CN108047600A - 一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂110‑120份、邻苯二甲酸二辛酯8‑12份、轻质碳酸钙15‑19份、气相白炭黑3‑6份、松节油1‑2份、过氧化二异丙苯0.5‑0.9份、防老剂2‑3份、抗氧剂0.4‑0.8份、对羟基二苯甲酮1‑2份、钛白粉2‑3份、硬脂酸钡1‑2份、氧化锑4‑6份、莫来石7‑9份、钛碳化铝2‑4份。本发明还公开了所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法。本发明制备的聚氯乙烯电缆料具有良好的阻燃性能和良好的耐老化性能，使用寿命长，具有广阔的市场前景。

Description

一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，具体是一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
电线电缆行业是我国经济建设重要的配套产业，广泛应用于国民经济各个领域，电线电缆是输送电能、传递信息和制造各种电机、电器、仪表、汽车、机床等设备所不可缺少的基础器材，电线电缆为电力行业和通信产业提供基础设施，占据着我国电工行业1/4的产值，是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90％。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。
电线电缆绝缘及护套用塑料俗称电缆料，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种。电缆料生产企业是以电缆生产企业为用户，只要有电线电缆需求就有电缆料的市场。电线电缆产品中除钢芯铝绞线、电磁线等裸线产品外几乎都需要绝缘层口。目前我国有电线电缆生产企业近5000家，又有城乡电网改造、西部大开发及通信设施大面积升级改造对电线电缆产品的巨大需求，因而从一段时间来看，电缆料在我国具有广泛的市场发展前景。PVC电缆料因价格低廉，性能优良，在电线电缆绝缘保护材料中长期占有重要地位。然而，现有的PVC电缆料大多存在氧指数低、易燃等缺陷，亟待改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂110-120份、邻苯二甲酸二辛酯8-12份、轻质碳酸钙15-19份、气相白炭黑3-6份、松节油1-2份、过氧化二异丙苯0.5-0.9份、防老剂2-3份、抗氧剂0.4-0.8份、对羟基二苯甲酮1-2份、钛白粉2-3份、硬脂酸钡1-2份、氧化锑4-6份、莫来石7-9份、钛碳化铝2-4份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂113-117份、邻苯二甲酸二辛酯9-11份、轻质碳酸钙16-18份、气相白炭黑4-5份、松节油1.2-1.8份、过氧化二异丙苯0.6-0.8份、防老剂2.3-2.7份、抗氧剂0.5-0.7份、对羟基二苯甲酮1.4-1.6份、钛白粉2.3-2.7份、硬脂酸钡1.2-1.8份、氧化锑4.5-5.5份、莫来石7.5-8.5份、钛碳化铝2.5-3.5份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂115份、邻苯二甲酸二辛酯10份、轻质碳酸钙17份、气相白炭黑5份、松节油1.4份、过氧化二异丙苯0.7份、防老剂2.5份、抗氧剂0.6份、对羟基二苯甲酮1.5份、钛白粉2.6份、硬脂酸钡1.4份、氧化锑5份、莫来石8份、钛碳化铝3份。
作为本发明再进一步的方案：所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂为抗氧剂1076。
所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取莫来石，粉碎后，过60-100目筛，获得莫来石粉末；
2)将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合3-5h，出料，获得第一混合物；
3)向第一混合物中加入浓度15％的稀硝酸溶液，在100-200rpm下搅拌混合1-2h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理40-50min后，出料，静置20-25h，获得第二混合物；
4)将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗3-5次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理10-13min，获得第四混合物；
6)称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合18-20min，放料至冷却混合机中进行冷搅10-12min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的2-3倍。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60-70％。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述超声处理频率为30-40kHz。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的聚氯乙烯电缆料具有良好的阻燃性能，在火灾发生时能够在一定程度上避免电缆成为火灾扩散源头，降低火灾危害性，减少经济、人员损失，并且，本发明制备的聚氯乙烯电缆料还具有良好的耐老化性能，使用寿命长，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂110份、邻苯二甲酸二辛酯8份、轻质碳酸钙15份、气相白炭黑3份、松节油1份、过氧化二异丙苯0.5份、防老剂2份、抗氧剂0.4份、对羟基二苯甲酮1份、钛白粉2份、硬脂酸钡1份、氧化锑4份、莫来石7份、钛碳化铝2份。
其中，所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取莫来石，粉碎后，过60目筛，获得莫来石粉末；
2)将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合3h，出料，获得第一混合物，其中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的2倍；
