CN104072914A - 耐寒阻燃pvc电缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐寒阻燃PVC电缆料，含有以下重量份数的组分：PVC树脂：100份，DOP：33-40份，DOTP：12-8份，环氧大豆油：3-5份，醋酸乙烯：1-30份，无机填料：30-50份，三氧化二锑：4-6份，聚乙烯蜡：0.1-0.2份，硬脂酸：0.1-0.2份，钙锌复合稳定剂：2-5份。本发明所述的耐寒阻燃PVC电缆料具有更优秀的阻燃性能，使电缆避免成为火灾中火情扩散源头；产品耐寒性能出色，使电缆可以承受更加寒冷的环境；使用的耐寒增塑剂及阻燃剂份数明显减少，配方成本控制更合理。

Description

耐寒阻燃PVC电缆料
技术领域
本发明涉及电缆料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐寒阻燃PVC电缆料。
背景技术
随着社会对火灾危害的关注越来越密切，电缆的防火性能也要求更高，一些特种软电缆(如电梯电缆、电信器件电缆等)也要求具有一定阻燃性能，因此需要开发PVC耐寒阻燃电缆料。在现有技术中，PVC耐寒阻燃电缆料是以PVC树脂为基料，添加增塑剂(降低树脂加工温度，降低产品软化点)、阻燃剂(提高产品阻燃性能)、稳定剂(提高产品耐热性能，延缓PVC降解)、润滑剂(改善产品加工性能，使物料更容易脱模流动)等通过适当的比例经过螺杆挤出塑化后混合在一起的产品。目前主要做法是添加癸二酸二辛酯、已二酸二辛酯等耐寒增塑剂(该类增塑剂与树脂相容性不好，易析出、较普通增塑剂对阻燃性能影响更严重)来提高产品耐严寒性能，添加三氧化二锑、硼酸锌等阻燃剂来提高产品阻燃性能(阻燃剂添加量越大低冲性能越差)。然而通过添加大量增塑剂而降低产品软化点，添加量越大，增塑剂越容易从树脂内析出，使产品阻燃性能越差。耐寒电缆料产品要达到理想的阻燃效果，必须添加大量复合阻燃剂，而复合阻燃剂的增加又会使产品的耐寒性能降低产品，从而形成恶性循环，也使配方成本增加。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种耐寒阻燃PVC电缆料。
为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于含有以下重量份数的组分：PVC树脂：100份，邻苯二甲酸二辛酯(DOP)：33-40份，对苯二甲酸二辛酯(DOTP)：12-8份，环氧大豆油：3-5份，醋酸乙烯：1-30份，无机填料：30-50份，三氧化二锑：4-6份，聚乙烯蜡0.1-0.2份，硬脂酸：0.1-0.2份，钙锌复合稳定剂：2-5份。
其中，所述电缆料由以下重量份数的组分组成：PVC树脂：100份，邻苯二甲酸二辛酯：33-40份，对苯二甲酸二辛酯：12-8份，环氧大豆油：3-5份，醋酸乙烯：1-30份，无机填料：30-50份，三氧化二锑：4-6份，聚乙烯蜡：0.1-0.2份，硬脂酸：0.1-0.2份，钙锌复合稳定剂：2-5份。
其中，所述无机填料的加入能够有效地改进PVC电缆料的刚性和尺寸稳定性。在本发明中无机填料的目数为2500目或更高目数的产品，如果颗粒大小过大，无机填料对线性膨胀系数控制的效果将变差。在本发明中可以用机械方法精细地粉碎无机填料，然后更加精密地分级，例如可以进行两次或2次以上的分级程序。在本发明中，无机填料可使用各种有机钛酸酯基偶联剂、有机硅烷基偶联剂、不饱和羧酸、脂肪酸金属盐、脂肪酸酯等进行表面改性处理，以促进无机填料对PVC树脂的附着力或提高其分散性。
其中，所述无机填料选自滑石、碳酸钙、天然云母、合成云母、硅灰石和蒙脱石中的至少一种填料，更优选为碳酸钙。
其中，所述醋酸乙烯的含量优选为2-28重量份，更优选为5-25重量份。在本发明中所述醋酸乙烯的掺入，与适量的DOTP以及环氧大豆油一起配合使用，不仅能够可以明显改善PVC树脂的耐低温性能，而且还能够改进由于无机填料的加入而引起的PVC树脂变差的常温冲击强度；而且出人预料地，可以由此显著降低配方中增塑剂(如DOTP)和阻燃剂的份数。
其中，所述聚乙烯蜡与硬脂酸配合使用能够有效解决电缆护套及绝缘层的线径不稳定的问题。
其中，所述PVC树脂选用聚合度为1000或更高的型号，例如为S-1000、S-1300或者二者的混合物。
其中，所述钙锌复合稳定剂由18-20重量份的改性菱沸石、8-10重量份的硬脂酸钙、12-15重量份的硬脂酸锌、5-6重量份的抗氧剂和8-10重量份的聚乙烯蜡在90～100℃下捏合而成。与现有技术相比，本发明所述的耐寒阻燃PVC电缆料具有以下有益的技术效果：
1、具有更优秀的阻燃性能，使电缆避免成为火灾中火情扩散源头；
2、产品耐寒性能出色，使电缆可以承受更加寒冷的环境；
3、使用的耐寒增塑剂及阻燃剂份数明显减少，配方成本控制更合理。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明所述的耐寒阻燃PVC电缆料的原料、制备工艺以及性能等进行详细描述。
实施例1
本实施例所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，35重量份的DOP，10重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，8重量份的醋酸乙烯，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。
制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
实施例2
