CN107573616A - 一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速线缆技术领域，具体涉及一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料及其制备方法，该高强度高韧性精密压接线绝缘材料包括如下重量份的原料：PVC树脂40‑80份、TPU树脂20‑40份、CPE树脂10‑30份、填充剂15‑35份、增塑剂30‑50份、其它助剂4‑8份。本发明通过采用聚氨酯热塑性材料TPU、氯化聚乙烯CPE与聚氯乙烯PVC材料、增塑剂和其他填充剂进行协效共混改性，提高了材料的高强度，高韧性、耐高低温、耐油、耐磨性，且阻燃效果好，加工性能优良，力学性能优异。

Description

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高速线缆技术领域，具体涉及一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料及其制备方法。

背景技术

电线电缆是一种用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品。电线电缆作为电力传输的主要载体，广泛应用于电器装备、照明线路、家用电器等方面，其质量的好坏直接影响到工程质量及消费者的生命财产安全。电线电缆行业虽然只是一个配套行业，却占据着中国电工行业1/4的产值。它产品种类众多，应用范围十分广泛，涉及到电力、建筑、通信、制造等行业，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆还被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。

现有的压接线大多采用PVC材料制得，然而现有的PVC压接线存在强度和韧性较差，在一定程度上影响了其在线缆领域的应用。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，该高强度高韧性精密压接线绝缘材料具有较高的强度和韧性，还具有耐高低温、耐油和耐磨性，且阻燃效果好，加工性能优良，力学性能优异。

本发明的另一目的在于提供一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，包括如下重量份的原料：

本发明通过采用聚氨酯热塑性材料TPU、氯化聚乙烯CPE与聚氯乙烯PVC材料、增塑剂和其他填充剂进行协效共混改性，提高了材料的高强度，高韧性、耐高低温、耐油、耐磨性，且阻燃效果好，加工性能优良，力学性能优异。

TPU具有耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能。聚氯乙烯与热塑性聚氨酯共混物溶解度参数接近，具有较好的相容性。聚氯乙烯分子链中大量的极性氯原子可以和TPU分子结构中氨基中氢原子形成氨键，使二者之间具有很强的结合力，提高共混物的相容。氯化聚乙烯CPE是PVC塑料常用的改型饱和高分子材料，是由特种聚乙烯，氯化而制得，具有优良的综合物理性能，低温韧性大；有较高的拉伸强度；较好的耐水解性，与PVC的分子结构类似，都存在C-CL键，其溶解度参数相当接近，亲和性好。

优选的，所述PVC树脂为平均聚合度在1000-2000的聚氯乙烯树脂。

PVC树脂的分子量(聚合度)和制品的物理机械性能有关，分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高；本发明通过将PVC树脂的聚合度控制在1000-2000，可以使得制品具有较高的强度。

优选的，所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比0.8-1.2:1组成的混合物。

本发明通过采用聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯作为TPU树脂复配使用，并控制其重量比为0.8-1.2:1，可以提高材料的强度和韧性。

优选的，所述CPE树脂为含氯量在25％-45％的氯化聚乙烯。

本发明通过采用含氯量在25％-45％的氯化聚乙烯作为CPE树脂，可以提高材料的冲击强度，改善材料的耐高温和耐低温性能。

优选的，所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

本发明通过对填充剂进行偶联处理，使其混合组分的聚氨酯热塑性材料的相容性更好，分散性更加均匀以及结合力更强，大大的提高了复合材料的力学性能。

优选的，所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比1-2：1。

本发明天通过将纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土的重量比控制在1-2：1，可以提高材料的强度和抗冲击性能。

优选的，所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的0.5％-1.5％。

本发明通过将偶联剂的用量控制在纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的0.5％-1.5％，其偶联效果好，可以改善合成树脂与无机填充剂，增强材料的界面性能。

优选的，偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。

本发明通过采用乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂复配使用，并控制其重量比为1:0.5-1.5:1.5-2.5，其偶联效果好，可以改善合成树脂与无机填充剂，增强材料的界面性能。

优选的，所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比1-2:1:0.4-0.8组成的混合物。

本发明通过采用松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油作为增塑剂复配使用，并控制其重量比为2-4:1:0.4-0.8，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为120-160℃，螺杆转速为200-600r/min。

