CN105131477A - 复合绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘材料及其制备方法，复合绝缘材料的制备方法包括以下步骤：S1、按照重量份提供80-100份的聚氯乙烯树脂、50-60份的增塑剂、5-10份的钙锌稳定剂、0.5-4份的胺抑制剂和0.5-3份的抗氧剂，并将其混合搅拌；S2、提供0-60重量份的聚氨酯树脂，并将其与所述步骤S1中的物料混合后投料；S3、将所述步骤S2得到的混合物料进行挤出造料，得到半成品；S4、将所述半成品进行干燥，得到所述复合绝缘材料。根据本发明实施例的制备方法，操作简单，可行性强，成本低廉，制备得到的复合绝缘材料柔软性高，并保持较高的机械性能和耐磨性能，相对于阻燃聚氨酯材料，成本低，比较经济，且易于加工。

Description

复合绝缘材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，更具体地，涉及一种复合绝缘材料及其制备方法。

背景技术

对于大规格汽车电线(10sq以上)，敷设于车内狭小的回路时，必须要求易于弯曲，足够柔软。目前对于105℃耐温等级汽车电线而言，使用得最多的仍然是PVC绝缘材料，如果提高PVC材料的柔软性，只能增加增塑剂的用量，但是机械性能和耐磨性能会急剧下降。PVC/丁腈橡胶(NBR)复合物有可能能解决这一问题，但是丁腈橡胶的气味比较大，不符合车身材料的气味要求。聚氨酯(PU)具有高强度、耐磨等优异性能，且硬度范围很宽，在较低的硬度下仍能保持较高的强度。阻燃型PU作为105℃耐温等级绝缘料有现成的经验，但是成本很高，并且由于强度高，不利于汽车电线的裁线剥离绝缘的加工。因此，存在改进需要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明提出一种复合绝缘材料的制备方法，该方法操作简单，可行性强，成本低。

本发明还提出一种采用上述复合绝缘材料的制备方法制备而成的复合绝缘材料。

根据本发明第一方面施例的复合绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份提供80-100份的聚氯乙烯树脂、50-60份的增塑剂、5-10份的钙锌稳定剂、0.5-4份的胺抑制剂和0.5-3份的抗氧剂，并将其混合搅拌；S2、提供0-60重量份的聚氨酯树脂，并将其与所述步骤S1中的物料混合后投料；S3、将所述步骤S2得到的混合物料进行挤出造料，得到半成品；S4、将所述半成品进行干燥，得到所述复合绝缘材料。

根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法，操作简单，可行性强，成本低廉，制备得到的复合绝缘材料柔软性高，并保持较高的机械性能和耐磨性能，相对于阻燃聚氨酯材料，成本低，比较经济，且易于加工。

另外，根据本发明上述实施例的复合绝缘材料的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述聚氯乙烯树脂为聚合度1300的乙烯法树脂。

根据本发明的一个实施例，所述增塑剂为选自偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二异十一酯，偏苯三酸三壬酯中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述胺抑制剂为ADKSTABCPS-55R。

根据本发明的一个实施例，所述抗氧剂为抗氧剂1010。

根据本发明的一个实施例，所述聚氨酯树脂为硬度在80A-90A之间的聚醚型聚氨酯或聚己内酯型聚氨酯。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S1中，混合搅拌时间为5-10min，在所述步骤S2中，混合时间为1-2min。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S3中，将所述混合物料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，所述双螺杆造料机的各段加热温度按加热段数从120-220℃均分。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S4中，所述半成品在100-100℃中烘干，得到所述复合绝缘材料。

根据本发明第二方面实施例的复合绝缘材料，所述复合绝缘材料采用根据上述实施例所述的制备方法制备而成。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法。

如图1所示，根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份提供80-100份的聚氯乙烯树脂、50-60份的增塑剂、5-10份的钙锌稳定剂、0.5-4份的胺抑制剂和0.5-3份的抗氧剂，并将其混合搅拌。

