CN103044802A - 耐水阻燃pvc电缆料及其制备工艺 - Google Patents

耐水阻燃pvc电缆料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明一种耐水阻燃PVC电缆料及其制备工艺，所述耐水阻燃PVC电缆料由以下重量份的组分组成：聚合度为590～720聚氯乙烯55~65份，聚合度为1110～1340聚氯乙烯35~45份，偏苯三酸三辛酯20~30份，邻苯二甲酸异癸酯15~25份，环保钙锌复合稳定剂5~10份，复合稀土稳定剂5~10份，三氧化二锑4~8份，润滑剂0.3~1份，抗氧剂0.1~0.5份，纳米硫酸钡3.5~7份，煅烧高岭土2.6~5.2份，纳米二氧化硅3.5~7份，硅烷偶联剂0.18~0.36份；所述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或者γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。本发明大大降低了电缆护套层的吸水性，产品在潮湿或浸水环境下使用，进一步提高了电气性能稳定，基本不产生变化，提高产品的紧密度、排除材料微孔。

Description

耐水阻燃PVC电缆料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种PVC电缆料及其制备工艺，尤其涉及一种耐水阻燃PVC电缆料及其制备工艺。 
背景技术
PVC电缆绝缘料是通用合成塑料之一，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。聚氯乙烯电缆料由于具有良好的机械物理性能，电气性能，且加工工艺简单，加工性能优良，价格较低，在电缆料行业总量一直居于前列，应用广泛。PVC电缆料一般应用于中低压、数据通信类电缆等产品，一般用途的电线电缆产品，PVC电缆料基本能够满足绝缘、护套需求。但是随着电线电缆应用场合的扩展，对PVC电缆料的要求不断提高，在PVC耐水电绝缘性能上，一直是一个难点，长期以来难以解决。 
PVC树脂本身具有优良的耐水性能，但由于电缆料生产必须添加各类增塑剂、稳定剂、各类填充剂（陶土、碳酸钙等），不可避免的降低了产品的浸水电性能。现有技术从文献上很难查到，但一般采用优质增塑剂，减少或不用填充剂的方式，产品指标性能仍难以满足要求，同时容易造成热变形等指标不合格，成本上升等问题。 
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种耐水阻燃PVC电缆料，其大大降低了电缆护套层的吸水性，产品在潮湿或浸水环境下使用，进一步提高了电气性能稳定，基本不产生变化，提高产品的紧密度、排除材料微孔。 
本发明的第二个目的是提供一种制备上述耐水阻燃PVC电缆料的制备工艺。 
为达到上述第一发明目的，本发明采用的技术方案是：一种耐水阻燃PVC电缆料，所述耐水阻燃PVC电缆料由以下重量份的组分组成： 
聚合度为590～720聚氯乙烯                 55~65份，
聚合度为1110～1340聚氯乙烯               35~45份，
偏苯三酸三辛酯（TOTM）                 20~30份， 
邻苯二甲酸异癸酯                            15~25份，
环保钙锌复合稳定剂                        5~10份，
复合稀土稳定剂                            5~10份，
三氧化二锑                                4~8份，
润滑剂                                   0.3~1份，
抗氧剂                                   0.1~0.5份，
  纳米硫酸钡                                3.5~7份，
  煅烧高岭土                                2.6~5.2份，
 纳米二氧化硅                              3.5~7份，
硅烷偶联剂                               0.18~0.36份。
上述耐水阻燃PVC电缆料技术方案中进一步改进的技术方案如下： 
1、上述方案中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或者γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
2、上述方案中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按10：5：3重量份比例混合。 
3、上述方案中，所述润滑剂为聚乙烯蜡或者硬脂酸。 
4、上述方案中，所述润滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸的两种复合。 
5、上述方案中，所述抗氧剂为四【3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸】季戊四醇酯或双酚A。 
6、上述方案中，所述煅烧高岭土经过在锻烧时加入总重量1.5~2%的助白剂，锻烧温度970~990℃，时间为30~40分钟；所述助白剂是由精煤、硫酸钠及氯化钠组成，此精煤、硫酸钠及氯化钠按10：0. 5：0. 3重量混合。 