本实施例所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，40重量份的DOP，8重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，25重量份的醋酸乙烯，50重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。
制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
实施例3
本实施例所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，33重量份的DOP，12重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，5重量份的醋酸乙烯，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。
制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
对比例1
对比例1所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，35重量份的DOP，4重量份的环氧大豆油，8重量份的醋酸乙烯，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，2-5重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。
制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
对比例2
对比例2所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，35重量份的DOP，15重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，30重量份的聚乙烯醋酸乙烯(醋酸乙烯含量为30％)，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。
制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
对比例3
对比例3所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，35重量份的DOP，10重量份的DOTP，10重量份的醋酸乙烯，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，2-5重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。
制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
按照GB/T8815-2002和GB/T5470-2008的标准规定的实验方法，对实施例1-3以及对比例1-3制备得到的电缆料进行检测，检测结果如表1所示。
表1实施例1-3以及比较例1-3电缆料性能检测结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
氧指数％，≥ 30 30 30 30 30 30
密度，g/cm3 1.37 1.40 1.37 1.37 1.37 1.37
冲击脆化温度，℃ -40 -45 -40 -20 -25 -30
拉伸强度MPa，≥ 16.0 15.2 15.0 15.8 14.0 15.2
断裂伸长率％，≥ 350 320 360 350 300 330
200℃静态热稳定时间min，≥ 120 120 120 120 120 120
实施例4
实施例4与实施例1相比，区别在于使用的钙锌复合稳定剂不同。本实施例中的钙锌复合稳定剂由18重量份的改性菱沸石、10重量份的硬脂酸钙、12重量份的硬脂酸锌、5重量份的抗氧剂BHT和10重量份的聚乙烯蜡在100℃下捏合30分钟而成。所述的菱沸石的化学组成为Ca2(Al4Si8O24)·13H2O，孔直径为0.37-0.50nm，密度为2.1-2.2g/cm3。所述的改性是指利用5wt％的草酸和0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸(ATMP)的混合水溶液，对所述菱沸石处理12个小时，然后利用碳酸钠中和至中性，洗涤后干燥，然后在180℃焙烧3个小时即可。
实施例5
实施例4与实施例1相比，区别在于使用的钙锌复合稳定剂不同。本实施例中的钙锌复合稳定剂由20重量份的改性菱沸石、8重量份的硬脂酸钙、15重量份的硬脂酸锌、5重量份的抗氧剂BHT和10重量份的聚乙烯蜡在100℃下捏合30分钟而成。所述的菱沸石的化学组成为Ca2(Al4Si8O24)·13H2O，孔直径为0.37-0.50nm，密度为2.1-2.2g/cm3。所述的改性是指利用5wt％的草酸和0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸(ATMP)的混合水溶液，对所述菱沸石处理12个小时，然后利用碳酸钠中和至中性，洗涤后干燥，然后在180℃焙烧3个小时即可。
对比例4
对比例4与实施例1相比，区别在于使用的钙锌复合稳定剂不同。本实施例中的钙锌复合稳定剂由18重量份的菱沸石、10重量份的硬脂酸钙、12重量份的硬脂酸锌、5重量份的抗氧剂BHT和10重量份的聚乙烯蜡在100℃下捏合30分钟而成。所述的菱沸石的化学组成为Ca2(Al4Si8O24)·13H2O，孔直径为0.37-0.50nm，密度为2.1-2.2g/cm3。
