CN105482322A - 一种包含改性蒙脱土的电缆专用pvc材料稳定剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂，包括如下重量份的组分：改性蒙脱土5-10份，环烷酸锌10-20份，硬脂酸锌5-15份，烷基苯磺酸钙5-10份，环氧树脂1-3份，硬脂酸30-50份，亚磷酸酯5-10份，邻苯二甲酸二辛酯1-5份，聚乙二醇1-5份。本发明稳定剂用在电线电缆胶粒制造中，所生产胶粒刚果红时间≥150min，胶粒防潮性能良好，可大大提高产品的电性能。

Description

一种包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂
技术领域
本发明属于电缆专用PVC添加剂，尤其涉及一种包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂。
背景技术
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，但是这种材料含对环境和人体有害物质，且在应用于特殊环境时存在诸多问题。随着人们环保意识的增强和对材料性能要求的提高，对PVC材料提出了更高的要求。
与多数聚合物一样，PVC材料辐照后也有变色的问题，尤其对于浅色料，辐照后会变色，影响外观，往往不被客户所接受，产生纠纷，增加不必要的生产成本。所以，如何避免PVC辐照后变色也逐渐被人关注。PVC的辐照变色是因为辐照使PVC分子内脱氯化氢，导致在PVC分子链中形成显色共轭结构或含氧结构；所以，减少PVC辐照后的变色的方法是加入适当的稳定剂，吸收反应生成的氯化氢，或与辐射分解的活性中间体形成稳定结构，抑制PVC脱氯化氢自催化反应，减小PVC分子中形成共轭结构或含氧结构的可能性。
据相关数据显示，中国每年共消耗热稳定剂约30万吨，其产品结构为铅盐类热稳定剂占40％，硬脂酸盐类热稳定剂占20％，复合型热稳定剂占24％(其中部分仍含铅)，有机锡类热稳定剂占6％，稀土类热稳定剂及其他热稳定剂占10％。铅盐类热稳定剂消耗量在10万吨/年，其中用于生产电线电缆料约占5万吨/年。从技术上分析，电线电缆的200℃刚果红测试和20℃体积电阻率主要决定于PVC电缆料加工采用何种稳定剂，而目前，除了采用铅盐产品及少部分的其他热稳定能满足其测定要求外，用其他热稳定剂材料来完全代替铅盐类产品仍存在一定的困难。此外，从成本上来分析，一些无铅、环保类热稳定剂售价较高企业难以接受或是电缆料配方成本要求过高丧失了实际用意义而使得电线电缆行业无铅化进展进一步受到了阻碍。
传统的PVC稳定剂含有铅等重金属，性能虽好却不环保，所以用环保的稳定剂替代传统的重金属稳定剂是必须的，目前研究较多、应用较广的是钙/锌复合稳定剂。
发明内容
蒙脱土的主要成分为蒙脱石，是由两层Si-O四面体和一层Al-O八面体组成的层状硅酸盐晶体，层内含有阳离子主要是钠离子、镁离子和钙离子，其次有钾离子与锂离子等。蒙脱土纳米有机改性的目的就是将层内亲水层转变为疏水层，从而使高聚物与蒙脱土有更好的界面相容性。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：
一种包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂，包括如下重量份的组分：改性蒙脱土5-10份，环烷酸锌10-20份，硬脂酸锌5-15份，烷基苯磺酸钙5-10份，环氧树脂1-3份，硬脂酸30-50份，亚磷酸酯5-10份，邻苯二甲酸二辛酯1-5份，聚乙二醇1-5份。
所述环氧树脂是双酚A类环氧树脂或缩水甘油醚类环氧树脂。
所述改性蒙脱土是采用如下方法制备：40-60℃下，将NOH逐步加入AlCl3溶液中，不断搅拌，得到Al(OH)3絮状物，陈化24-48h后，按照Al(OH)3：蒙脱土质量比为1：5-10的比例加入蒙脱土并搅拌1-3h，抽滤后用蒸馏水洗涤至没有Cl-检出，得到铝改性蒙脱土，将抽滤得到铝改性蒙脱土配制成5-10wt％的悬浊液，加入铝改性蒙脱土1-20wt％的硅烷交联剂和铝改性蒙脱土1-5wt％的十八烷基三甲基氯化铵，并调节pH值到6-7，加热到60-70℃，搅拌1-5h；蒸馏水洗涤后过滤，110-120℃干燥，得到改性蒙脱土。
所述硅烷偶联剂的添加量优选是水滑石质量的5-10％。
一种包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂的生产方法，包括以下步骤：先加硬脂酸，依次加入环烷酸锌，硬脂酸锌、烷基苯磺酸钙，邻苯二甲酸二辛酯，环氧树脂在一个搅拌釜内，搅拌釜加热，温度控制在50℃-70℃，搅拌速度100-180转/分，搅拌10-60min后加入亚磷酸酯；最后加入改性蒙脱土，聚乙二醇即得PVC材料稳定剂。
本发明相对于现有技术的有益效果如下：
本发明稳定剂用在电线电缆胶粒制造中，所生产胶粒刚果红时间≥150min，胶粒防潮性能良好，可大大提高产品的电性能；本发明稳定剂其配方中应用到了钙锌组合物和改性蒙脱土。蒙脱土表面硅氧结构较强的亲水性合较弱的键和能力大大限制了蒙脱土原土的自由基吸附能力，可以通过无机和有机改性蒙脱土，改变蒙脱土的层间结构和表面性质，提高蒙脱土的吸附性能和吸附选择性。
本发明稳定剂的制备，相较于传统PVC稳定剂的制备，可克服含锌物质存在的难磨粉的缺点，同时还可让合成物对PVC具有很好的内外润滑性能，提高与PVC的相容性；本发明稳定剂配方中使用硅烷偶联剂对水滑石进行改性，可提高产品相容性，使综合性能最优化，可使得产品初期白度、刚果红时间、体系相容性等效果佳，同时还可提高加工稳定性和产品长期稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂，包括如下重量份的组分：改性蒙脱土5份，环烷酸锌10份，硬脂酸锌5份，烷基苯磺酸钙5份，环氧树脂1份，硬脂酸30份，亚磷酸酯5份，邻苯二甲酸二辛酯1份，聚乙二醇1份。
实施例2
包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂，包括如下重量份的组分：改性蒙脱土10份，环烷酸锌20份，硬脂酸锌10份，烷基苯磺酸钙10份，环氧树脂2份，硬脂酸35份，亚磷酸酯10份，邻苯二甲酸二辛酯5份，聚乙二醇2份。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概括。本发明的所有实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制，凡是根据本发明的技术内容所作出的任何细微修改或等同替换，都属于本发明的技术方案之内。