3)向第一混合物中加入浓度15％的稀硝酸溶液，在100rpm下搅拌混合1h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理40min后，出料，静置20h，获得第二混合物，其中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％，所述超声处理频率为30kHz；
4)将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗3次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理10min，获得第四混合物；
6)称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合18min，放料至冷却混合机中进行冷搅10min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例2
一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂113份、邻苯二甲酸二辛酯9份、轻质碳酸钙16份、气相白炭黑5份、松节油1.8份、过氧化二异丙苯0.8份、防老剂2.3份、抗氧剂0.5份、对羟基二苯甲酮1.4份、钛白粉2.3份、硬脂酸钡1.8份、氧化锑5.5份、莫来石8.5份、钛碳化铝3.5份。
其中，所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取莫来石，粉碎后，过80目筛，获得莫来石粉末；
2)将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合3.5h，出料，获得第一混合物，其中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的2.5倍；
3)向第一混合物中加入浓度15％的稀硝酸溶液，在150rpm下搅拌混合1.5h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理42min后，出料，静置21h，获得第二混合物，其中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60％，所述超声处理频率为30kHz；
4)将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗3次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理11min，获得第四混合物；
6)称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合18min，放料至冷却混合机中进行冷搅10min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例3
一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂115份、邻苯二甲酸二辛酯10份、轻质碳酸钙17份、气相白炭黑5份、松节油1.4份、过氧化二异丙苯0.7份、防老剂2.5份、抗氧剂0.6份、对羟基二苯甲酮1.5份、钛白粉2.6份、硬脂酸钡1.4份、氧化锑5份、莫来石8份、钛碳化铝3份。
其中，所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取莫来石，粉碎后，过80目筛，获得莫来石粉末；
2)将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合4h，出料，获得第一混合物，其中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的2.5倍；
3)向第一混合物中加入浓度15％的稀硝酸溶液，在150rpm下搅拌混合1.5h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理45min后，出料，静置23h，获得第二混合物，其中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的65％，所述超声处理频率为40kHz；
4)将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗4次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理12min，获得第四混合物；
6)称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合19min，放料至冷却混合机中进行冷搅11min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例4
一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂117份、邻苯二甲酸二辛酯11份、轻质碳酸钙18份、气相白炭黑4份、松节油1.2份、过氧化二异丙苯0.6份、防老剂2.7份、抗氧剂0.7份、对羟基二苯甲酮1.6份、钛白粉2.7份、硬脂酸钡1.2份、氧化锑4.5份、莫来石7.5份、钛碳化铝2.5份。
其中，所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取莫来石，粉碎后，过80目筛，获得莫来石粉末；
2)将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合4.5h，出料，获得第一混合物，其中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的3倍；
3)向第一混合物中加入浓度15％的稀硝酸溶液，在200rpm下搅拌混合1.5h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理48min后，出料，静置24h，获得第二混合物，其中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的65％，所述超声处理频率为30kHz；
4)将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗5次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理12min，获得第四混合物；
6)称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合20min，放料至冷却混合机中进行冷搅11min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例5
