CN105131578A - 一种可用于汽车电缆的聚氨酯/pvc交联电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、氧化锌4-5、锡酸钠3-4、液体石蜡3-4.2、尿素2-2.5、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯1-1.2、600目碳酸钙9-11、高耐磨炭黑5-6、顺丁烯二酸二丁酯2-3。本发明通过科学合理的成分配比以及可控的工艺制备出的产品具有良好的耐磨性，在低温下也能保持柔韧性，结实不易开裂，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯是由二异氰酸酯、多元醇和扩链剂聚合而成的弹性体材料，其具有高强度、高弹性、耐磨、耐油、耐气候、耐低温、柔软等特点，这是综合任何橡胶和塑料不全具备的。按照分子结构可以分为聚醚型和聚酯型两大类，由于电缆的使用环境较复杂，要求的使用寿命在10年以上，而聚酯型聚氨酯的高温耐水解性能较差，且低温柔韧性也不及聚醚型，故在电缆领域多使用聚醚型聚氨酯材料。聚醚型聚氨酯材料的氧指数只有18%，属于易燃材料，且燃烧时具有浓烟并伴有有毒气体和严重熔滴，而且聚氨酯的价格相对比较高，这就限制了在电缆行业上面的应用，因此需要对聚醚型聚氨酯进行阻燃改性以及成分上面的交联改性。PVC的成本低、应用广，是一种重要的通用塑料，有研究将聚醚型聚氨酯与PVC共混，得到成本低、加工性能佳的材料。本发明则希望通过聚醚型聚氨酯与PVC进行交联改性，通过阻燃成分的添加，制备出一种成本低、应用范围广、阻燃防火性能优异、加工流动性好、耐低温性能佳的软性电缆护套料。
汽车电线电缆有别于一般的电线电缆，是专门为汽车的需要而设计的。由于汽车内部是一个十分复杂的小环境，存在震动、摩擦、油污、高热、寒冷和电磁辐射等各种复杂条件，因而要求汽车电线具有耐热、耐寒、耐磨、无味和抗干扰等各种功能。汽车电缆料的关键技术之一就是耐磨性能的研究改进，汽车线由于其使用位置特殊，汽车在运行过程中无法避免线与线之间的互相摩擦，一旦塑料护套磨穿会直接导致短路造成交通事故隐患,所以车用电线要求有足够的耐磨性能。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、氧化锌4-5、锡酸钠3-4、液体石蜡3-4.2、尿素2-2.5、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯1-1.2、600目碳酸钙9-11、高耐磨炭黑5-6、顺丁烯二酸二丁酯2-3。
所述一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，由以下具体步骤制成：
（1）将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80℃，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130℃，开练2-3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140℃的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
（2）将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100℃，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤（2）得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145℃，挤出造粒，得到交联改性母料；
（3）将高耐磨炭黑研磨至过600目筛与600目碳酸钙混合均匀待用；尿素加热至熔融，与液体石蜡、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯混合，加入氧化锌、锡酸钠，搅拌混合均匀，控温在80℃时保温30分钟后喷洒在上述混合粉末中，加入高速混合机中混合20分钟后倒出，烘箱中以90℃的温度烘干得到改性填料；
（4）将步骤（2）得到的交联改性母料与步骤（3）得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150℃的温度挤出造粒即得。
本发明的优点是：本发明在聚醚型聚氨酯的改性中采用二乙基次膦酸铝和氰尿酸三聚氰胺为主阻燃剂，复配钛酸铝，协同作用，能有效提高燃烧过程的成炭量，且使得炭层更致密，同时也降低了最大热释放速率，显示出优异的阻燃防火功效；再利用PVC与改性后的聚醚型聚氨酯进行交联，阻燃性能进一步增强，不仅保持了聚氨酯柔软、耐磨、耐低温的性质，同时降低了成本，提高了交联物料的热稳定性，更适合市场需求。
本发明通过一系列的工艺将氧化锌、锡酸钠等包覆在碳酸钙与高耐磨炭黑表面，形成阻燃性能良好的耐磨填料；通过科学合理的成分配比以及可控的工艺制备出的产品具有良好的耐磨性，抗冲击性，在低温下也能保持柔韧性，结实不易开裂，使用寿命长。
具体实施方式
一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100、二乙基次膦酸铝20、氰尿酸三聚氰胺17、钛酸铝4.3、PVC50、交联剂TAIC1.6、硬脂酸钙6、乙酰柠檬酸三丁酯20、氧化锌4、锡酸钠3、液体石蜡3、尿素2、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯1、600目碳酸钙9、高耐磨炭黑5、顺丁烯二酸二丁酯2。
2、根据权利要求1所述一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80℃，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130℃，开练3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140℃的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
（2）将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100℃，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤（2）得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145℃，挤出造粒，得到交联改性母料；
（3）将高耐磨炭黑研磨至过600目筛与600目碳酸钙混合均匀待用；尿素加热至熔融，与液体石蜡、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯混合，加入氧化锌、锡酸钠，搅拌混合均匀，控温在80℃时保温30分钟后喷洒在上述混合粉末中，加入高速混合机中混合20分钟后倒出，烘箱中以90℃的温度烘干得到改性填料；
（4）将步骤（2）得到的交联改性母料与步骤（3）得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150℃的温度挤出造粒即得。
将本发明材料应用于电缆的生产，电缆产品经检测，达到的指标如下：抗张强度为26.3MPa，断裂伸张率为311%，氧指数≥30%，阻燃性能达到UL-94V-0级。
Claims (2)
1.一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、氧化锌4-5、锡酸钠3-4、液体石蜡3-4.2、尿素2-2.5、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯1-1.2、600目碳酸钙9-11、高耐磨炭黑5-6、顺丁烯二酸二丁酯2-3。
2.根据权利要求1所述一种可用于汽车电缆的聚氨酯/PVC交联电缆料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80℃，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130℃，开练2-3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140℃的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
（2）将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100℃，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤（2）得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145℃，挤出造粒，得到交联改性母料；
（3）将高耐磨炭黑研磨至过600目筛与600目碳酸钙混合均匀待用；尿素加热至熔融，与液体石蜡、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯混合，加入氧化锌、锡酸钠，搅拌混合均匀，控温在80℃时保温30分钟后喷洒在上述混合粉末中，加入高速混合机中混合20分钟后倒出，烘箱中以90℃的温度烘干得到改性填料；
（4）将步骤（2）得到的交联改性母料与步骤（3）得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150℃的温度挤出造粒即得。
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