为达到上述第二发明目的，本发明采用的技术方案是：一种耐水阻燃PVC电缆料的制备工艺，包括以下步骤： 
步骤一、将聚合度为590～720聚氯乙烯55~65份、聚合度为1110～1340聚氯乙烯为35~45份经高速混合机在高速搅拌状态下混合形成混合物；启动低速搅拌，转速500rpm，加入偏苯三酸三辛酯20~30份和邻苯二甲酸异癸酯                            15~25份，启动高速搅拌，转速1000rpm，待料温升至80℃加入环保钙锌复合稳定剂5~10份、复合稀土稳定剂5~10份、三氧化二锑4~8份、润滑剂0.3~1份、抗氧剂0.1~0.5份和耐水剂10~20份、继续搅拌至温度110℃物料呈干粉状，打开放料阀放料；
步骤二、将步骤一的混合料放至双螺杆进行挤塑混炼，然后进入单螺杆挤塑机造粒，采用模面热切造粒工艺，造好的粒子通过风机输送管道进入第一级旋风冷却分离器、第二级旋风冷却分离器、风冷振动筛、第三级旋风冷却分离器获得所述耐水阻燃PVC电缆料；
所述耐水改进剂经以下工艺获得：
步骤一、将所述纳米硫酸钡3.5~7份、煅烧高岭土2.6~5.2份、纳米二氧化硅3.5~7份进行表面包覆处理；
步骤二、将上述组分的粉料投入高速混合机内，高速混合至温度90~100℃进行脱水3~5min；
步骤三、将硅烷偶联剂0.18~0.36份呈雾状喷入高速混合机中对粉料进行包覆处理，继续高速混合进行材料表面包覆处理反应3~5min；
步骤四、冷却后获得所述耐水改进剂。
上述制备工艺技术方案中进一步改进的技术方案如下： 
上述方案中，所述煅烧高岭土经过在锻烧时加入总重量1.5~2%的助白剂，锻烧温度970~990℃，时间为30~40分钟；所述助白剂是由精煤、硫酸钠及氯化钠组成，此精煤、硫酸钠及氯化钠按10：0. 5：0. 3重量混合。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点： 
本发明耐水阻燃PVC电缆料及其制备工艺，克服了现有产品配方的增塑剂及填充剂均有的吸水性，从而在潮湿环境下容易出现产品性能下降现象的技术缺陷，本发明考虑了所有的配方材料均与水的相容性的问题，选择特定疏水材料和含量。对粉剂预脱水后进行表面包覆处理，提高产品的疏水性能（；产品在潮湿或浸水环境下使用，电气性能稳定，基本不产生变化；耐水剂材料选用纳米级原料，提高产品的紧密度，排除材料微孔，水汽无法侵入造成性能下降。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述： 
实施例1~3：一种耐水阻燃PVC电缆料，所述耐水阻燃PVC电缆料由以下重量份的组分组成如表1所示：
                            表1
Figure 2012105109957100002DEST_PATH_IMAGE001
以上均为重量份。
上述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或者γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。 
上述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按10：5：3重量份比例混合。 
上述润滑剂实施例1为聚乙烯蜡，润滑剂实施例2为硬脂酸，润滑剂实施例3为聚乙烯蜡和硬脂酸的复合物。 
上述抗氧剂实施例1为四【3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸】季戊四醇酯，实施例2为双酚A，实施例3为四【3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸】季戊四醇酯。 
上述煅烧高岭土经过在锻烧时加入总重量1.5~2%的助白剂，锻烧温度970~990℃，时间为30~40分钟；所述助白剂是由精煤、硫酸钠及氯化钠组成，此精煤、硫酸钠及氯化钠按10：0. 5：0. 3重量混合。 
上述的耐水阻燃PVC电缆料的制备工艺，包括以下步骤： 
步骤一、将聚合度为590～720聚氯乙烯55~65份、聚合度为1110～1340聚氯乙烯为35~45份经高速混合机在高速搅拌状态下混合形成混合物；启动低速搅拌，转速500rpm，加入偏苯三酸三辛酯20~30份和邻苯二甲酸异癸酯                            15~25份，启动高速搅拌，转速1000rpm，待料温升至80℃加入环保钙锌复合稳定剂5~10份、复合稀土稳定剂5~10份、三氧化二锑4~8份、润滑剂0.3~1份、抗氧剂0.1~0.5份和耐水剂10~20份、继续搅拌至温度110℃物料呈干粉状，打开放料阀放料；
步骤二、将步骤一的混合料放至双螺杆进行挤塑混炼，然后进入单螺杆挤塑机造粒，采用模面热切造粒工艺，造好的粒子通过风机输送管道进入第一级旋风冷却分离器、第二级旋风冷却分离器、风冷振动筛、第三级旋风冷却分离器获得所述耐水阻燃PVC电缆料；
所述耐水改进剂经以下工艺获得：
步骤一、将所述纳米硫酸钡3.5~7份、煅烧高岭土2.6~5.2份、纳米二氧化硅3.5~7份进行表面包覆处理；
步骤二、将上述组分的粉料投入高速混合机内，高速混合至温度90~100℃进行脱水3~5min；
步骤三、将硅烷偶联剂0.18~0.36份呈雾状喷入高速混合机中对粉料进行包覆处理，继续高速混合进行材料表面包覆处理反应3~5min；
步骤四、冷却后获得所述耐水改进剂。
上述煅烧高岭土经过在锻烧时加入总重量1.5~2%的助白剂，锻烧温度970~990℃，时间为30~40分钟；所述助白剂是由精煤、硫酸钠及氯化钠组成，此精煤、硫酸钠及氯化钠按10：0. 5：0. 3重量混合。 
