CN103087444A

CN103087444A - 一种聚氯乙烯电缆材料及其制备方法

Info

Publication number: CN103087444A
Application number: CN 201310015582
Authority: CN
Inventors: 巫志; 邵文贞; 谢太阶
Original assignee: Anhui Xinke Cable Group Co Ltd
Current assignee: Anhui Xinke Cable Group Co Ltd
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明公开了一种聚氯乙烯电缆材料，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份，葵二酸二辛酯5～25份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物10～30份，聚乙烯蜡1～10份，过氧化二碳酸双十六烷基酯0.05～0.5份，乙烯基三甲氧基硅烷0.5～5份，二月桂酸二丁基锡0.5～5份。并且公开了上述材料的制备方法。所述材料在盐溶液、化学溶剂腐蚀条件下不硬脆、不开裂、不溶胀且透水性低，能够保证电缆在盐碱区、炼油厂、石油化工厂及化学溶液腐蚀地区的使用安全，从而延长电缆在上述恶劣环境下的使用寿命。

Description

一种聚氯乙烯电缆材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种聚氯乙烯电缆材料及其制备方法。

技术背景

聚氯乙烯电缆材料是电缆行业使用最多的材料，这类塑料是由聚氯乙烯加入增塑剂、填充剂、热稳定助剂组成。现有技术中聚氯乙烯电缆材料对于增塑剂的使用量大，以树脂为100份质量计算，增塑剂的加入质量通常为30～100份。而聚氯乙烯电缆材料中的增塑剂在化学药品、油的浸蚀下，会产生溶胀、水解等反应，使具有绝缘性的增塑剂转化为易导电的溶液。由于上述反应的发生和性质的变化，会使得聚氯乙烯电缆材料逐渐失去电绝缘性，并且会使聚氯乙烯电缆材料产生硬脆、开裂、溶胀等不良现象，酸、碱、盐水溶液因此浸入电缆内，最终导致电缆无法继续使用。因此，需要提供一种改进的聚氯乙烯电缆材料，能够保证电缆在盐碱区、炼油厂、石油化工厂及化学溶液腐蚀地区的使用安全，并且能够延长电缆在上述恶劣环境下的使用寿命。

此外，随着生产技术水平的提高，人们在生产、生活中对于电缆的工作温度提出了更高的要求，而现有的聚氯乙烯电缆材料工作温度范围已经不能完全满足要求，因此有必要对现有的聚氯乙烯电缆材料提出改进，以进一步提高其耐寒和耐热的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚氯乙烯电缆材料，在盐溶液、化学溶剂腐蚀条件下不硬脆、不开裂、不溶胀且透水性低，能够保证电缆在盐碱区、炼油厂、石油化工厂及化学溶液腐蚀地区的使用安全，从而延长电缆在上述恶劣环境下的使用寿命，并且通过进一步地改进，能够提高聚氯乙烯电缆材料耐寒和耐热的性能。

本发明的技术解决方案是：

提供一种聚氯乙烯电缆材料，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份，葵二酸二辛酯（即耐寒增塑剂DOS）5～25份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（即改性剂EEA）10～30份，聚乙烯蜡1～10份，过氧化二碳酸双十六烷基酯（即引发剂DCP）0.05～0.5份，乙烯基三甲氧基硅烷（即硅烷接枝剂A-171）0.5～5份，二月桂酸二丁基锡（即有机锡催化剂DBTDL）0.5～5份。

进一步地，所述聚氯乙烯为100份，所述葵二酸二辛酯为15份，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物为20份，所述聚乙烯蜡为4份，所述过氧化二碳酸双十六烷基酯为0.2份，所述乙烯基三甲氧基硅烷为2份，所述二月桂酸二丁基锡为3份。

进一步地，本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料还可包括抗静电剂、稳定剂、抗氧化剂中的一种或多种。其中向塑料中添加抗静电剂是本领域的常规技术手段，在此无需赘述，所述稳定剂为钙锌复合热稳定剂且质量份数为1～10份，所述抗氧剂为抗氧剂1010且质量份数为0.1～5份。进一步地，所述钙锌复合热稳定剂质量份数为5份，所述抗氧剂为抗氧剂1010质量份数为0.8份。