S2、提供0-60重量份的聚氨酯树脂，并将其与步骤S1中的物料混合后投料。

S3、将步骤S2得到的混合物料进行挤出造料，得到半成品。

S4、将半成品进行干燥，得到复合绝缘材料。

换言之，根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法主要由以下几个步骤组成：

首先，提供80-100重量份的聚氯乙烯树脂、50-60重量份的增塑剂、5-10重量份的钙锌稳定剂、0.5-4重量份的胺抑制剂和0.5-3重量份的抗氧剂，并将这些物料置入高速捏合机中进行搅拌混合搅拌。

接着，将0-60重量份的聚氨酯树脂加入置入高速捏合机中混合搅拌后投料。然后，将混合物料进行挤出造料，最后再进行干燥，即可得到复合绝缘材料。

由此，根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法，操作简单，可行性强，成本低廉，制备得到的复合绝缘材料柔软性高，并保持较高的机械性能和耐磨性能，相对于阻燃聚氨酯材料，成本低，比较经济，且易于加工。

其中需要说明的是，本发明的目的是解决现有技术中105℃耐温等级聚氯乙烯(PVC)绝缘料在柔软程度方面的缺陷，提供一种具备机械强度高、耐磨好、柔软的105℃PVC/PU复合绝缘材料及其制备方法。PVC和PU同属极性高聚物，两者之间的溶解度参数和内聚能密度相接近，故热力学上可认为两者具有较好的相容性。

本申请的发明人经过长期研究和实验发现，现有技术中PVC/PU复合物的最大问题是PU中的残留的胺化物对PVC有催化降解作用，影响最终材料老化性能和着色性能。目前，在本领域中，还没有人发现可以解决PU中的残留的胺化物的方法。发明人经过多次实验，偶然发现，采用过氯酸盐作为胺抑制剂可抑制PU中的残留的胺化物对PVC的催化降解反应，从而改善复合绝缘材料的耐老化性能和着色性能，抑制机理如下：

RH₂……MClO₄→RMNH₂+ClO₄ ^-

由此，采用本申请的复合绝缘材料的制备方法制备的105℃PVC/PU复合绝缘材料具有较高的柔软性，并保持较高的机械性能和耐磨性能，相对于阻燃聚氨酯材料，成本低，比较经济，且易于加工。

根据本发明的一个实施例，聚氯乙烯树脂为聚合度1300的乙烯法树脂。可选地，增塑剂为选自偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二异十一酯，偏苯三酸三壬酯中的至少一种。即增塑剂可以为TOTM、DIUP，TINTM中的一种或者按一定的比例配合。

优选地，钙锌稳定剂可以采用熊牌9700，胺抑制剂为ADKSTABCPS-55R。进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010，即四〔β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕。

在本发明的一些具体实施方式中，聚氨酯树脂为硬度在80A-90A之间的聚醚型聚氨酯或聚己内酯型聚氨酯，优选的为聚己内酯型聚氨酯。由此，根据本发明实施例的复合绝缘材料的制备方法，制备原料的来源广泛，成本低廉。

根据本发明的一个实施例，在步骤S1中，混合搅拌时间为5-10min，在步骤S2中，混合时间为1-2min。也就是说，在步骤S1中，80-100重量份的聚氯乙烯树脂、50-60重量份的增塑剂、5-10重量份的钙锌稳定剂、0.5-4重量份的胺抑制剂和0.5-3重量份的抗氧剂在捏合机中搅拌的时间为5-10min，在步骤S2中，投入聚氨酯树脂后再搅拌的时间为1-2min。

优选地，在步骤S3中，将混合物料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机的各段加热温度按加热段数从120-220℃均分。进一步地，在步骤S4中，半成品在100-100℃中烘干，得到复合绝缘材料。

具体地，在本申请中，首先提供上述实施例中所述的各种原料，然后将除聚氨酯以外的物料按以上配比置入高速捏合机中进行搅拌，搅拌时间为5-10分钟；再投入聚氨酯混合1-2分钟后投料。

