CN106317850A - 一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，由下列重量份的原料制备制成：热塑性聚氨酯弹性体60‑65、聚氯乙烯35‑40、硬脂酸0.1‑0.12、苯甲酸钙5‑6、硫醇甲基锡热稳定剂0.8‑1、钛酸酯偶联剂1310.2‑0.3、环氧大豆油19‑20、二硫化二苯并噻唑1‑2、羟基硅油1‑1.5、季铵盐蒙脱土2‑3、纳米二氧化硅5‑6、硅烷偶联剂KH5503‑4、甲苯适量、去离子水水适量。本发明电缆料耐化学腐蚀性能优异，能够耐盐、油、醛、醚、炔及强酸、强碱等物质的腐蚀，同时具有良好的力学性能、耐磨性和耐老化性等性能，使用寿命长，具有较大的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，尤其涉及一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）的特性是耐电压和绝缘电阻较高，并具有阻燃、耐油、耐侯、耐化学品等性能，但介电常数和介质损耗较大，耐寒性较差，但是作为通用塑料具有价格便宜、使用量大，各方面性能均优异的特性，主要应用在 1kV 及以下电线电缆和局部用通信电缆的绝缘、半导电屏蔽和各种电线电缆的护套。热塑性聚氨酯弹性体具有塑料可重复加工性及橡胶弹性的特性， 在耐寒性、 耐磨性及抗菌性方面表现优。热塑性聚氨酯弹性体应用于从低电压到1KV的线缆护套，因其具有无以伦比的硬度，低温柔韧性，耐磨性，耐环境和耐候性，这些特性都延长了线缆的耐久力和使用寿命，而且最大优势在于绿色环保。将热塑性聚氨酯弹性体与聚氯乙烯共混，制得聚氨酯/聚氯乙烯热塑性弹性体，可以综合聚氨酯弹性体与聚氯乙烯的优点，同时能够降低纯热塑性聚氨酯弹性体原料的价格。
《PUR–T/PVC 热塑性弹性体的制备及工艺探究》一文中通过熔融共混挤出制备PUR–T/PVC共混热塑性弹性体，当 PUR–T/PVC 共混比为70:30，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯用量为20份， 挤出温度为160℃， 螺杆转速为 330 r/min 时，弹性体材料的综合性能最佳。虽然热塑性聚氨酯弹性体提升了聚氯乙烯材料的韧性，与此同时也会降低复合材料的模量，而且采用了邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，其所含的苯环结构对人体具有潜在的生理毒性，并会造成环境污染。这样就需要利用环保无毒的塑化剂替代邻苯二甲酸二辛酯，以及添加一系列的改性成分提高复合材料的其他附加性能，制成更加符合当今社会需求的电缆、线缆护套料。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，由下列重量份的原料制备制成：热塑性聚氨酯弹性体60-65、聚氯乙烯35-40、硬脂酸0.1-0.12、苯甲酸钙5-6、硫醇甲基锡热稳定剂0.8-1、钛酸酯偶联剂1310.2-0.3、环氧大豆油19-20、二硫化二苯并噻唑1-2、羟基硅油1-1.5、季铵盐蒙脱土2-3、纳米二氧化硅5-6、硅烷偶联剂KH5503-4、甲苯适量、去离子水水适量。
所述一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，由以下具体步骤制成：
（1）将苯甲酸钙放入高速混料机中，加热至100-110℃，加入硬脂酸、钛酸酯偶联剂131，以1000-1200转/分的速度搅拌20-25分钟后出料待用；
（2）将聚氯乙烯加入高速混料机中，低速转动下依次加入硫醇甲基锡热稳定剂、环氧大豆油以及步骤（1）得到的物料，加热至100-105℃，以800-1000转/分的速度搅拌15-20分钟后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到改性聚氯乙烯母粒；
（3）将纳米二氧化硅放在烘箱中以100-110℃干燥处理90-120分钟，然后与硅烷偶联剂KH550混合，加入总量等量的甲苯，加热至70-80℃搅拌反应100-120分钟，反应结束后抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤2-3次，然后放入烘箱中以110-120℃中干燥，冷却后取出与羟基硅油、季铵盐蒙脱土混合，放入混料机中混合10-15分钟；
（4）将步骤（2）、步骤（3）得到产物与热塑性聚氨酯弹性体以及其余剩余成分共同送入高速混料机中，常温下搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，控温150-160℃挤出造粒即得。