本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料，制备方法包括如下步骤：

1、聚氯乙烯100份、葵二酸二辛酯5～25份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物10～30份、聚乙烯蜡1～10份、二月桂酸二丁基锡0.5～5份、将包含上述质量份数的组分的混合物在120℃高混机中混合10分钟，捏合粉温度为110～130℃；

2、然后在双长径比为48：1的同向双螺杆中造料，双螺杆温度为140～160℃；

3、经过造料的粒料再进行深度脱水干燥，使其水分控制在150ppm以下；

4、然后将干燥的粒料、过氧化二碳酸双十六烷基酯0.05～0.5份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5～5份在搅拌机中进行混合搅拌，搅拌温度为50～60℃，搅拌时间为4小时。

进一步地，在上述制备方法中，所述聚氯乙烯为100份，所述葵二酸二辛酯为15份，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物为20份，所述聚乙烯蜡为4份，所述过氧化二碳酸双十六烷基酯为0.2份，所述乙烯基三甲氧基硅烷为2份，所述二月桂酸二丁基锡为3份。

进一步地，上述制备方法的步骤（a）中的混合物还包可含抗静电剂、稳定剂、抗氧化剂中的一种或多种。所述稳定剂为钙锌复合热稳定剂且质量份数为1～10份，所述抗氧剂为抗氧剂1010且质量份数为0.1～5份。进一步地，所述钙锌复合热稳定剂质量份数为5份，所述抗氧剂为抗氧剂1010质量份数为0.8份。

本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料相比现有技术突出的优点是：

1、本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料经过硅烷交联后在化学药品、油、酸碱盐水溶液中吸液率低：在60℃、15%的NaCl溶液中浸泡7天后，普通聚氯乙烯电缆材料吸液率为0.1～0.5%，本发明的聚氯乙烯电缆材料吸液率为0.0005～0.001%。吸液率的降低提高了电缆料的耐腐蚀性。

2、本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料电气绝缘性能优良：在60℃、15%的NaCl溶液中浸泡7天后，普通聚氯乙烯电缆材料体积电阻率浸泡前为（2～4）×10¹²Ω·m，浸泡后为（3～5）×10¹⁰Ω·m，本发明的聚氯乙烯电缆材料浸泡后体积电阻率基本无变化，浸泡前后基本保持在（3～6）×10¹³Ω·m范围内。

3、本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料在经过温水交联后，在80℃的化学溶剂二甲苯中浸泡7天未出现溶胀、溶解和开裂的现象。

4、本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料耐寒性能好：由于采用了低温增塑剂DOS和柔性改性剂EEA进行改性，此电缆料可以在-60℃环境下使用而不出现变硬开裂的现象，而普通耐寒软聚氯乙烯弹性体电缆材料只能在-40℃环境下使用。

5、本发明所提供的聚氯乙烯电缆材料耐热性能好：由于采用难以挥发的改性剂EEA进行改性，并用高效环保的钙锌复合热稳定剂和抗氧剂1010，此电缆材料挤包在电缆上进行温水交联后，聚氯乙烯线型分子转化为立体网状结构，因此提高了聚氯乙烯的工作温度，其长期工作温度可以达到125℃，而普通耐热聚氯乙烯电缆材料的最高工作温度为105℃。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

具体实施例1

本实施例所提供的聚氯乙烯电缆材料按质量份数比由聚氯乙烯100份，葵二酸二辛酯15份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物20份，聚乙烯蜡4份，过氧化二碳酸双十六烷基酯0.2份，乙烯基三甲氧基硅烷2份，二月桂酸二丁基锡3份组成。其制备方法按以下步骤进行：

一、聚氯乙烯100份、葵二酸二辛酯15份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物20份、聚乙烯蜡4份、二月桂酸二丁基锡3份、将包含上述质量份数的组分的混合物在120℃高混机中混合10分钟，捏合粉温度为110～130℃；

