CN103073812B - 用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。本发明稳定剂由下列原料制备而成：脂肪酸钙锌组合物、硬脂酸钙、抗氧剂1076、硬脂酰苯甲酰甲烷、水滑石、人造沸石、高分子酯基钙、单甘脂、碳酸钙或滑石粉。本发明稳定剂用在电线电缆胶粒制造中，所生产胶粒刚果红时间≥60min，特别是用在黑色电线上时，无析出，加工性能佳，电线表面光洁度良好；配方中使用脂肪酸钙锌组合物、高分子酯基钙较于传统PVC稳定剂，可克服单独使用硬脂酸锌存在的难磨粉的不足，同时还可让合成物对PVC具有良好内外润滑性能，提高与PVC产品相容性、加工稳定性和产品长期稳定性，使综合性能最优化；本发明稳定剂无毒无害、环保性能高。
Description
技术领域
本发明涉及一种稳定剂，具体为一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌无毒复合稳定剂。
背景技术
PVC（聚氯乙烯）是目前用量最大的通用塑料之一，在电线电缆行业中，PVC材料因制造成本低、力学性能优良、具有良好加工性能，耐腐蚀，绝缘等良好特点，长久以来PVC电缆料一直在电线电缆行业中得到广泛使用，如电线电缆绝缘层和护套。
在PVC电线电缆胶粒制造过程中，胶粒的防潮性能、生产胶粒的刚果红时间、产品的加工性能是影响电线电缆产品性能的关键。而PVC材料本身在加工和使用过程中，受到热、机械剪切力、氧气和光的影响，很容易降解收到破坏，其前期降解的表现就是变色，最终还会影响到PVC产品的外观和使用寿命，因此，通常需要在PVC材料加工过程中加入稳定剂以提高PVC的稳定性使其具有良好的稳定性、加工性能并获得高质量的PVC产品。
在黑色电线电缆胶粒的制造过程中，有时会在造粒或者拉线的时候，在挤出机出口有胶状物析出或者“喷霜”的现象，导致加工性能受到影响，最终影响了电线表面的光洁度和产品的质量。这可能是与加工过程所使用的PVC添加剂，特别是PVC稳定剂的相容性、稳定剂的添加量、稳定剂组分的分散混合均匀程度等有关。
发明内容
本发明的目的是为解决黑色电线电缆胶粒的生产过程存在析出、加工性能差的难题，提供一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：用于黑色电线的镁铝锌改性无毒复合稳定剂，其特征在于：它是由下列重量的原料制备而成：脂肪酸钙锌组合物 220~310 Kg、硬脂酸钙 60~150Kg、抗氧剂1076 45~75Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷 24~49Kg、水滑石 60~135Kg、人造沸石80~150Kg、高分子酯基钙 400~488Kg、单甘脂40~76Kg、碳酸钙或滑石粉 80~156Kg。
所述脂肪酸钙锌组合物由下列重量的原料制备而成：硬脂酸或月桂酸1000~1700Kg、12-羟基硬脂酸230~500Kg、己二酸或二苯甲酸18~85Kg、氢氧化钙或氧化钙25~50Kg、氧化锌210~ 275Kg、16-18醇40~80Kg。
本发明所述脂肪酸钙锌组合物的制备方法如下：按重量称取各组分原料，制备时先将硬脂酸或月桂酸、12-羟基硬脂酸投入反应釜，然后加热；当加热至120℃时，往反应釜中加入己二酸或二苯甲酸，并开始向反应釜中缓慢加入氢氧化钙或氧化钙，再缓慢投入氧化锌，完成投料；完成投料后，在165～170℃温度下保持反应1.5~2.5小时；反应完成后，再向反应釜中加入16-18醇，搅匀，然后放料，冷却、磨粉即制得脂肪酸钙锌组合物。
所述高分子酯基钙是一种由己二酸与季戊四醇进行酯化反应，并添加固体超强酸作为催化剂，然后加入氧化钙或氢氧化钙进行中和反应所形成的季戊四醇己二酸酯的钙盐。
本发明的用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂，其制备方法是：按本发明配方称取脂肪酸钙锌组合物 220~310 Kg、硬脂酸钙60~150Kg、抗氧剂1076 45~75Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷24~49Kg、水滑石60~135Kg、人造沸石80~150Kg、高分子酯基钙400~488Kg、单甘脂40~76Kg、碳酸钙或滑石粉 80~156Kg，然后将各原料经混合、过筛、装包，得到用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
