CN103694598A - 一种耐聚苯乙烯迁移阻燃pvc护层料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料，其特征在于：原料配方主要由PVC树脂、增塑剂a、增塑剂b、阻燃剂a、阻燃剂b、填料a、填料b、热稳定剂、加工改性剂组成。制备步骤包括：第一步，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料；第二步，使用高速捏合机将各材料在高速摩擦下升温至130~140℃，充分混合均匀和预塑化；第三步，使用双螺杆挤出机组进行挤出混炼塑化，双螺杆挤出机组的温度设定为130~160℃；第四步，使用单螺杆造粒机进行造粒，单螺杆造粒机的温度设定为100~130℃；第五步，冷却过筛，即得耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料。本发明的PVC护层料具有很好的耐PS迁移性能。

Description

一种耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料及其制备方法

 

技术领域

本发明涉及一种新型环保耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料及其制备方法，属于电缆料技术领域。

背景技术

PVC护层料，也叫PVC护套料，包覆在电线、电缆外部起到保护电线、电缆的作用。对于聚苯乙烯（英文简称PS）来说，PS作为生活中最常见的工程塑料，主要用于制造灯具和室内装饰件、火车车辆部件、汽车零部件、船舶用塑料件等，很多时候会同PVC电缆料产品一起使用，例如，以PS材料制成的接头，与PVC护层级电缆料相连接，制成的产品广泛应用于家用电器上，但是由于PVC中的增塑剂容易向PS材料中迁移，导致PS材料性能降低，缩短了其使用寿命，提高了危险系数，给家庭安全造成了严重的安全隐患。因此，这就使得PVC电缆料必须耐PS迁移，保证PS产品质量稳定。

发明内容

本发明目的是提供一种新型环保耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料及其制备方法，其目的在于解决现有技术中的普通阻燃PVC护层料不耐PS迁移、进而影响PS产品的使用寿命的问题。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料，原料配方主要由下列重量份的材料组成：

PVC树脂       100份；

增塑剂a        5~10份；

增塑剂b        30~55份；

阻燃剂a        4~7份；

阻燃剂b        6~10；

填料a          10~40份；

填料b          20~30份；

热稳定剂       2~10份；

加工改性剂     1~3份；

其中，所述PVC树脂选自聚合度为1000的PVC树脂、聚合度为1300的PVC树脂、SG3型PVC树脂和SG4型PVC树脂中的一种；

所述增塑剂a为环氧大豆油；

所述增塑剂b为分子量在1200~1800之间的己二酸聚酯、分子量在3000~4000之间的己二酸聚酯以及偏苯三酸三异壬脂中的任意一种或至少两种以任意比例混合的混合物；

所述阻燃剂a为三氧化二锑；

所述阻燃剂b为硼酸锌或者硅镁阻燃协效剂；

所述填料a为碳酸钙和滑石粉的一种或两种以任意比例混合的混合物；

所述填料b为氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或两种以任意比例混合的混合物；

所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂；

所述加工改性剂为丙烯酸酯类聚合物和α-甲基苯乙烯中的一种或者两种以任意比例混合的混合物。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，较佳的方案是所述原料配方中还包括0.5~2重量份的润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、氧化聚乙烯的一种或至少两种以任意比例混合的混合物。

2、上述方案中，所述重量份是指以任意重量为1份来表示的含量单位。

3、上述方案中，所述硅镁阻燃协效剂为上海高亮公司产牌号为T-409的纳米级阻燃无机粉体，主要成分为硅、镁复合物，可大幅降低阻燃剂a三氧化二锑的用量，与塑料的相容性和粘结力增强，降粘效果大，可增加充填量，提高补强性，同时降低了成本。

4、上述方案中，所述钙锌复合稳定剂可选择德国熊牌BAEROPAN MC 90566 KA/1，其主要成分是硬脂酸钙和硬脂酸锌，不含铅或其他重金属元素，对环境没有污染，同时能防止聚氯乙烯在高温下的分解，具有优越的耐热性。

5、上述方案中，所述丙烯酸酯类聚合物简称ACR。

6、上述方案中，使用所述α-甲基苯乙烯的线性聚合物ATL-95。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：所述耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，按照所述原料配方中各材料的重量份数称取材料；

第二步，使用高速捏合机将各材料在高速摩擦下升温至130~140℃，充分混合均匀和预塑化；

第三步，使用双螺杆挤出机组进行挤出混炼塑化，双螺杆挤出机组的温度设定为130~160℃；

第四步，使用单螺杆造粒机进行造粒，单螺杆造粒机的温度设定为100~130℃；

第五步，冷却过筛，即得耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料。

本发明设计原理以及有益效果是：增塑剂在PVC制品中占有一定的比例，由于其本身的特性，增塑剂容易从制品中迁移出来，转入另一种制品材料里。一般认为增塑剂迁移是指塑料制品中的增塑剂以挥发、滲出、溶出等方式迁移到制品表面、与之接触的介质或释放到环境中。目前大部分的普通PVC护层料，在配方设计的时候主要考虑的是加工性能要好，保证挤出速度快和挤出的产品表面光滑，但普通PVC护层料，由于材料本身使用的增塑剂分子量小，容易析出并产生迁移，所以本发明的耐PS迁移阻燃PVC护层料中选用了分子量较大的聚酯增塑剂，使产品具有较好的耐PS迁移性能。在使用中，本发明的PVC护层料与PS材料相接触的地方，也不会出现迁移现象，明显的提高了PVC产品的老化性能，同时也保证了PS产品的使用寿命。

