CN103665635B - 一种电线电缆用无毒稳定剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电线电缆用无毒稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量为：尿囊素钙锌化合物25～55份、亚磷酸酯6～14份、多元醇5～12份、含氮有机化合物12～20份、水滑石3～10份、β-二酮5～15份、抗氧剂2～8份、聚乙烯蜡3～8份。本发明利用一种两性的多官能团化合物尿囊素制备了尿囊素钙锌化合物并应用于环保稳定剂中，辅以系列辅助稳定剂和其他助剂，制备的基于尿囊素的电线电缆用环保钙锌稳定剂具有较好的热稳定性和抗老化性，绝缘性达到国家相关要求，不含有毒害成分，环保绿色，同时固体产品为运输带来了便利。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种电线电缆用无毒稳定剂。
背景技术
在我国电线电缆包覆材料中塑料占绝大多数，其中聚氯乙烯又占此类塑料的主要地位。我国电力网的改造、汽车工业、通讯产业的迅猛发展，都为电线、电缆企业的发展提供了前所未有的机遇，亦为PVC电缆料行业的发展开辟了广阔的前景。
三盐基性硫酸铅，二盐基性亚磷酸铅，硬脂酸铅等是PVC电缆材料中常用的传统稳定剂。其绝缘性能好，稳定性优异，价格低廉，但是铅是毒性很强且具有生态污染性的重金属，将给人类的生存造成极大危害和潜在威胁。尽管环保法令日益严格,但由于进口环保电缆料稳定剂价格较高，国产同类产品刚起步，质量较差，目前铅盐稳定剂在电缆料用稳定剂中仍占据相当的份量,且这一局面在短期内很难有根本改变。
为了减小重金属的危害，欧盟已全面禁铅，我国相关法规也已制定，预计十二五末将全面禁止铅盐稳定剂的使用。目前，国内的电线电缆生产企业正处在有铅向无铅的过渡期，选用无毒稳定剂的企业越来越多。
国内各稳定剂生产企业和科研机构纷纷进行了无毒PVC电线电缆专用稳定剂的开发和推广，以替代昂贵的进口产品。“一种复配型热稳定剂”(申请号CN200710069728.X）中公开了一种PVC电缆料适用的复配型热稳定剂，“一种电缆电线专用的液体热稳定剂”(申请号CN200810120917.X)中公开了一种基于金属皂体系的液体稳定剂，以上专利均为添加了钡金属的有机液体稳定剂，钡金属同样有一定毒性，并且液体产品运输和使用均不方便，此外这些稳定剂的电线电缆制品的绝缘性不太理想。
综上所述，为了提高电线电缆用环保稳定剂性能，本发明选用一种多稳定官能团的两性化合物（尿囊素）制备了尿囊素钙锌化合物作为主稳定剂并用于电线电缆用无毒稳定剂的生产，产品稳定活性高，综合性能优异，原料易得，价格便宜。环保无毒。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电线电缆用无毒稳定剂，本发明稳定剂具有较好的热稳定性和抗老化性，制品绝缘性达到国家相关要求，不含有毒害成分，环保绿色，同时固体产品为运输带来了便利。
本发明采用的技术方案是：
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量为：尿囊素钙锌化合物25～55份、亚磷酸酯6～14份、多元醇5～12份、含氮有机化合物12～20份、水滑石3～10份、β-二酮5～15份、抗氧剂2～8份、聚乙烯蜡3～8份。
所述尿囊素钙锌化合物通过以下方法制备：
a、将尿囊素用热水溶解；
b、向尿囊素溶液中加入锌盐，溶液澄清后，85℃搅拌反应0.5～2小时；
c、将反应后的溶液冷却至45℃，搅拌下加入含钙化合物，保温继续反应1小时，冷却，除水，干燥即得到尿囊素钙锌化合物。
所述锌盐和含钙化合物的物质的量之和为尿囊素物质的量的1.8-2.2倍；
所述的锌盐为七水合硫酸锌，含钙化合物选自氢氧化钙、氧化钙中的至少一种；
所述多元醇选自双季戊四醇、三羟甲基丙烷、三(2-羟乙基)氰尿酸酯中的至少一种；
所述含氮有机化合物选自乙基-3-氨基丁烯酸酯、2-苯基吲哚和三羟甲基氨基甲烷中的至少一种；
所述的抗氧剂选自抗氧剂1010，抗氧剂1076中至少一种；
所述亚磷酸酯选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸二异癸酯中的至少一种。
本发明利用一种两性的多官能团化合物尿囊素制备了尿囊素钙锌化合物并应用于环保稳定剂中，辅以系列辅助稳定剂和其他助剂，制备的基于尿囊素的电线电缆用环保钙锌稳定剂具有较好的热稳定性和抗老化性，绝缘性达到国家相关要求，不含有毒害成分，环保绿色，同时固体产品为运输带来了便利。
具体实施方式
实施例1
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，水滑石规格为NAOX-33，生产厂家为户田工业株式会社；
尿囊素钙锌制备方法：
a、将1000ml的蒸馏水加热至90℃，加入158g的尿囊素，搅拌直至溶液澄清；
b、向澄清溶液中加入287g的七水合硫酸锌，搅拌下85℃反应2小时；
c、反应液冷却至45℃，加入67.2g氧化钙，保温反应1小时，冷却，除水，干燥即得到尿囊素钙锌化合物。
实施例2
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，
尿囊素钙锌制备方法：
a、将1000ml的蒸馏水加热至90℃，加入158g的尿囊素，搅拌直至溶液澄清；
b、向澄清溶液中加入215g的七水合硫酸锌，搅拌下85℃反应0.5小时；
