CN106188978A - 一种pvc电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种PVC电缆料，其重量份组成包括：PVC 100份，增塑剂20～25份，热稳定剂3～5份，润滑剂0.5～1份，防白蚁剂1～2份，抗冲改性剂3～4份，抗氧剂1～1.5份，光稳定剂1.5～2份，改性复合碳化硅10～15份。本发明还公开了该PVC电缆料的制备方法。本发明提供的PVC电缆料的阻燃性和耐磨性均较强。

Description

一种PVC电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆料，特别是涉及一种PVC电缆料及其制备方法。
背景技术
PVC电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。PVC电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大。因此，一般主要用作低压(≤1KV)和中高压(6～10KV)电缆的绝缘层。PVC塑料由于具有难燃、耐油、耐电晕、耐化学腐蚀和良好的耐水性能，因此还广泛用作电线电缆的护层材料。
例如，公开号为CN101824193B、公开日为2013.01.30、申请人为杭州高新绝缘材料有限公司的中国专利公开了“一种耐寒PVC电缆料及制备方法”，它包括PVC电缆料，所述的PVC电缆料加有氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物后所得的电缆料的耐寒温度达零下50摄氏度。优点：一是所制的耐低温电缆料，其低温冲击脆化温度可达-50摄氏度；二是既不会改变PVC的工艺性能，而且制造成本低。不过，该PVC电缆料还存在一定的问题：其阻燃性不理想，而且耐磨性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PVC电缆料，其阻燃性和耐磨性均较强。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种PVC电缆料，其重量份组成包括：PVC 100份，增塑剂20～25份，热稳定剂3～5份，润滑剂0.5～1份，防白蚁剂1～2份，抗冲改性剂3～4份，抗氧剂1～1.5份，光稳定剂1.5～2份，改性复合碳化硅10～15份。
优选地，本发明所述PVC为悬浮法PVC。
优选地，本发明所述增塑剂为TOTM。
优选地，本发明所述热稳定剂为硬脂酸镁。
优选地，本发明所述润滑剂为芥酸酰胺。
优选地，本发明所述防白蚁剂为阿维菌素。
优选地，本发明所述抗冲改性剂为TMPTMA。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂224。
优选地，本发明所述光稳定剂为光稳定剂GW310。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述PVC电缆料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种PVC电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碳化硅微粉加入无水乙醇中搅拌成悬浮液，调节ph值为3后搅拌40分钟，加入硫酸镁后继续搅拌1小时，静置1小时后将悬浮液抽滤，滤渣用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中60℃下烘干，转入马弗炉中空气氛围下升温至1000℃后保温3小时，随炉冷却至室温后取出，研磨后过100目筛得到复合碳化硅；
(2)将甲苯加入反应釜中，通氮气保护，加热至90℃后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、BPO、十二烷基硫醇，90℃下保温反应1.5小时，加入DCP后加热至120℃，保温反应2小时后冷却至室温，得到改性溶液；
(3)将步骤(1)制得的复合碳化硅加入无水乙醇中，浸泡1小时后超声处理1小时得到碳化硅溶液，将步骤(2)制得的改性溶液加入碳化硅溶液中，磁力搅拌30分钟后超声分散1小时，静置3小时后取出，离心分离后置于真空干燥箱中90℃干燥20小时，研磨后过100目筛得到改性复合碳化硅；
(4)按配方量称取各组分，将PVC、增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂、步骤(3)制得的改性复合碳化硅加入搅拌机，搅拌至温度升至75℃时加入其余组份，继续搅拌至温度升至115℃时停止得到搅拌料，将搅拌料排至料斗，冷却至95℃时将搅拌料放入双螺杆造粒机中145-175℃下造粒得到粒料，将粒料风冷热切后得到PVC电缆料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)碳化硅又称碳硅石，是一种耐火材料，且耐磨性非常好，不过其韧性和分散性不佳，所以本发明将碳化硅微粉与硫酸镁通过化学改性法得到了复合碳化硅，复合碳化硅中掺杂了镁元素，使其韧性和分散性得到了较大的提升，然而复合碳化硅表面仍然呈现亲水性，与PVC之间的相容性较差，因此本发明先以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯为单体，在引发剂BPO、DCP引发作用下合成了含有大分子表面改性剂的改性溶液，然后通过该改性溶液对复合碳化硅进行表面改性处理，将复合碳化硅表面的亲水性改变为亲油性，使其能与PVC形成较好的相容和结合，从而大大提高PVC电缆料的阻燃性和耐磨性。
2)现有技术中一般通过小分子偶联剂对碳化硅进行改性，然而小分子偶联剂的分子链较短，与碳化硅的化学键合程度较为一般，而本发明的改性溶液中大分子表面改性剂的分子链较长，与碳化硅的化学键合比较充分，因此对碳化硅的表面改性效果要好于小分子偶联剂。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
PVC电缆料，其重量份组成包括：悬浮法PVC 100份，TOTM 20份，硬脂酸镁5份，芥酸酰胺0.6份，阿维菌素1.5份，TMPTMA 3.2份，抗氧剂224 1.1份，光稳定剂GW310 2份，改性复合碳化硅14份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳化硅微粉加入无水乙醇中搅拌成悬浮液，调节ph值为3后搅拌40分钟，加入硫酸镁后继续搅拌1小时，静置1小时后将悬浮液抽滤，滤渣用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中60℃下烘干，转入马弗炉中空气氛围下升温至1000℃后保温3小时，随炉冷却至室温后取出，研磨后过100目筛得到复合碳化硅；
