CN104761856A - 一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，以重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂50-80份，纳米氧化硅1-5份，BN纳米片2-6份，双酚A 1-3份，增塑剂2-5份，稳定剂1-8份，其他助剂2-10份。本发明还公开了该环保耐高温聚氯乙烯电缆料的制备方法。本发明提供的聚氯乙烯电缆料，耐高温性能优异，机械性能好，阻燃性能好，燃烧时发烟料少，耐低温性能好，其制备方法简单，制备过程中无有毒物质释放，有利于环境保护。

Description

一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子改性技术领域，具体的涉及一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
背景技术：
随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用。聚氯乙烯(PVC)电缆料价格低廉，性能优良，在电线电缆绝缘保护材料中长期占有重要地位，随着人们活动范围的扩大，增大了PVC电线电缆在如高温、高油、高紫外照射等恶劣环境中应用的概率。这就需要PVC电线电缆必须具备良好的耐高温、等特性。然而现有的以PVC为基础的电缆料存在热稳定性差、高温下易降解，易老化等固有缺陷。
中国专利(CN103059480A)公开了一种一种耐高温的聚氯乙烯电缆料，其包括聚氯乙烯树脂、增塑剂、矿物填料、交联剂、交联助剂、抗氧剂和润滑剂。但是该抗张强度仅为13.4MPa，断裂伸长率仅为240％，且耐高温性能差；中国专利(CN103524946A)公开了一种耐高温的热塑性聚氯乙烯电缆料，包括聚氯乙烯，改性增塑剂，增塑剂，改性剂，阻燃剂，无机填充剂，稳定剂，加工助剂。其通过添加橡胶类改性剂，并采用偏苯三酸酯类增塑剂，来提高聚乙烯电缆的耐高温性能，但是过多助剂的加入，不仅增加了生产成本，还会对聚氯乙烯的机械性能有影响，且偏苯三酸酯类增塑剂易挥发，不利于环保。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其耐高温性能优异，机械性能好，阻燃性能好，燃烧时发烟料少，耐低温性能好，其制备方法简单，制备过程中无有毒物质释放，有利于环境保护。
本发明的另一个目的是提供该环保耐高温聚氯乙烯电缆料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂50-80份，
纳米氧化硅1-5份，BN纳米片2-6份，
双酚A 1-3份，增塑剂2-5份，
稳定剂1-8份，其他助剂2-10份。
作为上述技术方案的优选，一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂75份，
纳米氧化硅4份，BN纳米片5份，
双酚A 2份，增塑剂3份，
稳定剂6份，其他助剂8份。
作为上述技术方案的优选，所述聚氯乙烯树脂为聚合度为1000-2000的聚氯乙烯XS-1型树脂。
作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化硅的粒径20-50nm，所述氮化硼纳米片的厚度为5-10nm。
作为上述技术方案的优选，所述增塑剂为多元醇苯甲酸酯。
作为上述技术方案的优选，所述稳定剂为硬脂酸锌，硬脂酸钙、脂肪酸锌、脂肪酸钙的混合物。
作为上述技术方案的优选，所述其他助剂为氯化石蜡、硬脂酸、硼酸锌的混合物。
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、纳米氧化硅、BN纳米片、其他助剂混合加入到高速捏合机中，在100-110℃下，捏合10-20min，加入双酚A、增塑剂、稳定剂，继续捏合5-10min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中所述挤出造粒的条件为挤出机温度设定为150-180℃，单螺杆挤出机的主机转速为2500-3000r/min。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用多元醇苯甲酸酯替代常用的邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，其增塑效率高，和聚氯乙烯的相溶性好，无需增加其他相容剂，既不影响聚氯乙烯的机械性能，又降低了成本，其挥发性低、渗出性低、热稳定性好、不易氧化和挥发，有利于环境保护；
本发明采用纳米氧化硅、BN纳米片作为改性剂，大大提高了聚氯乙烯的耐高温性能，纳米氧化硅、BN纳米片绝缘性能好，且导热性能优异，尤其是BN纳米片在其(001)面上具有较高的导热性，两者的加入可以有效提高聚氯乙烯电缆的耐热性；本发明通过合适的纳米氧化硅、BN纳米片添加量，在不影响聚氯乙烯机械性能的情况下，使其耐高温性能更为优异。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂50份，
纳米氧化硅1份，BN纳米片2份，
双酚A 1份，增塑剂2份，
稳定剂1份，其他助剂2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将50份聚氯乙烯树脂、1份纳米氧化硅、2份BN纳米片、2份其他助剂混合加入到高速捏合机中，在100℃下，捏合10min，加入1份双酚A、2份增塑剂、1份稳定剂，继续捏合5min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
其中，挤出机温度设定为150℃，单螺杆挤出机的主机转速为2500r/min。
实施例2
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂80份，
纳米氧化硅5份，BN纳米片6份，
双酚A 3份，增塑剂5份，
稳定剂8份，其他助剂10份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将80份聚氯乙烯树脂、5份纳米氧化硅、6份BN纳米片、10份其他助剂混合加入到高速捏合机中，在110℃下，捏合20min，加入3份双酚A、5份增塑剂、8份稳定剂，继续捏合10min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
其中，挤出机温度设定为180℃，单螺杆挤出机的主机转速为3000r/min。
实施例3
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂55份，
纳米氧化硅2份，BN纳米片3份，
双酚A 2份，增塑剂3份，
稳定剂2份，其他助剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将55份聚氯乙烯树脂、2份纳米氧化硅、3份BN纳米片、3份其他助剂混合加入到高速捏合机中，在102℃下，捏合12min，加入2份双酚A、3份增塑剂、2份稳定剂，继续捏合6min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
其中，挤出机温度设定为155℃，单螺杆挤出机的主机转速为2600r/min。
实施例4
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂60份，
纳米氧化硅3份，BN纳米片4份，
双酚A 3份，增塑剂4份，
稳定剂3份，其他助剂4份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将60份聚氯乙烯树脂、3份纳米氧化硅、4份BN纳米片、4份其他助剂混合加入到高速捏合机中，在104℃下，捏合14min，加入3份双酚A、4份增塑剂、3份稳定剂，继续捏合7min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
其中，挤出机温度设定为160℃，单螺杆挤出机的主机转速为2700r/min。
实施例5
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂65份，
纳米氧化硅4份，BN纳米片5份，
双酚A 2份，增塑剂4份，
稳定剂5份，其他助剂6份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将65份聚氯乙烯树脂、4份纳米氧化硅、5份BN纳米片、6份其他助剂混合加入到高速捏合机中，在106℃下，捏合16min，加入2份双酚A、4份增塑剂、5份稳定剂，继续捏合7min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
其中，挤出机温度设定为165℃，单螺杆挤出机的主机转速为2700r/min。
实施例6
一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂70份，
纳米氧化硅5份，BN纳米片5份，
双酚A 3份，增塑剂5份，
稳定剂7份，其他助剂8份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将70份聚氯乙烯树脂、5份纳米氧化硅、5份BN纳米片、8份其他助剂混合加入到高速捏合机中，在108℃下，捏合18min，加入3份双酚A、5份增塑剂、7份稳定剂，继续捏合8min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
其中，挤出机温度设定为175℃，单螺杆挤出机的主机转速为2900r/min。
下面对本发明提供的环保耐高温聚氯乙烯电缆料的性能进行表征，其中，对比例为市面上出售的聚氯乙烯电缆料。
(1)拉伸强度
按照GB/T 1040-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(2)断裂伸长率
按照GB/T 1040-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(3)热变形
按照GB/T 8815-2002进行测试，测试结果如表1所示；
(4)热稳定时间(200℃)
按照GB/T 2917.1-2002进行测试，测试结果如表1所示；
(5)介电常数
按照GB/T 1409-1988进行测试，测试结果如表1所示；
表1
从表1来看，本发明所提供的聚氯乙烯电缆料不仅机械性能优异，耐热性也好，绝缘性能优异。

