性好等优点外，挥发性、迁移性、无毒性也均比较理想。DOTP结构中处于对位的两个2-乙基己基，使其有足够的支链度而保持粘性液体状态；并且其分子结构为线性对称结构，因此它的挥发性更低。在耐寒方面，与DOTP有相似线型分子结构的DOA（己二酸二辛酯）一直作为典型的耐寒PVC增塑剂使用。但是，它们的缺点是挥发性大；耐水性、迁移性、电绝缘性能等方面有一定的不足，但是其耐低温性能要好于DOTP，DOTP和DOA的低温柔曲温度（Tt）分别为-41.8℃和-69.8℃。本发明采用增塑剂DOTP及DOA复配，利用DOA改性PVC的耐寒性、增塑剂DOTP弥补DOA挥发性大的缺陷，同时还可以提高产品的耐水性、迁移性及电绝缘性能。

附图说明

图1是本发明中环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备过程流程图。

具体实施方式

下面结合图1和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

本发明耐寒聚氯乙烯电缆料的制备过程如下，其中原料包括如下：

聚氯乙烯树脂粉50kg，对苯二甲酸二辛酯17kg，己二酸二辛酯17kg，氯化聚乙烯2kg，轻质活性碳酸钙15kg，润滑剂（硬脂酸锌、硬脂酸钙和PE蜡的混合物）1kg，Ca-Zn复合稳定剂3kg，抗氧剂（抗氧剂1076）0.2kg，颜料（炭黑）1kg。

本发明所述环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法包括以下步骤：

1）称量：把每种原料按上述用量关系称量好。

2）混料：首先，将称量好的聚氯乙烯树脂粉和加工助剂加入高混锅中，所述加工助剂包括：轻质活性碳酸钙、Ca-Zn复合稳定剂、氯化聚乙烯、抗氧剂、润滑剂和颜料，高速混合均匀，然后，待料温达到70-80℃时加入称量好的增塑剂即对苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛酯的混合物。最后，待料温达到100-110℃的时候停止混合，将料卸入低混锅中，在低混锅中混合至料温40℃以下。

3）挤出：将混合均匀的料卸入双螺杆挤出机中挤出。

4）造粒：通过双螺杆塑化挤出，再通过单螺杆挤出造粒。

5）包装：入库包装。

实施例2

原料：聚氯乙烯60kg，对苯二甲酸二辛酯20kg，己二酸二辛酯20kg，氯化聚乙烯6kg，轻质活性碳酸钙20kg，润滑剂（硬脂酸锌、硬脂酸钙和PE蜡的混合物）2kg，Ca-Zn复合稳定剂4kg，抗氧剂（抗氧剂1076）0.2kg，颜料（炭黑）2kg。

按照如实施例1所述方法制备聚氯乙烯电缆料。

实施例3：

原料：聚氯乙烯40kg，对苯二甲酸二辛酯10kg，己二酸二辛酯20kg，氯化聚乙烯8kg，轻质活性碳酸钙10kg，润滑剂（硬脂酸锌、硬脂酸钙和PE蜡的混合物）3kg，Ca-Zn复合稳定剂6kg，抗氧剂（抗氧剂1076）0.2kg，颜料（炭黑）1.5kg。

按照如实施例1所述方法制备聚氯乙烯电缆料。

将本发明实施例1-3制得的聚氯乙烯电缆料进行试验，具体检测结果如表1所示。

表1：本发明制得的聚氯乙烯电缆料的性能参数

检测项目	单位	测试方法	要求
				密度	g/cm³	ASTM D792	1.34±0.02
邵氏硬度	A	GB/T 9342	78-86
				拉伸强度	MPa	GB/T 1040	12-15
断裂伸长率	%	GB/T 1040	250-350
				拉伸强度保持率	%	GB/T 1040	80-105
拉伸伸长率保持率	%	GB/T 1040	50-80
				加热减量	g/m2	100℃，168h	10-22
刚果红热稳定时间	min	200℃	65-100
				耐低温冲击	℃	GB/T 5470	40-65
护套低温冲击	℃	GB/T 5470	≤-15℃
				耐紫外照射	/	UL1581 / UL 444	认证合格
增塑剂析出	/	紫外照射168h	表面无油状析出
				润滑剂析出	/	紫外照射168h	表面无油状析出

表1结果表明本发明制备的聚氯乙烯电缆料各性能参数优良。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料，其特征在于它采用下列按质量百分比计的各原料制成：

聚氯乙烯树脂粉 40%-60%；

对苯二甲酸二辛酯 5%-25%；

己二酸二辛酯 5%-25%；

氯化聚乙烯 1%-10%；

轻质活性碳酸钙 5%-25% ；

润滑剂 1%-3%；

Ca-Zn复合稳定剂 2%-8%；

抗氧剂 0.1%-1%；

颜料 0.1%-4% 。

2.根据权利要求1所述的一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂。

3.根据权利要求1所述的一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述润滑剂为烃类、脂肪酸类、脂肪酸酰胺类、酯类、醇类、金属皂类、复合润滑剂的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种环保型耐寒聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述颜料为有机颜料、无机颜料、染料、炭黑中的一种或几种。

5.一种如权利要求1所述的环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2）混料：将称量好的聚氯乙烯树脂粉、轻质活性碳酸钙、Ca-Zn复合稳定剂、氯化聚乙烯、抗氧剂、润滑剂、颜料加入高混锅高速混合均匀，待混合料温度达到70-80℃时加入对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯混合；待料温达到100-110℃后停止混合，将混合料卸入低混锅中混合至料温降至40℃以下；

3）挤出：将混合均匀的料卸入双螺杆挤出机中挤出；

4）造粒：通过双螺杆塑化挤出，再通过单螺杆挤出造粒。

6.根据权利要求5所述的环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂。

7.根据权利要求5所述的环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为烃类、脂肪酸类、脂肪酸酰胺类、酯类、醇类、金属皂类、复合润滑剂中的一种或者几种。

8.根据权利要求5所述的环保型耐寒聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述颜料为有机颜料、无机颜料、染料、炭黑的一种或几种。