CN104212101A - 一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯70-80份、三元乙丙橡胶5-10份、氯化聚乙烯10-15份、氯化聚丙烯10-15份、硬脂酸钙5-8份、新型稀土稳定剂2-3份、季戊四醇0.5-1.5份、硬脂酸镧1.5-3份、硫醇甲基锡3-5份、ASA11-13.5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-5份、邻苯二甲酸二辛脂0.8-1.3份、偶联剂改性木粉10-15份、蒙脱土2-3份、改性纳米碳酸钙10-15份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯4-9份、红磷1-3份、润滑剂0.4-1.5份、偶联剂1-3份、加工助剂1-1.8份。本发明所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其耐老化性能好，抗冲击性好，使用寿命长。

Description

一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料
技术领域
本发明涉及电力电缆保护料技术领域，尤其涉及一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料。
背景技术
电力电缆保护料主要安装在地下或者是地表，用于保护电缆不被腐蚀或破坏，防止电力线发生断线造成短路事故。电力电缆保护料一般需要应用在各种恶劣的环境下，包括海底、雪地以及盐碱环境等等。制备电力电缆的材料应该具有高的耐热性能、绝缘性能、抗压性能、抗冲击强度、阻燃性能，并且电力电缆保护料的质量应该轻，强度高，施工敷设方法简便、使用寿命长。
聚氯乙烯是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物，作为五大通用塑料之一，具有阻燃、耐化学药品性高、机械强度和电绝缘性良好、质量轻、使用寿命长的优点，但在合成和加工过程中生成的烯丙基氯等弱结构，易使聚氯乙烯发生老化。目前，聚氯乙烯电力电缆保护料的耐老化性不能满足社会的要求，需要进一步研究和开发。
发明内容
本发明提出了一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其耐老化性能好，抗冲击性好，使用寿命长。
本发明提出了一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯70-80份、三元乙丙橡胶5-10份、氯化聚乙烯10-15份、氯化聚丙烯10-15份、硬脂酸钙5-8份、新型稀土稳定剂2-3份、季戊四醇0.5-1.5份、硬脂酸镧1.5-3份、硫醇甲基锡3-5份、ASA11-13.5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-5份、邻苯二甲酸二辛脂0.8-1.3份、偶联剂改性木粉10-15份、蒙脱土2-3份、改性纳米碳酸钙10-15份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯4-9份、红磷1-3份、润滑剂0.4-1.5份、偶联剂1-3份、加工助剂1-1.8份；
所述新型稀土稳定剂按照以下工艺进行制备：按重量份将10-15份富马酸溶解到100份去离子水中，然后加入1-1.5份稀土硝酸盐，搅拌均匀后加入5-8份氢氧化钠，在90-100℃条件下保温搅拌120-150min，过滤，烘干。
优选地，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、环氧油酸乙二醇酯、马来酸油酸乙二醇酯、硬脂酸季戊四醇酯中的一种或者多种的组合。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种的组合。
优选地，所述加工助剂为聚丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙酯共聚物中的一种或者多种的组合。
优选地，在新型稀土稳定剂的制备工艺中，所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕、硝酸钇中的一种或者多种的组合。
优选地，在新型稀土稳定剂的制备过程中，搅拌均匀后加入5-8份氢氧化钠的过程中，将氢氧化钠配制成浓度为0.5-0.8mol/L的溶液后滴加，滴加时间为60-80min。
优选地，其原料按重量份包括：聚氯乙烯73-76份、三元乙丙橡胶8-9份、氯化聚乙烯12-14份、氯化聚丙烯13-14份、硬脂酸钙6-7.5份、新型稀土稳定剂2.2-2.6份、季戊四醇1-1.3份、硬脂酸镧2-2.5份、硫醇甲基锡4-4.6份、ASA12-12.6份、聚甲基丙烯酸甲酯3-4.2份、邻苯二甲酸二辛脂1-1.2份、偶联剂改性木粉13-14份、蒙脱土2.2-2.5份、改性纳米碳酸钙13-14份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯6-7.5份、红磷2-2.6份、润滑剂1-1.3份、偶联剂1.8-2.3份、加工助剂1.3-1.5份。