Claims (9)

1.一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂 50-80份，
纳米氧化硅 1-5份，BN纳米片 2-6份，
双酚 A 1-3份，增塑剂 2-5份，
稳定剂 1-8份，其他助剂 2-10份。
2.如权利要求1所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
聚氯乙烯树脂 75份，
纳米氧化硅 4份，BN纳米片 5份，
双酚 A 2份，增塑剂 3份，
稳定剂 6份，其他助剂8 份。
3.如权利要求1所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于：所述聚氯乙烯树脂为聚合度为1000-2000的聚氯乙烯XS-1型树脂。
4.如权利要求1所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于：所述纳米氧化硅的粒径为20-50nm，所述氮化硼纳米片的厚度为5-10nm。
5.如权利要求1所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于：所述增塑剂为多元醇苯甲酸酯。
6.如权利要求1所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸锌，硬脂酸钙、脂肪酸锌、脂肪酸钙的混合物。
7.如权利要求1所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料，其特征在于：所述其他助剂为氯化石蜡、硬脂酸、硼酸锌的混合物。
8.如权利要求1至7任一所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、纳米氧化硅、BN纳米片、其他助剂混合加入到高速捏合机中，在100-110℃下，捏合10-20min，加入双酚A、增塑剂、稳定剂，继续捏合5-10min，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒，干燥，得到环保耐高温聚氯乙烯电缆料。
9.如权利要求1至7任一所述的一种新型环保耐高温聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述挤出造粒的条件为挤出机温度设定为150-180℃，单螺杆挤出机的主机转速为2500-3000r/min。
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