然后将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从120-220℃均分，最后将挤出造料的成品烘干，即得105℃PVC/PU复合绝缘材料。

另外，在本申请中，除上述原料外，在不影响105℃PVC/PU复合绝缘材料性能的前提下，本发明还可少量加入一些常规的添加剂，如工业沉淀钙、轻质活性钙及少量润滑剂等。

根据本发明实施例的复合绝缘材料，复合绝缘材料采用上述实施例的复合绝缘材料的制备方法制备而成。由于根据本发明上述实施例的复合绝缘材料的制备方法具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的复合绝缘材料也具有相应的技术效果，即柔软性好，并保持较高的机械性能和耐磨性能，相对于阻燃聚氨酯材料，成本低，比较经济，且易于加工。

下面结合具体实施例描述根据本发明的复合绝缘材料的制备方法以及复合绝缘材料。

实施例1

按照重量份提供下列原料：

制备方法：将除聚氨酯树脂以外的物料按以上配比置入高速捏合机中进行搅拌，搅拌时间为5分钟；再投入聚氨酯树脂混合1分钟后投料。将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从120-220℃均分。挤出造料的成品烘干即得105℃PVC/PU复合绝缘材料。

实施例2

按照重量份提供下列原料：

制备方法：将除聚氨酯树脂以外的物料按以上配比置入高速捏合机中进行搅拌，搅拌时间为10分钟；再投入聚氨酯树脂混合2分钟后投料。将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从120-220℃均分。挤出造料的成品烘干即得105℃PVC/PU复合绝缘材料。

实施例3

按照重量份提供下列原料：

制备方法：将除聚氨酯树脂以外的物料按以上配比置入高速捏合机中进行搅拌，搅拌时间为8分钟；再投入聚氨酯树脂混合2分钟后投料。将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从120-220℃均分。挤出造料的成品烘干即得105℃PVC/PU复合绝缘材料。

对比实施例

按照重量份提供下列原料：

制备方法采用本领域技术人员常用的制备方法，制得传统的复合绝缘材料。

实验例：

将实施例1中采用本申请的复合绝缘材料的制备方法制备得到的复合绝缘材料和对比实施例中制备得到的绝缘复合材料分别挤包在25sq电缆上，按照LV112-1进行刮磨测试，测试结果见表1：

表1

	LV112-1要求	实施例1	对比实施例
				硬度邵氏A		81	82
硬度邵氏D		39	40
				拉伸强度(MPa)		16.3	11.7
断裂伸长率(％)		220	290
耐磨#	＞1500	2000

通过上述实验例可以看出，采用本发明的复合绝缘材料的制备方法制备得到的复合绝缘材料柔软性好，并保持较高的机械性能和耐磨性能，相对于阻燃聚氨酯材料，成本低，比较经济，且易于加工。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照重量份提供80-100份的聚氯乙烯树脂、50-60份的增塑剂、5-10份的钙锌稳定剂、0.5-4份的胺抑制剂和0.5-3份的抗氧剂，并将其混合搅拌；

S2、提供0-60重量份的聚氨酯树脂，并将其与所述步骤S1中的物料混合后投料；

S3、将所述步骤S2得到的混合物料进行挤出造料，得到半成品；

S4、将所述半成品进行干燥，得到所述复合绝缘材料。

2.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂为聚合度1300的乙烯法树脂。

3.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为选自偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二异十一酯，偏苯三酸三壬酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述胺抑制剂为ADKSTABCPS-55R。

5.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010。

6.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯树脂为硬度在80A-90A之间的聚醚型聚氨酯或聚己内酯型聚氨酯。

7.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，混合搅拌时间为5-10min，在所述步骤S2中，混合时间为1-2min。

8.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，将所述混合物料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，所述双螺杆造料机的各段加热温度按加热段数从120-220℃均分。

9.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述半成品在100-100℃中烘干，得到所述复合绝缘材料。

10.一种复合绝缘材料，其特征在于，所述复合绝缘材料采用根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备而成。