CN107739485A - 一种耐高温高湿传感器用改性pvc电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料及其制备方法，PVC电缆料主要由如下重量份的原料制备而成：PVC树脂80～120份、耐热性增塑剂30～60份、钙锌稳定剂3～8份、重质碳酸钙5～10份、煅烧高岭土3～9份、复合阻燃剂3～6份、丙烯酸树脂0.5～2份、综合内外润滑剂0.2～1份。所述PVC树脂为聚合度在1800～2000之间的聚氯乙烯。所述耐热性增塑剂为偏苯三酸三辛酯增塑剂。所述复合阻燃剂为三氧化二锑与氢氧化镁复配而成。本发明具有在满足国家标准和客户使用要求的同时，具备成本低廉、生产效率高、稳定性好且能正常加工成组件的优点，适于广泛推广应用。

Description

一种耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料及其制备方法

技术领域

本发明属于PVC电缆料制备技术领域，具体涉及一种耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料及其制备方法。

背景技术

随着科技的进步，温度传感器的应用越来越广泛，其主要用于以下几个方面：(1)用于汽车电池、发动机、传动机构、空调和内/外环境的温度检测，以及油和煤气液位的检测，(2)用于监测飞机、卫星、地面雷达、载人轨道飞行器和深空探空火箭的温度。传感器用电缆作为NTC温度传感器的关键部件，对于NTC温度传感器的性能和精度均具有重要的影响。国内的传感器用电缆90％以上只能满足耐高温的单方面要求，在长期湿热、光照等综合破坏的环境中易吸水而膨胀破裂，进而导致绝缘电阻衰减严重，绝缘电阻率保留值远远低于国家标准109Ω·mm，从而使其具有寿命短、测量准确度低的缺陷。

随着传感器行业的发展，标准的不断完善，在2016年更新了GB/T2324国家标准，明确规定了恒定湿热试验的温度和实验判定方法。国内部分企业对这方面进行了相应的研发，研发出来的电缆产品性能上大幅提升，能够满足标准和客户使用的要求，但有以下几点局限性：

(1)绝缘材料里加了大量的EPDM材料，生产效率低，浪费大；

(2)绝缘材料成本提高50％；

(3)现有生产工艺和材料不成熟导致产品附着力大，客户不能正常加工组件；

(4)性能稳定性不足。

我企业针对现有传感器用电缆的缺点，进行了专项的研发，以使其在满足标准和客户使用要求的同时，具备成本低廉、生产效率高、稳定性好且能正常加工成组件的优点。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种成本低廉、生产效率高、性能稳定性好且较易加工为组件的耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料，其主要由如下重量份的原料制备而成：PVC树脂80～120份、耐热性增塑剂30～60份、钙锌稳定剂3～8份、重质碳酸钙5～10份、煅烧高岭土3～9份、复合阻燃剂3～6份、丙烯酸树脂0.5～2份、综合内外润滑剂0.2～1份。

进一步优化地，所述PVC树脂为聚合度在1800～2000之间的聚氯乙烯。

进一步优化地，所述耐热性增塑剂为偏苯三酸三辛酯增塑剂。

进一步优化地，所述复合阻燃剂为三氧化二锑与氢氧化镁复配而成。

进一步优化地，所述PVC树脂90～105份、耐热性增塑剂35～50份、钙锌稳定剂4～7份、重质碳酸钙5～10份、煅烧高岭土4～8份、复合阻燃剂3～6份、丙烯酸树脂0.5～1.5份、综合内外润滑剂0.2～1份。

一种耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料的制备方法，包括如下步骤：

(1)称量，按上述比例称量原料；

(2)混料，依次向混合机中加入PVC树脂、钙锌稳定剂、复合阻燃剂、重质碳酸钙、综合内外润滑剂后，在300转/分钟的转速下搅拌2～3分钟，然后加入耐热性增塑剂，提高转速到800～1000转/分钟，混合至混合机内的PVC树脂完全吸收耐热性增塑剂、呈干粉状；再次向混合机中加入煅烧高岭土和丙烯酸树脂，继续高速混合10～20分钟，温度控制在135～145℃，最后，转移到冷却搅拌机中低速搅拌降温出料；

(3)造粒，将上述混合好的中间料送入双螺杆挤出造粒机中，温度控制在145～165℃，使挤出的混合物料为熔融体，将该挤出的混合物料直接导入单螺杆挤出造粒机，该单螺杆挤出造粒机的温度控制在115～135℃，转速控制在100～300转/分钟，采用风冷模面热切粒的方式挤出；