优选地，其原料按重量份包括：聚氯乙烯75份、三元乙丙橡胶8.7份、氯化聚乙烯12.8份、氯化聚丙烯13.5份、硬脂酸钙7份、新型稀土稳定剂2.5份、季戊四醇1.2份、硬脂酸镧2.3份、硫醇甲基锡4.4份、ASA12份、聚甲基丙烯酸甲酯4.1份、邻苯二甲酸二辛脂1.1份、偶联剂改性木粉13.6份、蒙脱土2.3份、改性纳米碳酸钙13.4份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯7.2份、红磷2.3份、润滑剂1.2份、偶联剂2份、加工助剂1.38份。
本发明中，配合聚氯乙烯选择了硬脂酸钙、新型稀土稳定剂、硬脂酸镧、硫醇甲基锡、季戊四醇复合作为稳定剂，提高了复合材料的热稳定性，其中，新型稀土稳定剂中的稀土离子与聚氯乙烯分子链上不稳定氯原子之间形成配位键，钝化了聚氯乙烯中氯原子，使其不容易脱去形成氯化氢气体，稀土稳定剂中的稀土离子也可与氯化氢中的氯离子作用，减少热降解产生的氯化氢的浓度，达到有效抑制氯化氢自我催化加速降解反应速率的目的，新型稀土稳定剂中含有的双键可以吸收氯化氢发生加成反应，减少氯化氢的量，含有的氧原子含有孤对电子可以与稀土配位形成稳定的络合物，从而消除相之间的界限，使稳定性能更加完善；配合添加的季戊四醇中O-H中的氧与稀土元素配位，从而连接稀土元素与聚氯乙烯中不稳定的氯原子，形成三者联合的大分子产物，从而使聚氯乙烯中的氯更加稳定；硬脂酸钙、硬脂酸镧和硫醇甲基锡与新型稀土稳定剂协同，进一步提高了改性聚氯乙烯的热稳定性；添加了聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和邻苯二甲酸酯为增塑剂，聚甲基丙烯酸甲酯与聚氯乙烯分子之间可形成分子间氢键，在任意比例下为完全相容的体系，配合添加的邻苯二甲酸酯增塑剂在改变复合材料韧性的同时不影响复合体系的相容性；蒙脱土充分分散在复合材料中，发挥了纳米增强效应，提高了复合材料的拉伸强度和冲击强度，由于蒙脱土巨大的表面能效应，使有机组分与蒙脱土紧密接触而形成物理及化学作用，致使改性聚氯乙烯中的有机大分子运动受限而提高了其力学性能；乙二氧撑双硅酸氯乙酯是双酯结构，对称性好，相对分子质量大，挥发性低，与复合材料相容性好，添加到复合材料中与红磷具有很好的阻燃协效性，提高了复合材料的阻燃性；偶联剂的加入改善了偶联剂改性木粉与聚氯乙烯、蒙脱土之间的相容性，改性木粉和聚氯乙烯间的界面强度也得到了改善，同时偶联剂会与蒙脱土发生接枝反应，提高了复合材料的性能，另外，偶联剂改性各基体之间的相容性，同时能起到润滑的作用，三元乙丙橡胶、氯化聚乙烯与加工助剂配合使用，提高了电力保护管的韧性和耐压性能，以及抗冲击性能，延长保护管的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
实施例1
本发明所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯70份、三元乙丙橡胶10份、氯化聚乙烯10份、氯化聚丙烯10份、硬脂酸钙8份、新型稀土稳定剂2份、季戊四醇1.5份、硬脂酸镧1.5份、硫醇甲基锡3份、ASA11份、聚甲基丙烯酸甲酯2份、邻苯二甲酸二辛脂0.8份、偶联剂改性木粉15份、蒙脱土份2份、改性纳米碳酸钙15份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯4份、红磷3份、硬脂酸季戊四醇酯0.4份、偶联剂3份、加工助剂1份；
所述新型稀土稳定剂按照以下工艺进行制备：按重量份将10份富马酸溶解到100份去离子水中，然后加入1份硝酸钇，搅拌均匀后加入8份氢氧化钠，在90℃条件下保温搅拌150min，过滤，烘干。
实施例2
本发明所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯80份、三元乙丙橡胶5份、氯化聚乙烯15份、氯化聚丙烯15份、硬脂酸钙5份、新型稀土稳定剂3份、季戊四醇0.5份、硬脂酸镧3份、硫醇甲基锡5份、ASA13.5份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、邻苯二甲酸二辛脂1.3份、偶联剂改性木粉10份、蒙脱土3份、改性纳米碳酸钙10份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯9份、红磷1份、氧化聚乙烯蜡0.5份、马来酸油酸乙二醇酯1份、硅烷偶联剂0.6份、硼酸酯偶联剂0.4份、聚丙烯酸酯类加工助剂1.8份；
所述新型稀土稳定剂按照以下工艺进行制备：按重量份将15份富马酸溶解到100份去离子水中，然后加入1份硝酸镧和0.5份硝酸钕，搅拌均匀后滴加0.5mol/L的氢氧化钠溶液，在100℃条件下保温搅拌120min，过滤，烘干；其中0.5mol/L的氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠5份，滴加的时间为60min。
实施例3