(2)将甲苯加入反应釜中，通氮气保护，加热至90℃后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、BPO、十二烷基硫醇，90℃下保温反应1.5小时，加入DCP后加热至120℃，保温反应2小时后冷却至室温，得到改性溶液；
(3)将步骤(1)制得的复合碳化硅加入无水乙醇中，浸泡1小时后超声处理1小时得到碳化硅溶液，将步骤(2)制得的改性溶液加入碳化硅溶液中，磁力搅拌30分钟后超声分散1小时，静置3小时后取出，离心分离后置于真空干燥箱中90℃干燥20小时，研磨后过100目筛得到改性复合碳化硅；
(4)按配方量称取各组分，将悬浮法PVC、TOTM、硬脂酸镁、芥酸酰胺、TMPTMA、步骤(3)制得的改性复合碳化硅加入搅拌机，搅拌至温度升至75℃时加入其余组份，继续搅拌至温度升至115℃时停止得到搅拌料，将搅拌料排至料斗，冷却至95℃时将搅拌料放入双螺杆造粒机中145-175℃下造粒得到粒料，将粒料风冷热切后得到PVC电缆料。
实施例2
PVC电缆料，其重量份组成包括：悬浮法PVC 100份，TOTM 22份，硬脂酸镁3.5份，芥酸酰胺0.8份，阿维菌素1.2份，TMPTMA 3份，抗氧剂224 1.5份，光稳定剂GW310 1.8份，改性复合碳化硅12份。
其制备方法同实施例1。
实施例3
PVC电缆料，其重量份组成包括：悬浮法PVC 100份，TOTM 24份，硬脂酸镁4份，芥酸酰胺1份，阿维菌素1份，TMPTMA 3.9份，抗氧剂224 1.3份，光稳定剂GW310 1.6份，改性复合碳化硅10份。
其制备方法同实施例1。
实施例4
PVC电缆料，其重量份组成包括：悬浮法PVC 100份，TOTM 21份，硬脂酸镁4.5份，芥酸酰胺0.5份，阿维菌素2份，TMPTMA 3.5份，抗氧剂224 1.2份，光稳定剂GW310 1.9份，改性复合碳化硅15份。
其制备方法同实施例1。
实施例5
PVC电缆料，其重量份组成包括：悬浮法PVC 100份，TOTM 23份，硬脂酸镁3.3份，芥酸酰胺0.7份，阿维菌素1.6份，TMPTMA 4份，抗氧剂224 1份，光稳定剂GW310 1.7份，改性复合碳化硅13份。
其制备方法同实施例1。
实施例6
PVC电缆料，其重量份组成包括：悬浮法PVC 100份，TOTM 25份，硬脂酸镁3份，芥酸酰胺0.9份，阿维菌素1.8份，TMPTMA 3.4份，抗氧剂224 1.4份，光稳定剂GW310 1.5份，改性复合碳化硅11份。
其制备方法同实施例1。
将实施例1-6以及对比例的阻燃性、耐磨性分别进行测试，其中，
对比例为公开号为CN101824193B的中国专利；
阻燃性参考GB/T 2406-2008标准测试各电缆料的极限氧指数，该数值越高表示阻燃性越强；
耐磨性方面采用阿克隆磨耗仪测试各电缆料的阿克隆磨耗，该数值越低表示耐磨性越强。
测试结果如下表所示：
由上表可以看出，实施例1-6的极限氧指数明显高于对比例，阿克隆磨耗方面则明显低于对比例，表现出较强的阻燃性和耐磨性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种PVC电缆料，其特征在于，其重量份组成包括：PVC 100份，增塑剂20～25份，热稳定剂3～5份，润滑剂0.5～1份，防白蚁剂1～2份，抗冲改性剂3～4份，抗氧剂1～1.5份，光稳定剂1.5～2份，改性复合碳化硅10～15份。
2.根据权利要求1所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述PVC为悬浮法PVC。
3.根据权利要求2所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述增塑剂为TOTM。
4.根据权利要求3所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸镁。
5.根据权利要求4所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述润滑剂为芥酸酰胺。
6.根据权利要求5所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述防白蚁剂为阿维菌素。
7.根据权利要求6所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述抗冲改性剂为TMPTMA。
8.根据权利要求7所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂224。
9.根据权利要求8所述的一种PVC电缆料，其特征在于：所述光稳定剂为光稳定剂GW310。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种PVC电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将碳化硅微粉加入无水乙醇中搅拌成悬浮液，调节ph值为3后搅拌40分钟，加入硫酸镁后继续搅拌1小时，静置1小时后将悬浮液抽滤，滤渣用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中60℃下烘干，转入马弗炉中空气氛围下升温至1000℃后保温3小时，随炉冷却至室温后取出，研磨后过100目筛得到复合碳化硅；
(2)将甲苯加入反应釜中，通氮气保护，加热至90℃后加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、BPO、十二烷基硫醇，90℃下保温反应1.5小时，加入DCP后加热至120℃，保温反应2小时后冷却至室温，得到改性溶液；
(3)将步骤(1)制得的复合碳化硅加入无水乙醇中，浸泡1小时后超声处理1小时得到碳化硅溶液，将步骤(2)制得的改性溶液加入碳化硅溶液中，磁力搅拌30分钟后超声分散1小时，静置3小时后取出，离心分离后置于真空干燥箱中90℃干燥20小时，研磨后过100目筛得到改性复合碳化硅；
(4)按配方量称取各组分，将PVC、增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂、步骤(3)制得的改性复合碳化硅加入搅拌机，搅拌至温度升至75℃时加入其余组份，继续搅拌至温度升至115℃时停止得到搅拌料，将搅拌料排至料斗，冷却至95℃时将搅拌料放入双螺杆造粒机中145-175℃下造粒得到粒料，将粒料风冷热切后得到PVC电缆料。
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