本发明相对于现有技术的有益效果如下：
（1）本发明稳定剂用在电线电缆胶粒制造中，所生产胶粒刚果红时间≥60min，胶粒防潮性能佳，特别是当用在黑色电线上时，无析出，加工性能佳，电线表面光洁度良好；
（2）本发明的用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂，其配方中应用到了脂肪酸钙锌组合物，该组合物用于本发明稳定剂的制备，相较于传统PVC稳定剂的制备，可克服单独使用硬脂酸锌存在的难磨粉的缺点，同时还可让合成物对PVC具有很好的内外润滑性能，提高与PVC的相容性；
（3）本发明配方中使用高分子酯基钙，可提高产品相容性，使综合性能最优化，可使得产品初期白度、刚果红时间、体系相容性等效果佳，同时还可提高加工稳定性和产品长期稳定性；
（4）本发明稳定剂采用了镁铝锌类轻金属化合物替代传统稳定剂中的铅、镉等重金属，环保性能高。
说明书附图
图1 为实施例4中采用本发明配方制备得到的用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂（编号CZX-6082）与国内某品牌稳定剂、进口某品牌稳定剂进行制品析出试验的试验结果图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1 采用以下原料及步骤制备本发明所述一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
1、脂肪酸钙锌组合物的制备：
（1）将月桂酸1000Kg、12-羟基硬脂酸380Kg投入反应釜，然后加热；
（2）当加热至120℃时，往反应釜中加入己二酸66Kg，并开始向反应釜中缓慢加入氢氧化钙25Kg，再缓慢投入氧化锌210Kg，完成投料；
（3）完成投料后，在165℃温度下保持反应2.0小时；
（4）反应完成后，再向反应釜中加入16-18醇80Kg，搅匀，然后放料，冷却、磨粉即制得。
2、高分子酯基钙的制备：将己二酸 232 Kg 及季戊四醇257 Kg 预混合均匀投入反应釜，当反应温度到达142℃时，加入0.85 Kg 的SO4 2-/ZrO2-SnO2-SiO2固体超强酸作为催化剂，收集反应放出的水分；随着反应温度慢慢升高，将反应温度保持在205℃，待所收集反应放出的水分为30Kg时，缓慢加入氢氧化钙 56Kg，保持反应1.5小时后放料，制得高分子酯基钙。
3、用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂的制备：
（1）按下列配方称取各原料：脂肪酸钙锌组合物 268 Kg、硬脂酸钙 60Kg、抗氧剂1076 62Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷 24Kg、水滑石 96Kg、人造沸石80Kg、高分子酯基钙 400Kg、单甘脂40Kg、碳酸钙156Kg。
（2）将称取的上述各原料经混合、过筛、装包，得到用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
实施例2 采用以下原料及步骤制备本发明所述一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
1、脂肪酸钙锌组合物的制备：
（1）将月桂酸1700Kg、12-羟基硬脂酸230Kg投入反应釜，然后加热；
（2）当加热至120℃时，往反应釜中加入二苯甲酸18Kg，并开始向反应釜中缓慢加入氢氧化钙50Kg，再缓慢投入氧化锌250Kg，完成投料；
（3）完成投料后，在160℃温度下保持反应2.5小时；
（4）反应完成后，再向反应釜中加入16-18醇55Kg，搅匀，然后放料，冷却、磨粉即制得。
2、高分子酯基钙的制备：将己二酸 212 Kg 及季戊四醇232 Kg 预混合均匀投入反应釜，当反应温度到达145℃时，加入0.8 Kg的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸作为催化剂，收集反应放出的水分；随着反应温度慢慢升高，将反应温度保持在200℃，待所收集反应放出的水分为38Kg时，缓慢加入氧化钙 49Kg，保持反应1.0小时后放料，制得高分子酯基钙。
3、用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂的制备：