目前行业内还没有统一的测试耐迁移性能的行业标准或国家标准，本发明根据实际生产和使用中的效果，使用的具体测试耐迁移性能的方法是将本发明的PVC护层料产品在螺杆直径50mm的挤出机生产流水线上，温度设置140~175℃，生产出PVC电缆护套，然后截取15cm长度的PVC电缆护套，夹在两块PS样板中间，用5kg砝码压在PS板上，在100℃的烘箱内放置24小时，取出冷却至室温，检测是否有痕迹留在PS板上。通过测试，没有明显痕迹留在PS板上，本发明的PVC护层料具有很好的耐PS迁移性能。

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：一种耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料及其制备方法

一、     原料配方

各组分的重量使用量份数见表1：

表1

        表2是各实施例中具体使用的原料组分名称：

表2

 

关于表2中部分内容的解释：

1、所述聚酯增塑剂UN610即指分子量在3000~4000之间的己二酸聚酯，采用的聚酯增塑剂UN610的生产厂家为镇江联成化学工业有限公司，UN610为牌号。

2、所述聚酯增塑剂UN640即指分子量在1200~1800之间的己二酸聚酯，采用的聚酯增塑剂UN640的生产厂家为镇江联成化学工业有限公司，UN640为牌号。

3、所述偏苯三酸三异壬脂的生产厂家为镇江联成化学工业有限公司，其产品牌号为UN399。

4、所述硅镁阻燃协效剂为上海高亮公司产牌号为T-409的纳米级阻燃无机粉体。

5、所述ACR401即指丙烯酸酯类聚合物，其生产厂家为上海华熠化工助剂有限公司。

6、所述SG3型的PVC树脂是指产品商业牌号为SG3的PVC树脂，其聚合度为1300；所述SG4型的PVC树脂是指产品商业牌号为SG4的PVC树脂，其聚合度为1000。

二、制备方法

包括以下步骤：

第一步，按照所述原料配方中各材料的重量份数称取材料；

第二步，使用高速捏合机将各材料在高速摩擦下升温至140℃，充分混合均匀和预塑化；

第三步，使用双螺杆挤出机组进行挤出混炼塑化，双螺杆挤出机组的温度设定为130~160℃；

第四步，使用单螺杆造粒机进行造粒，单螺杆造粒机的温度设定为100~130℃；

第五步，冷却过筛，即得耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料。

三、材料特性检测

将本发明实施例1、2、3、4所得PVC护层料产品再生产为PVC护套。其中，耐聚苯乙烯迁移性能的测试方法为将实施例1、2、3、4所得PVC护层料在螺杆直径50mm的挤出机生产流水线上，温度设置140~175℃，生产出PVC护套，然后截取15cm长度的PVC护套，夹在两块PS样板中间，用5kg砝码压在PS板上，在100℃的烘箱内放置24小时，取出冷却至室温，检测是否有痕迹留在PS板上。

表3为实施例1、2、3、4所得PVC护层料产品性能与普通阻燃PVC护层料相比所得数据如下：

表3

试验项目	单位	实验方法	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	普通PVC阻燃护层料
								拉伸强度	MPa	GB/T1040	18.6	22.1	22.8	23.6	20.0
断裂伸长率	%	GB/T1040	290	300	300	250	290
								氧指数	%	GB/T2406	30.0	30.8	31.0	32.4	30.4
老化强度保留率	%	GB/T1040	98	98	97	97	94
								老化断裂拉伸应变保留率	%	GB/T1040	95	96	97	98	91
耐迁移性能	%		无明显痕迹	无明显痕迹	无明显痕迹	无明显痕迹	明显痕迹残留

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 (3)

1.一种耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料，其特征在于：原料配方主要由下列重量份的材料组成：

PVC树脂       100份；

增塑剂a        5~10份；

增塑剂b        30~55份；

阻燃剂a        4~7份；

阻燃剂b        6~10；

填料a          10~40份；

填料b          20~30份；

热稳定剂       2~10份；

加工改性剂     1~3份；

其中，所述PVC树脂选自聚合度为1000的PVC树脂、聚合度为1300的PVC树脂、SG3型PVC树脂和SG4型PVC树脂中的一种；

所述增塑剂a为环氧大豆油；

所述增塑剂b为分子量在1200~1800之间的己二酸聚酯、分子量在3000~4000之间的己二酸聚酯以及偏苯三酸三异壬脂中的任意一种或至少两种以任意比例混合的混合物；

所述阻燃剂a为三氧化二锑；

所述阻燃剂b为硼酸锌或者硅镁阻燃协效剂；

所述填料a为碳酸钙和滑石粉的一种或两种以任意比例混合的混合物；

所述填料b为氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或两种以任意比例混合的混合物；

所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂；

所述加工改性剂为丙烯酸酯类聚合物和α-甲基苯乙烯中的一种或者两种以任意比例混合的混合物。

2.根据权利要求1所述的耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料，其特征在于：所述原料配方中还包括0.5~2重量份的润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、氧化聚乙烯的一种或至少两种以任意比例混合的混合物。

3.一种制备权利要求1和2中任意一项所述的耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，按照所述原料配方中各材料的重量份数称取材料；

第二步，使用高速捏合机将各材料在高速摩擦下升温至130~140℃，充分混合均匀和预塑化；

第三步，使用双螺杆挤出机组进行挤出混炼塑化，双螺杆挤出机组的温度设定为130~160℃；

第四步，使用单螺杆造粒机进行造粒，单螺杆造粒机的温度设定为100~130℃；

第五步，冷却过筛，即得耐聚苯乙烯迁移阻燃PVC护层料。