制备工艺同实施例1。 
耐水性能试验采用《ASTM D2219-02电线及电缆用聚氯乙烯材料规格》5.5条试验条件（电流60Hz频率，浸水温度：50±1℃）。 
试验结果分析：产品经加速吸水试验，介电常数变化率远小于标准（1~14d，10%；7~14d，5%）要求，产品具有良好的耐水性能。 
综上，本发明耐水阻燃PVC电缆料及其制备工艺，克服了现有产品配方的增塑剂及填充剂均有的吸水性，从而在潮湿环境下容易出现产品性能下降现象的技术缺陷；本发明考虑了所有的配方材料均与水的相容性，选择疏水材料。对粉剂预脱水后进行表面包覆处理，提高产品的疏水性能；产品在潮湿或浸水环境下使用，电气性能稳定，基本不产生变化；耐水剂材料选用纳米级原料，提高产品的紧密度，排除材料微孔，水汽无法侵入造成性能下降。 
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述耐水阻燃PVC电缆料由以下重量份的组分组成：
聚合度为590～720聚氯乙烯                 55~65份，
聚合度为1110～1340聚氯乙烯               35~45份，
偏苯三酸三辛酯（TOTM）                 20~30份， 
邻苯二甲酸异癸酯                            15~25份，
环保钙锌复合稳定剂                        5~10份，
复合稀土稳定剂                            5~10份，
三氧化二锑                                4~8份，
润滑剂                                   0.3~1份，
抗氧剂                                   0.1~0.5份，
  纳米硫酸钡                                3.5~7份，
  煅烧高岭土                                2.6~5.2份，
 纳米二氧化硅                              3.5~7份，
硅烷偶联剂                               0.18~0.36份。
2.根据权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或者γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按10：5：3重量份比例混合。
4.根据权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡或者硬脂酸。
5.根据权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸的复合。
6.根据权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为四【3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸】季戊四醇酯或双酚A。
7.根据权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述煅烧高岭土经过在锻烧时加入总重量1.5~2%的助白剂，锻烧温度970~990℃，时间为30~40分钟；所述助白剂是由精煤、硫酸钠及氯化钠组成，此精煤、硫酸钠及氯化钠按10：0. 5：0. 3重量混合。
8.如权利要求1所述的耐水阻燃PVC电缆料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将聚合度为590～720聚氯乙烯55~65份、聚合度为1110～1340聚氯乙烯为35~45份经高速混合机在高速搅拌状态下混合形成混合物；启动低速搅拌，转速500rpm，加入偏苯三酸三辛酯20~30份和邻苯二甲酸异癸酯 15~25份，启动高速搅拌，转速1000rpm，待料温升至80℃加入环保钙锌复合稳定剂5~10份、复合稀土稳定剂5~10份、三氧化二锑4~8份、润滑剂0.3~1份、抗氧剂0.1~0.5份和耐水剂10~20份、继续搅拌至温度110℃物料呈干粉状，打开放料阀放料；
步骤二、将步骤一的混合料放至双螺杆进行挤塑混炼，然后进入单螺杆挤塑机造粒，采用模面热切造粒工艺，造好的粒子通过风机输送管道进入第一级旋风冷却分离器、第二级旋风冷却分离器、风冷振动筛、第三级旋风冷却分离器获得所述耐水阻燃PVC电缆料；
所述耐水改进剂经以下工艺获得：
步骤一、将所述纳米硫酸钡3.5~7份、煅烧高岭土2.6~5.2份、纳米二氧化硅3.5~7份进行表面包覆处理；
步骤二、将上述组分的粉料投入高速混合机内，高速混合至温度90~100℃进行脱水3~5min；
步骤三、将硅烷偶联剂0.18~0.36份呈雾状喷入高速混合机中对粉料进行包覆处理，继续高速混合进行材料表面包覆处理反应3~5min；
步骤四、冷却后获得所述耐水改进剂。
9.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于：所述煅烧高岭土经过在锻烧时加入总重量1.5~2%的助白剂，锻烧温度970~990℃，时间为30~40分钟；所述助白剂是由精煤、硫酸钠及氯化钠组成，此精煤、硫酸钠及氯化钠按10：0. 5：0. 3重量混合。
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