本发明的优点是：本发明采用苯甲酸钙作为电缆料的刚性添加剂，与传统刚性粒子碳酸钙相比，苯甲酸钙作为芳香酸钙具有更好的分散性，更高的稳定性，再通过硬脂酸与钛酸酯偶联剂的双重改性，进一步提高了在电缆料中的分散性，而且与电缆料的界面相容性有所提高，提高了制得电缆料的强度、韧性，改善了因添加热塑性聚氨酯弹性体造成的抗拉强度的损失；本发明在制备过程中添加环氧大豆油替代邻苯二甲酸二辛脂，环保高效，不仅有增塑作用，与聚氯乙烯相容性好，而且还对聚氯乙烯的热稳定性有协同作用，改善了电缆料的耐候性，并且能减少增塑剂的移出。
本发明对纳米二氧化硅进行表面改性后与季铵盐蒙脱土、羟基硅油混合，制成的混合填料添加到基体聚合物中，通过一系列的处理能，填料表面的大量羟基可能会与分子链中的极性基团形成牢固的共价键，还会与极性基团形成氢键，这些分子间的作用力会促使体系中结晶的出现，形成有序排列抵抗化学成分的侵蚀，提高了材料的抗腐蚀能力；本发明电缆料耐化学腐蚀性能优异，能够耐盐、油、醛、醚、炔及强酸、强碱等物质的腐蚀，同时具有良好的力学性能、耐磨性和耐老化性等性能，使用寿命长，具有较大的推广应用价值。
具体实施方式
一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：热塑性聚氨酯弹性体60、聚氯乙烯35、硬脂酸0.1、苯甲酸钙5、硫醇甲基锡热稳定剂0.8、钛酸酯偶联剂1310.2、环氧大豆油19、二硫化二苯并噻唑1、羟基硅油1、季铵盐蒙脱土2、纳米二氧化硅5、硅烷偶联剂KH5503、甲苯适量、去离子水水适量。
所述一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，由以下具体步骤制成：
（1）将苯甲酸钙放入高速混料机中，加热至100℃，加入硬脂酸、钛酸酯偶联剂131，以1000转/分的速度搅拌20分钟后出料待用；
（2）将聚氯乙烯加入高速混料机中，低速转动下依次加入硫醇甲基锡热稳定剂、环氧大豆油以及步骤（1）得到的物料，加热至100℃，以800转/分的速度搅拌15分钟后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到改性聚氯乙烯母粒；
（3）将纳米二氧化硅放在烘箱中以100℃干燥处理90分钟，然后与硅烷偶联剂KH550混合，加入总量等量的甲苯，加热至70℃搅拌反应100分钟，反应结束后抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤2次，然后放入烘箱中以110℃中干燥，冷却后取出与羟基硅油、季铵盐蒙脱土混合，放入混料机中混合10分钟；
（4）将步骤（2）、步骤（3）得到产物与热塑性聚氨酯弹性体以及其余剩余成分共同送入高速混料机中，常温下搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，控温150℃挤出造粒即得。
将本发明电缆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22.6MPa，断裂伸长率为418.3%。
Claims (2)
1.一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：热塑性聚氨酯弹性体60-65、聚氯乙烯35-40、硬脂酸0.1-0.12、苯甲酸钙5-6、硫醇甲基锡热稳定剂0.8-1、钛酸酯偶联剂1310.2-0.3、环氧大豆油19-20、二硫化二苯并噻唑1-2、羟基硅油1-1.5、季铵盐蒙脱土2-3、纳米二氧化硅5-6、硅烷偶联剂KH5503-4、甲苯适量、去离子水水适量。
2.根据权利要求1所述一种耐化学腐蚀的聚氨酯弹性体与聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将苯甲酸钙放入高速混料机中，加热至100-110℃，加入硬脂酸、钛酸酯偶联剂131，以1000-1200转/分的速度搅拌20-25分钟后出料待用；
（2）将聚氯乙烯加入高速混料机中，低速转动下依次加入硫醇甲基锡热稳定剂、环氧大豆油以及步骤（1）得到的物料，加热至100-105℃，以800-1000转/分的速度搅拌15-20分钟后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到改性聚氯乙烯母粒；
（3）将纳米二氧化硅放在烘箱中以100-110℃干燥处理90-120分钟，然后与硅烷偶联剂KH550混合，加入总量等量的甲苯，加热至70-80℃搅拌反应100-120分钟，反应结束后抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤2-3次，然后放入烘箱中以110-120℃中干燥，冷却后取出与羟基硅油、季铵盐蒙脱土混合，放入混料机中混合10-15分钟；
（4）将步骤（2）、步骤（3）得到产物与热塑性聚氨酯弹性体以及其余剩余成分共同送入高速混料机中，常温下搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，控温150-160℃挤出造粒即得。
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