二、然后在双长径比为48：1的同向双螺杆中造料，双螺杆温度为140～160℃；

三、经过造料的粒料再进行深度脱水干燥，使其水分控制在150ppm以下；

四、然后将干燥的粒料、过氧化二碳酸双十六烷基酯0.2份、乙烯基三甲氧基硅烷2份在搅拌机中进行混合搅拌，使粒料对过氧化二碳酸双十六烷基酯和乙烯基三甲氧基硅烷进行充分的吸收和渗透，搅拌温度为50～60℃，搅拌时间为4小时；

五、用铝箔袋真空包装上述制成品。

具体实施例2～18

本实施例所提供的聚氯乙烯电缆材料按质量份数比由聚氯乙烯100份和表1所述组分组成。钙锌复合热稳定剂和抗氧剂1010加入到步骤（a）的混合物中，此外制备方法与具体实施例1相同。其中组分A为葵二酸二辛酯，组分B为乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，组分C为聚乙烯蜡，组分D为过氧化二碳酸双十六烷基酯，组分E为乙烯基三甲氧基硅烷，组分F为二月桂酸二丁基锡，组分G为钙锌复合热稳定剂，组分H为抗氧剂1010。

表1

具体实施例1～18所提供的聚氯乙烯电缆材料经过温水交联后，性能测试结果如表2所示：（其中耐热性的测试样品仅包括具体实施例2、4、5、6）

表2

吸液重量和体积电阻率浸泡变化试验条件和方法为60℃、15%的NaCl溶液中浸泡7天。耐化学溶剂试验条件和方法为80℃、化学溶剂二甲苯中浸泡7天。

Claims

1.一种聚氯乙烯电缆材料，其特征在于：包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份，葵二酸二辛酯5～25份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物10～30份，聚乙烯蜡1～10份，过氧化二碳酸双十六烷基酯0.05～0.5份，乙烯基三甲氧基硅烷0.5～5份，二月桂酸二丁基锡0.5～5份。

2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于：所述聚氯乙烯为100份，所述葵二酸二辛酯为15份，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物为20份，所述聚乙烯蜡为4份，所述过氧化二碳酸双十六烷基酯为0.2份，所述乙烯基三甲氧基硅烷为2份，所述二月桂酸二丁基锡为3份。

3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于：还包括抗静电剂、稳定剂、抗氧化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于：所述稳定剂为钙锌复合热稳定剂且质量份数为1～10份，所述抗氧剂为抗氧剂1010且质量份数为0.1～5份。

5.根据权利要求4所述的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于：所述钙锌复合热稳定剂质量份数为5份，所述抗氧剂为抗氧剂1010质量份数为0.8份。

6.一种聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（a）聚氯乙烯100份、葵二酸二辛酯10～30份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物5～25份、聚乙烯蜡1～10份、二月桂酸二丁基锡0.5～5份、将包含上述质量份数的组分的混合物在120℃高混机中混合10分钟，捏合粉温度为110～130℃；（b）然后在双长径比为48：1的同向双螺杆中造料，双螺杆温度为140～160℃；（c）经过造料的粒料再进行深度脱水干燥，使其水分控制在150ppm以下；（d）然后将干燥的粒料、过氧化二碳酸双十六烷基酯0.05～0.5份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5～5份在搅拌机中进行混合搅拌，搅拌温度为50～60℃，搅拌时间为4小时。

7.根据权利要求6所述的聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于：所述聚氯乙烯为100份，所述葵二酸二辛酯为20份，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物为15份，所述聚乙烯蜡为4份，所述过氧化二碳酸双十六烷基酯为0.2份，所述乙烯基三甲氧基硅烷为2份，所述二月桂酸二丁基锡为3份。

8.根据权利要求6所述的聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（a）中的混合物还包含抗静电剂、稳定剂、抗氧化剂中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为钙锌复合热稳定剂且质量份数为1～10份，所述抗氧剂为抗氧剂1010且质量份数为0.1～5份。

10.根据权利要求9所述的聚氯乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于：所述钙锌复合热稳定剂质量份数为5份，所述抗氧剂为抗氧剂1010质量份数为0.8份。