（1）按下列配方称取各原料：脂肪酸钙锌组合物 310 Kg、硬脂酸钙 108Kg、抗氧剂1076 45Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷 38Kg、水滑石 60Kg、人造沸石110Kg、高分子酯基钙 448Kg、单甘脂56Kg、滑石粉 118Kg。
（2）将称取的上述各原料经混合、过筛、装包，得到用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
实施例3 采用以下原料及步骤制备本发明所述一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
1、脂肪酸钙锌组合物的制备：
（1）将硬脂酸1500Kg、12-羟基硬脂酸500Kg投入反应釜，然后加热；
（2）当加热至120℃时，往反应釜中加入二苯甲酸85Kg，并开始向反应釜中缓慢加入氧化钙30Kg，再缓慢投入氧化锌275Kg，完成投料；
（3）完成投料后，在170℃温度下保持反应1.5小时；
（4）反应完成后，再向反应釜中加入16-18醇40Kg，搅匀，然后放料，冷却、磨粉即制得。
2、用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂的制备：
（1）按下列配方称取各原料：脂肪酸钙锌组合物 220 Kg、硬脂酸钙 150Kg、抗氧剂1076 75Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷 49Kg、水滑石 135Kg、人造沸石150Kg、实施例2制得的高分子酯基钙 488Kg、单甘脂76Kg、碳酸钙 156Kg。
（2）将称取的上述各原料经混合、过筛、装包，得到用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂。
实施例4
1、刚果红时间测定试验：将按照上述实施例3配制的稳定剂按如下配方将各组分混合均匀，于185℃的双棍炼胶机上混炼5min，每分钟打三角包2~3次，然后对所得PVC片按国标GB/T2917-2002的标准进行200℃刚果红时间的测试。
表1：刚果红时间测定试验采用基本配方表
经试验，测得其刚果红时间为72min。
2、制品析出试验：使用表1刚果红时间测定试验所采用基本配方，外加适量黑粉，制成黑色片材，用1%CaCl2 水溶液浸泡，24小时后取出并观察析出情况。试验结果显示，相较于国内某品牌稳定剂和进口某品牌的稳定剂，采用本发明配方制备得到的用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂（图1中样品编号CZX-6082）完全没有析出喷霜的现象，如图1所示。
3、热老化性能比较：电线电缆必须具备较好的抗张强度和较高的断裂伸长率，并且在使用中具有持久性，其实验室测定方法为热老化性能试验。
本试验参照GB/T8815-2002进行，拉伸强度和断裂伸长率的测定按GB/T1040的规定进行，试样为Ⅱ型，厚度为(1±0.1)mm，拉伸速度为(250±50)mm/min。测试结果如表2所示，结果显示，本发明所述的用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂1＃（CZX-6082），2＃(国内某品牌），3＃（进口某品牌），其热老化性能均符合UL标准要求。
表2：136℃×168h热空气老化结果比较（填充剂：重质碳酸钙）
Claims (1)
1.一种用于黑色电线电缆胶粒的镁铝锌改性无毒复合稳定剂，其特征在于：它是由下列重量的原料制备而成：脂肪酸钙锌组合物 220~310 Kg、硬脂酸钙 60~150Kg、抗氧剂1076 45~75Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷 24~49Kg、水滑石 60~135Kg、人造沸石80~150Kg、高分子酯基钙 400~488Kg、单甘脂40~76Kg、碳酸钙或滑石粉 80~156Kg；
所述脂肪酸钙锌组合物由下列重量的原料制备而成：硬脂酸或月桂酸1000~1700Kg、12-羟基硬脂酸230~500Kg、己二酸或二苯甲酸18~85Kg、氢氧化钙或氧化钙25~50Kg、氧化锌210~ 275Kg、16-18醇40~80Kg；
所述高分子酯基钙是一种由己二酸与季戊四醇进行酯化反应，并添加固体超强酸作为催化剂，然后加入氧化钙或氢氧化钙进行中和反应所形成的季戊四醇己二酸酯的钙盐。
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