对比例5
对比例5与实施例1相比，区别在于使用的钙锌复合稳定剂不同。本实施例中的钙锌复合稳定剂由18重量份的改性菱沸石、10重量份的硬脂酸钙、12重量份的硬脂酸锌、5重量份的抗氧剂BHT和10重量份的聚乙烯蜡在100℃下捏合30分钟而成。所述的菱沸石的化学组成为Ca2(Al4Si8O24)·13H2O，孔直径为0.37-0.50nm，密度为2.1-2.2g/cm3。所述的改性是指利用5wt％的盐酸的混合水溶液，对所述菱沸石处理12个小时，然后利用碳酸钠中和至中性，洗涤后干燥，然后在180℃焙烧3个小时即可。
按照GB/T8815-2002的标准规定的实验方法，对实施例4-5以及对比例4-5制备得到的电缆料进行检测，检测结果如表2所示。
表2
实施例4 实施例5 对比例4 对比例5
冲击脆化温度，℃ -40 -40 -40 -40
断裂伸长率％，≥ 350 350 350 350
200℃静态热稳定时间min 180 180 120 130
实施例6
本实施例所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，35重量份的DOP，10重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，8重量份的醋酸乙烯，1.5重量份的共聚醚二胺(Huntsman公司的HK-511)，5重量份的乙烯-辛烯共聚物弹性体(辛烯单体的质量分数为30％)，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
对比例6
本对比例所述的耐寒阻燃PVC电缆料的配方如下：含有100重量份的PVC树脂(S-1000)，35重量份的DOP，10重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，8重量份的醋酸乙烯，5重量份的乙烯-辛烯共聚物弹性体(辛烯单体的质量分数为30％)，30重量份的碳酸钙(2500目)，5重量份的三氧化二锑(纯度为98％以上)，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂(CZ-3)。制备工艺如下：将配方中的各组分在高速混合机中搅拌均匀，再在120℃的温度区间下经过密炼机密炼，然后经过双螺杆挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成耐寒阻燃PVC电缆料。
按照GB/T8815-2002的标准规定的实验方法，对实施例1、6以及对比例6制备得到的电缆料进行检测，检测结果如表3所示。所述的老化是指在空气烘箱中老化，温度为100℃，时间为168小时。
表3
实施例1 实施例6 对比例6
冲击脆化温度，℃ -40 -50 -50
拉伸强度，MPa 16.0 16.2 16.2
断裂伸长率％，≥ 350 380 380
老化后拉伸强度变化率 ≤10％ ≤10％ ≥15％
老化后断裂伸长率变化率 ≤10％ ≤5％ ≥25％
以上所述仅为本发明具体的实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：含有以下重量份数的组分：PVC树脂：100份，邻苯二甲酸二辛酯：33-40份，对苯二甲酸二辛酯：12-8份，环氧大豆油：3-5份，醋酸乙烯：1-30份，无机填料：30-50份，三氧化二锑：4-6份，聚乙烯蜡0.1-0.2份，硬脂酸：0.1-0.2份，钙锌复合稳定剂：2-5份。
2.根据权利要求1所述的耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述电缆料由以下重量份数的组分组成：PVC树脂：100份，邻苯二甲酸二辛酯：33-40份，对苯二甲酸二辛酯：12-8份，环氧大豆油：3-5份，醋酸乙烯：1-30份，无机填料：30-50份，三氧化二锑：4-6份，聚乙烯蜡：0.1-0.2份，硬脂酸：0.1-0.2份，钙锌复合稳定剂：2-5份。
3.根据权利要求1所述的耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述无机填料选自滑石、碳酸钙、天然云母、合成云母、硅灰石和蒙脱石中的至少一种填料。
4.根据权利要求1所述的耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述醋酸乙烯的含量为2-28重量份。
5.根据权利要求1所述的耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述PVC树脂选用聚合度为1000或更高的型号。
6.根据权利要求1所述的耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述钙锌复合稳定剂由18-20重量份的改性菱沸石、8-10重量份的硬脂酸钙、12-15重量份的硬脂酸锌、5-6重量份的抗氧剂和8-10重量份的聚乙烯蜡在90～100℃下捏合而成。
7.根据权利要求1所述的耐寒阻燃PVC电缆料，其特征在于：所述电缆料由以下组分组成：100重量份的PVC树脂，35重量份的DOP，10重量份的DOTP，4重量份的环氧大豆油，8重量份的醋酸乙烯，1.5重量份的共聚醚二胺，5重量份的乙烯-辛烯共聚物弹性体，30重量份的碳酸钙，5重量份的三氧化二锑，0.2重量份的聚乙烯蜡，0.2重量份的硬脂酸，3重量份的钙锌复合稳定剂。
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