本发明所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯75份、三元乙丙橡胶8.7份、氯化聚乙烯12.8份、氯化聚丙烯13.5份、硬脂酸钙7份、新型稀土稳定剂2.5份、季戊四醇1.2份、硬脂酸镧2.3份、硫醇甲基锡4.4份、ASA12份、聚甲基丙烯酸甲酯4.1份、邻苯二甲酸二辛脂1.1份、偶联剂改性木粉13.6份、蒙脱土2.3份、改性纳米碳酸钙13.4份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯7.2份、红磷2.3份、氧化聚乙烯蜡0.3份、环氧油酸乙二醇酯0.5份、马来酸油酸乙二醇酯0.2份、硬脂酸季戊四醇酯0.2份、铝酸酯偶联剂2份、聚丙烯酸酯类0.6份、乙烯-乙酸乙酯共聚物0.78份；
所述新型稀土稳定剂按照以下工艺进行制备：按重量份将13份富马酸溶解到100份去离子水中，然后加入1.4份硝酸镧，搅拌均匀后滴加0.6mol/L的氢氧化钠溶液，在98℃条件下保温搅拌140min，过滤，烘干；其中在0.6mol/L的氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠6份，滴加的时间为75min。

Claims (8)

1.一种改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯70-80份、三元乙丙橡胶5-10份、氯化聚乙烯10-15份、氯化聚丙烯10-15份、硬脂酸钙5-8份、新型稀土稳定剂2-3份、季戊四醇0.5-1.5份、硬脂酸镧1.5-3份、硫醇甲基锡3-5份、ASA11-13.5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-5份、邻苯二甲酸二辛脂0.8-1.3份、偶联剂改性木粉10-15份、蒙脱土2-3份、改性纳米碳酸钙10-15份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯4-9份、红磷1-3份、润滑剂0.4-1.5份、偶联剂1-3份、加工助剂1-1.8份；所述新型稀土稳定剂按照以下工艺进行制备：按重量份将10-15份富马酸溶解到100份去离子水中，然后加入1-1.5份稀土硝酸盐，搅拌均匀后加入5-8份氢氧化钠，在90-100℃条件下保温搅拌120-150min，过滤，烘干。
2.根据权利要求1所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、环氧油酸乙二醇酯、马来酸油酸乙二醇酯、硬脂酸季戊四醇酯中的一种或者多种的组合。
3.根据权利要求1或2所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，所述加工助剂为聚丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙酯共聚物中的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，在新型稀土稳定剂的制备工艺中，所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕、硝酸钇中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，在新型稀土稳定剂的制备过程中，搅拌均匀后加入5-8份氢氧化钠的过程中，将氢氧化钠配制成浓度为0.5-0.8mol/L的溶液后滴加，滴加时间为60-80min。
7.根据权利要求1-6中任一项所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯73-76份、三元乙丙橡胶8-9份、氯化聚乙烯12-14份、氯化聚丙烯13-14份、硬脂酸钙6-7.5份、新型稀土稳定剂2.2-2.6份、季戊四醇1-1.3份、硬脂酸镧2-2.5份、硫醇甲基锡4-4.6份、ASA12-12.6份、聚甲基丙烯酸甲酯3-4.2份、邻苯二甲酸二辛脂1-1.2份、偶联剂改性木粉13-14份、蒙脱土2.2-2.5份、改性纳米碳酸钙13-14份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯6-7.5份、红磷2-2.6份、润滑剂1-1.3份、偶联剂1.8-2.3份、加工助剂1.3-1.5份。
8.根据权利要求7所述改性聚氯乙烯电力电缆保护料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯75份、三元乙丙橡胶8.7份、氯化聚乙烯12.8份、氯化聚丙烯13.5份、硬脂酸钙7份、新型稀土稳定剂2.5份、季戊四醇1.2份、硬脂酸镧2.3份、硫醇甲基锡4.4份、ASA12份、聚甲基丙烯酸甲酯4.1份、邻苯二甲酸二辛脂1.1份、偶联剂改性木粉13.6份、蒙脱土2.3份、改性纳米碳酸钙13.4份、乙二氧撑双硅酸氯乙酯7.2份、红磷2.3份、润滑剂1.2份、偶联剂2份、加工助剂1.38份。
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