(4)冷却，将上述挤出的粒子，经过二级风冷旋风分离器的冷却，粒子温度降至35～40℃，再经过风冷加长振动筛，将粒子温度降至室温以便送入成品料仓进行包装。

在上述原料中，所述PVC树脂采用聚合度1800以上的PVC树脂，具有较好的综合物理性能，其拉伸强度大、伸长率高，电性能好，耐疲劳性、耐磨性、耐侯性、耐热性、回弹性好，吸水性小。

所述偏苯三酸三辛酯(TOTM)是一种耐热性增塑剂，其相溶性、加工性、低温性、耐水抽出、耐迁移和电性能等方面优良。

所述钙锌稳定剂，具有优异的热稳定性和润滑性，抑制初期着色效果好，长期稳定性优良，绝缘性能好，电阻滖减性小，加工性能好，无析出现象等。

所述重质碳酸钙，可提高刚果红稳定性，提高电阻，降低成本。

所述煅烧高岭土，可提高绝缘电性能和材料撕裂强度。

所述复合阻燃剂，具有稳定性好，相容性好，烟密度低，对材料力学影响较小等特点。在燃烧时，将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃物生成，阻止火焰蔓延。

所述丙烯酸树脂，是一种较新且发展较快的聚氯乙烯改性剂。在加工中添加ACR能促进PVC凝胶化，使熔体的流动性得到改善，从而提高熔体的热强度及延伸性，改善制品的内部和表面质量；同时缩短了熔融时间，提高了生产率；另外，能显著地减少各种添加成份在加工设备表面的沉积，保证生产顺利进行。

所述综合内外润滑剂，应用在PVC挤出工艺中,能明显的提高PVC的塑化,提高制品的机械强度，有很突出的防粘性及防烧焦性，可显著改善PVC产品的塑化速度，挤出速率提高,且保持表面的光泽并保持产品极佳的物理性质。在PVC中添加适量润滑剂，可以降低PVC熔融前粒子之间和PVC熔体中大分子间的相互摩擦；降低PVC熔体与塑料机械接触面之间的相互摩擦。适量润滑剂可改善PVC熔体流动性，提高生产效率，并防止摩擦生热而引起PVC降解，提高制品外观质量。

本发明的有益效果是：

1.本发明中的八种原料具有来源充足、价格低廉的优点，极大地降低了该PVC电缆料的成本。

2.上述八种原料按照相应的剂量配合混料，相互影响，协同作用，达到了意想不到的技术效果，制得的PVC电缆料粒子具有塑化充分、外观光亮、颗粒均匀的特点，除此之外，还具有优异的撕裂强度、抗高压性能，其机械性能和回弹性也较好，其电气性能优良、吸水性极低，其绝缘电阻较高、介电质损耗极低，其绝缘性能长期稳定、不与金属媒质发生反应，上述特点使其成为耐高压、高温、高湿环境的电线电缆绝缘层的绝佳用料。

3.上述PVC电缆料的制备方法，具有步骤简洁、易操作的优点，极大地提高了其生产效率，在一定意义上，也降低了其成本。

综上，本发明具有成本低廉、生产效率高、性能稳定性好且较易加工为组件的优点，适于广泛推广应用。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施例，对本发明进行详细阐述。

实施例1

第一步，称量，称取聚合度在1800～2000之间的聚氯乙烯80千克、偏苯三酸三辛酯增塑剂30千克、钙锌稳定剂3千克、重质碳酸钙5千克、煅烧高岭土3千克、三氧化二锑与氢氧化镁复配而成的复合阻燃剂3千克、丙烯酸树脂0.5千克、综合内外润滑剂0.2千克；

第二步，混料，依次向混合机中加入PVC树脂、钙锌稳定剂、复合阻燃剂、重质碳酸钙、综合内外润滑剂后，在300转/分钟的转速下搅拌2分钟，然后加入耐热性增塑剂，提高转速到900转/分钟，混合至混合机内的PVC树脂完全吸收耐热性增塑剂、呈干粉状；再次向混合机中加入煅烧高岭土和丙烯酸树脂，继续高速混合15分钟，温度控制在135～145℃，最后，转移到冷却搅拌机中低速搅拌降温出料；

第三步，造粒，将上述混合好的中间料送入双螺杆挤出造粒机中，温度控制在145～165℃，使挤出的混合物料为熔融体，将该挤出的混合物料直接导入单螺杆挤出造粒机，该单螺杆挤出造粒机的温度控制在115～135℃，转速控制在100～300转/分钟，采用风冷模面热切粒的方式挤出；