一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂120份、邻苯二甲酸二辛酯12份、轻质碳酸钙19份、气相白炭黑6份、松节油2份、过氧化二异丙苯0.9份、防老剂3份、抗氧剂0.8份、对羟基二苯甲酮2份、钛白粉3份、硬脂酸钡2份、氧化锑6份、莫来石9份、钛碳化铝4份。
其中，所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取莫来石，粉碎后，过100目筛，获得莫来石粉末；
2)将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合5h，出料，获得第一混合物，其中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的3倍；
3)向第一混合物中加入浓度15％的稀硝酸溶液，在200rpm下搅拌混合2h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理50min后，出料，静置25h，获得第二混合物，其中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的70％，所述超声处理频率为40kHz；
4)将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗5次后，干燥，获得第三混合物；
5)称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理13min，获得第四混合物；
6)称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合20min，放料至冷却混合机中进行冷搅12min后，出料，获得第五混合物；
7)将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
对比例1
与实施例3相比，不含莫来石，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，不含钛碳化铝，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，不含莫来石和钛碳化铝，其他与实施例3相同。
对本发明实施例1-5及对比例1-3所制备的电缆料进行性能测试，测试结果如下。
表1性能测试表
从以上结果可以看出，本发明制备的聚氯乙烯电缆料具有良好的阻燃性能，在火灾发生时能够在一定程度上避免电缆成为火灾扩散源头，降低火灾危害性，减少经济、人员损失，并且，本发明制备的聚氯乙烯电缆料还具有良好的耐老化性能，使用寿命长，具有广阔的市场前景。
另外，从实施例3与对比例1-3的数据对比中可以看出，本发明通过加入莫来石和钛碳化铝，莫来石和钛碳化铝相互配合并与其他组份协同作用，有利于提高聚氯乙烯电缆料的阻燃性。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂110-120份、邻苯二甲酸二辛酯8-12份、轻质碳酸钙15-19份、气相白炭黑3-6份、松节油1-2份、过氧化二异丙苯0.5-0.9份、防老剂2-3份、抗氧剂0.4-0.8份、对羟基二苯甲酮1-2份、钛白粉2-3份、硬脂酸钡1-2份、氧化锑4-6份、莫来石7-9份、钛碳化铝2-4份。
2.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂113-117份、邻苯二甲酸二辛酯9-11份、轻质碳酸钙16-18份、气相白炭黑4-5份、松节油1.2-1.8份、过氧化二异丙苯0.6-0.8份、防老剂2.3-2.7份、抗氧剂0.5-0.7份、对羟基二苯甲酮1.4-1.6份、钛白粉2.3-2.7份、硬脂酸钡1.2-1.8份、氧化锑4.5-5.5份、莫来石7.5-8.5份、钛碳化铝2.5-3.5份。
3.根据权利要求2所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：PVC树脂115份、邻苯二甲酸二辛酯10份、轻质碳酸钙17份、气相白炭黑5份、松节油1.4份、过氧化二异丙苯0.7份、防老剂2.5份、抗氧剂0.6份、对羟基二苯甲酮1.5份、钛白粉2.6份、硬脂酸钡1.4份、氧化锑5份、莫来石8份、钛碳化铝3份。
4.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述防老剂由防老剂CPPD和防老剂AW按照重量比2:3组合而成。
5.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076。
6.一种如权利要求1-5任一所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）称取莫来石，粉碎后，过60-100目筛，获得莫来石粉末；
2）将莫来石粉末投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合3-5h，出料，获得第一混合物；
3）向第一混合物中加入浓度15%的稀硝酸溶液，在100-200rpm下搅拌混合1-2h，出料，然后送入超声波处理器中，超声处理40-50min后，出料，静置20-25h，获得第二混合物；
4）将第二混合物进行离心分离，取固相物料，水洗3-5次后，干燥，获得第三混合物；
5）称取PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙、气相白炭黑、钛白粉、硬脂酸钡、氧化锑和钛碳化铝，合并后，投入至高速混合机中，再加入第三混合物，混合处理10-13min，获得第四混合物；
6）称取过氧化二异丙苯、防老剂、抗氧剂、对羟基二苯甲酮和松节油，加入至第四混合物中，继续搅拌混合18-20min，放料至冷却混合机中进行冷搅10-12min后，出料，获得第五混合物；
7）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
7.根据权利要求6所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述去离子水的用量为莫来石粉末重量的2-3倍。
8.根据权利要求6所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述稀硝酸溶液的体积加入量为第一混合物体积的60-70%。
9.根据权利要求6所述的阻燃性能优异的聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述超声处理频率为30-40kHz。
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