c、反应液冷却至45℃，加入92.5g氢氧化钙，保温反应1小时，冷却，除水，干燥即得到尿囊素钙锌化合物。
实施例3
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，
尿囊素钙锌制备方法同实施例2。
实施例4
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，
尿囊素钙锌制备方法：
a、将1000ml的蒸馏水加热至90℃，加入158g的尿囊素，搅拌直至溶液澄清；
b、向澄清溶液中加入143g的七水合硫酸锌，搅拌下85℃反应1小时；
c、反应液冷却至45℃，加入84g氧化钙，保温反应1小时，冷却，除水，干燥即得到尿囊素钙锌化合物。
实施例5
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，
尿囊素钙锌制备方法：
a、将1000ml的蒸馏水加热至90℃，加入158g的尿囊素，搅拌直至溶液澄清；
b、向澄清溶液中加入72g的七水合硫酸锌，搅拌下85℃反应1小时；
c、反应液冷却至45℃，加入114.7g氢氧化钙，保温反应1小时，冷却，除水，干燥即得到尿囊素钙锌化合物。
实施例6
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，
尿囊素钙锌制备方法同实施例4。
实施例7
一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量见表1，其中，
尿囊素钙锌制备方法同实施例5。
表1实施例1-7稳定剂配方
按表1中配方(重量份)称取原料经高速混合、过筛、装包，即得到尿囊素基电线电缆用环保稳定剂。
按照如下配料表将各组分（除增塑剂邻苯二甲酸二辛酯外）投入搅拌器中（其中稳定剂为本发明实施例1-7中制备的尿囊素基电线电缆用环保稳定剂），高速混合5分钟，然后加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯低速混合均匀后，在180℃±5℃的双辊炼塑机上进行压片，辊直径110mm，恒定辊温度连续开炼，自抱辊后开始计时，五分钟后取样，分别取23.5cm×2cm长条状做老化试验用、适量碎颗粒做刚果红试验用、圆片做电性能和白度测试用。
配料表：
| 原料 | 重量 |
| PVC | 50g |
| 钛白粉 | 1g |
| 稳定剂 | 2g |
| 轻质碳酸钙 | 20g |
| 邻苯二甲酸二辛酯（DOP） | 20ml |
| 环氧大豆油 | 2g |
老化测试在200℃的老化箱中进行，参照ASTM D2115-04进行检测，采用Ocskay等提出的十度颜色法评定PVC样片颜色的变化。(0-白色；1-微黄；2-浅黄；3-黄色；4-黄棕色；5-浅红棕色；6-红棕色；7-深棕色；8-褐色；9-暗褐色；10-黑色)结果如下：
静态刚果红测试在200±2℃油浴中，按照国家标准GB/T2917-2002进行检测。其结果如下表：
压片5min后的白度值测试，此白度测量是使用北京康光仪器有限公司的白度仪测定三次数值，然后利用R457白度算法W=0.925×Z+1.16算出白度数值。
| 样品 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 白度值 | 71.29 | 70.08 | 71.57 | 74.04 | 73.28 | 74.63 | 69.32 |
参照GB/T8815-2008测试得到的电性能结果如下：
从静态刚果红、老化试验、白度和电性能测试表明本发明设计合成的尿囊素钙锌复配出来的热稳定剂配方能够很好地应用于电线电缆，性能能达到国家相关标准。
Claims (6)
1.一种电线电缆用稳定剂，以重量份数计其原料组分及含量为：尿囊素钙锌化合物25～55份、亚磷酸酯6～14份、多元醇5～12份、含氮有机化合物12～20份、水滑石3～10份、β-二酮5～15份、抗氧剂2～8份、聚乙烯蜡3～8份；
所述尿囊素钙锌化合物通过以下方法制备：
a、将尿囊素用热水溶解；
b、向尿囊素溶液中加入锌盐，溶液澄清后，85℃搅拌反应0.5～2小时；
c、将反应后的溶液冷却至45℃，搅拌下加入含钙化合物，保温继续反应1小时，冷却，除水，干燥即得到尿囊素钙锌化合物；
所述含氮有机化合物选自乙基-3-氨基丁烯酸酯、2-苯基吲哚和三羟甲基氨基甲烷中的至少一种。
2.如权利要求1所述的稳定剂，其特征在于：所述锌盐和含钙化合物的物质的量之和为尿囊素物质的量的1.8-2.2倍。
3.如权利要求1或2所述的稳定剂，其特征在于：所述的锌盐为七水硫酸锌，含钙化合物选氢氧化钙、氧化钙中的至少一种。
4.如权利要求1所述的稳定剂，其特征在于：所述多元醇选自双季戊四醇、三羟甲基丙烷、三 ( 2-羟乙基)氰尿酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的稳定剂，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂1076中的至少一种。
6.如权利要求1所述的稳定剂，其特征在于：所述亚磷酸酯选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸二异癸酯中的至少一种。
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