共混聚合体中高速捏合搅拌生热，待混合的物料各充分吸收后清理捏合缸物料入缸心，在125-130℃添加TPU树脂和CPE树脂共混，继续中等速度让其各物料受热均匀，继续搅拌到145℃左右，停止搅拌。

本发明的有益效果在于：本发明的高强度高韧性精密压接线绝缘材料具有较高的强度和韧性，还具有耐高低温、耐油和耐磨性，且阻燃效果好，加工性能优良，力学性能优异。

本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，包括如下重量份的原料：

所述PVC树脂为平均聚合度在1000的聚氯乙烯树脂。

所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比0.8:1组成的混合物。

所述CPE树脂为含氯量在25％的氯化聚乙烯。

所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比1：1。

所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的0.5％。

所述偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:0.5:1.5组成的混合物。

所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比1:1:0.4组成的混合物。

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为120℃，螺杆转速为200r/min。

实施例2

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，包括如下重量份的原料：

所述PVC树脂为平均聚合度在1200的聚氯乙烯树脂。

所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比0.9:1组成的混合物。

所述CPE树脂为含氯量在30％的氯化聚乙烯。

所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比1.2：1。

所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的0.8％。

所述偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:0.8:1.8组成的混合物。

所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比1.2:1:0.5组成的混合物。

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为130℃，螺杆转速为300r/min。

实施例3

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，包括如下重量份的原料：

所述PVC树脂为平均聚合度在1500的聚氯乙烯树脂。

所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比1:1组成的混合物。

所述CPE树脂为含氯量在25％-45％的氯化聚乙烯。

所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比1.5：1。

所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的1％。

所述偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:1:2组成的混合物。

所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比1.5:1:0.6组成的混合物。

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为140℃，螺杆转速为400r/min。

实施例4

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，包括如下重量份的原料：

所述PVC树脂为平均聚合度在1800的聚氯乙烯树脂。

所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比1.1:1组成的混合物。

所述CPE树脂为含氯量在40％的氯化聚乙烯。

所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比1.8：1。

所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的0.5％-1.5％。

所述偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:1.2:2.2组成的混合物。

所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比1.8:1:0.7组成的混合物。

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为150℃，螺杆转速为500r/min。

实施例5

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，包括如下重量份的原料：

所述PVC树脂为平均聚合度在2000的聚氯乙烯树脂。

所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比1.2:1组成的混合物。

所述CPE树脂为含氯量在45％的氯化聚乙烯。

所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比2：1。

所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的1.5％。

所述偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:1.5:2.5组成的混合物。

所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比2:1:0.8组成的混合物。

一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为160℃，螺杆转速为600r/min。

本发明通过采用聚氨酯热塑性材料TPU、氯化聚乙烯CPE与聚氯乙烯PVC材料、增塑剂和其他填充剂进行协效共混改性，提高了材料的高强度，高韧性、耐高低温、耐油、耐磨性，且阻燃效果好，加工性能优良，力学性能优异。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述PVC树脂为平均聚合度在1000-2000的聚氯乙烯树脂。

3.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述TPU树脂是由聚醚类聚氨酯和聚酯类聚氨酯以重量比0.8-1.2:1组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述CPE树脂为含氯量在25％-45％的氯化聚乙烯。

5.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述填充剂是由纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土经偶联剂进行偶联处理制得。

6.根据权利要求5所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述纳米活性碳酸钙和所述煅烧高岭土的重量比1-2：1。

7.根据权利要求5所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述偶联剂的用量为纳米活性碳酸钙和煅烧高岭土总重量的0.5％-1.5％。

8.根据权利要求7所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：偶联剂是由乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料，其特征在于：所述增塑剂是松香基增塑剂、偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油以重量比1-2:1:0.4-0.8组成的混合物。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种高强度高韧性精密压接线绝缘材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将PVC树脂、填充剂、增塑剂和其它助剂放入高速共混机中混合均匀，得到干混料；

(2)然后投入TPU树脂和CPE树脂与上述干混料熔融改性聚合，得到混合料；

(3)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高强度高韧性精密压接线绝缘材料；

其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为120-160℃，螺杆转速为200-600r/min。