第四步，冷却，将上述挤出的粒子，经过二级风冷旋风分离器的冷却，粒子温度降至35～40℃，再经过风冷加长振动筛，将粒子温度降至室温以便送入成品料仓进行包装。

实施例2

第一步，称量，称取聚合度在2000之间的聚氯乙烯120千克、偏苯三酸三辛酯增塑剂60千克、钙锌稳定剂8千克、重质碳酸钙10千克、煅烧高岭土9千克、三氧化二锑与氢氧化镁复配而成的复合阻燃剂6千克、丙烯酸树脂2千克、综合内外润滑剂1千克；

第二步，混料，依次向混合机中加入PVC树脂、钙锌稳定剂、复合阻燃剂、重质碳酸钙、综合内外润滑剂后，在300转/分钟的转速下搅拌2分钟，然后加入耐热性增塑剂，提高转速到900转/分钟，混合至混合机内的PVC树脂完全吸收耐热性增塑剂、呈干粉状；再次向混合机中加入煅烧高岭土和丙烯酸树脂，继续高速混合15分钟，温度控制在135～145℃，最后，转移到冷却搅拌机中低速搅拌降温出料；

第三步，造粒，将上述混合好的中间料送入双螺杆挤出造粒机中，温度控制在145～165℃，使挤出的混合物料为熔融体，将该挤出的混合物料直接导入单螺杆挤出造粒机，该单螺杆挤出造粒机的温度控制在115～135℃，转速控制在100～300转/分钟，采用风冷模面热切粒的方式挤出；

第四步，冷却，将上述挤出的粒子，经过二级风冷旋风分离器的冷却，粒子温度降至35～40℃，再经过风冷加长振动筛，将粒子温度降至室温以便送入成品料仓进行包装。

实施例3

第一步，称量，称取聚合度在1800～2000之间的聚氯乙烯90千克、偏苯三酸三辛酯增塑剂35千克、钙锌稳定剂4千克、重质碳酸钙5千克、煅烧高岭土4千克、三氧化二锑与氢氧化镁复配而成的复合阻燃剂3千克、丙烯酸树脂0.5千克、综合内外润滑剂0.2千克；

第二步，混料，依次向混合机中加入PVC树脂、钙锌稳定剂、复合阻燃剂、重质碳酸钙、综合内外润滑剂后，在300转/分钟的转速下搅拌3分钟，然后加入耐热性增塑剂，提高转速到900转/分钟，混合至混合机内的PVC树脂完全吸收耐热性增塑剂、呈干粉状；再次向混合机中加入煅烧高岭土和丙烯酸树脂，继续高速混合15分钟，温度控制在135～145℃，最后，转移到冷却搅拌机中低速搅拌降温出料；

第三步，造粒，将上述混合好的中间料送入双螺杆挤出造粒机中，温度控制在145～165℃，使挤出的混合物料为熔融体，将该挤出的混合物料直接导入单螺杆挤出造粒机，该单螺杆挤出造粒机的温度控制在115～135℃，转速控制在100～300转/分钟，采用风冷模面热切粒的方式挤出；

第四步，冷却，将上述挤出的粒子，经过二级风冷旋风分离器的冷却，粒子温度降至35～40℃，再经过风冷加长振动筛，将粒子温度降至室温以便送入成品料仓进行包装。

实施例4

第一步，称量，称取聚合度在1800～2000之间的聚氯乙烯105千克、偏苯三酸三辛酯增塑剂50千克、钙锌稳定剂7千克、重质碳酸钙10千克、煅烧高岭土8千克、三氧化二锑与氢氧化镁复配而成的复合阻燃剂6千克、丙烯酸树脂1.5千克、综合内外润滑剂1千克；

第二步，混料，依次向混合机中加入PVC树脂、钙锌稳定剂、复合阻燃剂、重质碳酸钙、综合内外润滑剂后，在300转/分钟的转速下搅拌3分钟，然后加入耐热性增塑剂，提高转速到900转/分钟，混合至混合机内的PVC树脂完全吸收耐热性增塑剂、呈干粉状；再次向混合机中加入煅烧高岭土和丙烯酸树脂，继续高速混合15分钟，温度控制在135～145℃，最后，转移到冷却搅拌机中低速搅拌降温出料；

第三步，造粒，将上述混合好的中间料送入双螺杆挤出造粒机中，温度控制在145～165℃，使挤出的混合物料为熔融体，将该挤出的混合物料直接导入单螺杆挤出造粒机，该单螺杆挤出造粒机的温度控制在115～135℃，转速控制在100～300转/分钟，采用风冷模面热切粒的方式挤出；