Claims (5)

1.一种包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂，包括如下重量份的组分：改性蒙脱土5-10份，环烷酸锌10-20份，硬脂酸锌5-15份，烷基苯磺酸钙5-10份，环氧树脂1-3份，硬脂酸30-50份，亚磷酸酯5-10份，邻苯二甲酸二辛酯1-5份，聚乙二醇1-5份。
2.根据权利要求1所述的稳定剂，其特征在于所述环氧树脂是双酚A类环氧树脂或缩水甘油醚类环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的稳定剂，其特征在于所述改性蒙脱土是采用如下方法制备：40-60℃下，将NOH逐步加入AlCl3溶液中，不断搅拌，得到Al(OH)3絮状物，陈化24-48h后，按照Al(OH)3：蒙脱土质量比为1：5-10的比例加入蒙脱土并搅拌1-3h，抽滤后用蒸馏水洗涤至没有Cl-检出，得到铝改性蒙脱土，将抽滤得到铝改性蒙脱土配制成5-10wt％的悬浊液，加入铝改性蒙脱土1-20wt％的硅烷交联剂和铝改性蒙脱土1-5wt％的十八烷基三甲基氯化铵，并调节pH值到6-7，加热到60-70℃，搅拌1-5h；蒸馏水洗涤后过滤，110-120℃干燥，得到改性蒙脱土。
4.根据权利要求1所述的稳定剂，其特征在于所述硅烷偶联剂的添加量优选是水滑石质量的5-10％。
5.一种制备如权利要求1-4任一项所述包含改性蒙脱土的电缆专用PVC材料稳定剂的方法，包括以下步骤：先加硬脂酸，依次加入环烷酸锌，硬脂酸锌、烷基苯磺酸钙，邻苯二甲酸二辛酯，环氧树脂在一个搅拌釜内，搅拌釜加热，温度控制在50℃-70℃，搅拌速度100-180转/分，搅拌10-60min后加入亚磷酸酯；最后加入改性蒙脱土，聚乙二醇即得PVC材料稳定剂。
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