第四步，冷却，将上述挤出的粒子，经过二级风冷旋风分离器的冷却，粒子温度降至35～40℃，再经过风冷加长振动筛，将粒子温度降至室温以便送入成品料仓进行包装。

上述实施例制得的PVC电缆料的性能与成本的测试分析：

(1)将实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的PVC电缆料，分别置于0.21MPa压力、高温121℃下，进行蒸煮240小时后,测试2000V/5mA不击穿且绝缘电阻≥1000MΩ；

(2)将实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的PVC电缆料，分别置于常压下，高温100℃下，进行蒸煮500小时后,测试2000V/5mA不击穿且绝缘电阻≥1000MΩ；

(3)上述实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的PVC电缆料的成本均控制在14元/KG以内；

(4)在实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的制备过程中，其挤出量均在120KG/H以上；

(5)将实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的PVC电缆料制备成长120mm、宽10mm、厚3mm的标准小板，然后使用拉伸测试仪和冲击试样机分别对其进行实验，测得上述四类PVC电缆料制成的标准小板的拉伸指数在650～750N之间，冲击指数在8.5～9.2ki/m²之间，证明其具有优良的机械性能；

(6)现有的PVC电缆料与上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的PVC电缆料关于耐老化性能方面的对比试验，分别将现有的PVC电缆料与上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的PVC电缆料分别置于158℃的温度下，170小时后，现有的PVC电缆料发黄变脆，上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的PVC电缆料不变颜色、不变脆。

综上，上述实施例制备的PVC电缆料具有如下优点：

1)成本低：充分利用Al203·2Si02·2H20的在湿热环境的高绝缘电阻的特性，对原料做简易的改变，实现了其他PVC电缆料需用价格很高的EPDM和XLPE产品才能实现的性能，材料成本为13.5元/KG，不需要辐照，无辐照费用；

2)优越加工性：因配方中有高温稳定剂，本发明能在挤出时比普通的PVC挤出温度高40～50℃，在120KG/H的挤出量下能完全塑化，实现了生产加工速度快、浪费少等加工优势；

3)性能稳定，耐老化性能强；

4)客户加工组件方便，主材为PVC不需要辐照,不会导致电线附着力大，引起客户加工不便。

综上，本发明具有在满足标准和客户使用要求的同时，具备成本低廉、生产效率高、稳定性好且能正常加工成组件的优点，适于广泛推广应用。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料，其特征在于，其主要由如下重量份的原料制备而成：PVC树脂80～120份、耐热性增塑剂30～60份、钙锌稳定剂3～8份、重质碳酸钙5～10份、煅烧高岭土3～9份、复合阻燃剂3～6份、丙烯酸树脂0.5～2份、综合内外润滑剂0.2～1份。

2.根据权利要求1所述的耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料，其特征在于，所述PVC树脂为聚合度在1800～2000之间的聚氯乙烯。

3.根据权利要求1所述的耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料，其特征在于，所述耐热性增塑剂为偏苯三酸三辛酯增塑剂。

4.根据权利要求1所述的耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料，其特征在于，所述复合阻燃剂为三氧化二锑与氢氧化镁复配而成。

5.根据权利要求1所述的耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料，其特征在于，所述PVC树脂90～105份、耐热性增塑剂35～50份、钙锌稳定剂4～7份、重质碳酸钙5～10份、煅烧高岭土4～8份、复合阻燃剂3～6份、丙烯酸树脂0.5～1.5份、综合内外润滑剂0.2～1份。

6.一种如权利要求1-5任一项所述耐高温高湿传感器用改性PVC电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)称量，按上述比例称量原料；

(2)混料，依次向混合机中加入PVC树脂、钙锌稳定剂、复合阻燃剂、重质碳酸钙、综合内外润滑剂后，在300转/分钟的转速下搅拌2～3分钟，然后加入耐热性增塑剂，提高转速到800～1000转/分钟，混合至混合机内的PVC树脂完全吸收耐热性增塑剂、呈干粉状；再次向混合机中加入煅烧高岭土和丙烯酸树脂，继续高速混合10～20分钟，温度控制在135～145℃，最后，转移到冷却搅拌机中低速搅拌降温出料；

(3)造粒，将上述混合好的中间料送入双螺杆挤出造粒机中，温度控制在145～165℃，使挤出的混合物料为熔融体，将该挤出的混合物料直接导入单螺杆挤出造粒机，该单螺杆挤出造粒机的温度控制在115～135℃，转速控制在100～300转/分钟，采用风冷模面热切粒的方式挤出；

(4)冷却，将上述挤出的粒子，经过二级风冷旋风分离器的冷却，粒子温度降至35～40℃，再经过风冷加长振动筛，将粒子温度降至室温以便送入成品料仓进行包装。