CN108276722A - 一种具有高耐热老化、耐低温的聚氯乙烯合金弹性体聚合物 - Google Patents

一种具有高耐热老化、耐低温的聚氯乙烯合金弹性体聚合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，按重量份计包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、偏苯增塑剂65份、聚酯增塑剂10份、热稳定剂10份、热稳定助剂2份、阻燃剂3份、硅系阻燃剂6份、氢氧化物阻燃剂6份、润滑剂0.6份、紫外线吸收剂0.3份、抗氧剂0.3份、增韧剂20份、耐低温增塑剂6份、加工助剂2份，所述聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂；通过本发明提供的配方制得的聚氯乙烯聚合物，在抗拉伸、阻燃和抗张性能基本不变的情况下，耐热老化、耐候性上相对于普通的聚氯乙烯聚合物具有极大的提升。

Description

一种具有高耐热老化、耐低温的聚氯乙烯合金弹性体聚合物
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物。
背景技术
近年来，随着国家新能源政策的贯彻执行，电动汽车发展迅速，作为人们尤其是城市上班族的代步工具，为适应电动汽车发展形势，许多城市都设置了充电桩，极大地方便了人们出行。
充电桩的功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端通过装有充电插头的电缆为电动汽车充电，由于充电桩和加油机一样都是长期暴露在室外了，由于室外受气候影响较大，容易出现老化的问题，因此电缆所采用的高分子材料不仅是需要具有绝缘性能的特种树脂，而且还需具备优良的耐腐蚀性、延展性和耐候性等，然而在一些气候比较极端的地区，由于温差比较大，目前的电缆护套在耐候性能上达不到要求，充电桩电缆实用寿命短，尤其是在低温环境下，护套极易破损，需要经常维修更换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物。
一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，按重量份计包括以下组分：
所述聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂。
本发明采用聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂，此树脂分子量大，单位体积内的分子量多，分子链排布紧密，具有优越的物理性能以及良好的耐热和极佳的耐候性，配合增韧剂使得本发明能够在低温环境下依然能够保持正常状态，不轻易破损。
优选地，所述偏苯增塑剂为不含邻苯类增塑剂中高温增塑剂。
优选地，聚酯增塑剂为葵二酸、己二酸中的一种或二种。
本发明所用偏苯类增塑剂与聚合物的相容性、耐热性、耐寒性、耐久性优良，配合癸二酸聚酯、己二酸聚酯和增韧剂使聚合物的耐热、低温性能起到了相乘效果，使聚合物的耐油、移行性能更加优越。
优选地，所述稳定剂为、钙锌、稀土稳定剂中的一种或二种复合体；本发明所用的热稳定剂为耐高温复合金属盐配合稀土元素，具有以下特点：1.捕捉聚合物热分解产生的HCL，从而防止HCL的催化降解作用；2.置换活跃的烯丙基氯原子，与自由基发生反应，中止自由基的传递；3.与共轭双键加成作用，抑制共轭链的增长；4.分解氢过氧化物，减少自由基的数目；5.钝化有催化脱HCL作用的金属离子。
优选地，所述阻燃剂为、三氧化二锑、磷系、硅系、氢氧化物等阻燃剂中的至少一种；本发明所用的阻燃剂主体为三氧化二锑配合氢氧化镁、铝、硅酸盐，三氧化二锑与聚合物反应生成卤化锑，配合镁、铝、硅酸盐达到高效阻燃，抑烟作用。
优选地，所述增韧剂为丁腈、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯、三元乙丙、有机硅共聚物中的至少二种；本发明所用耐低温冲击、耐高温冲击所用增韧增强剂为丙烯、丁烯、有机硅、醋酸乙烯、等改性剂按不同比例混合而成，增韧剂中核壳结构的特点，解决了增强低温冲击的同时，也解决了耐热耐候问题。核壳结构中壳的作用：1.形成一个固体层，当橡胶粒子从乳液中以粉末状态被分离出时，可防止其互相粘连。2.帮助粒子分散，并与聚合物基体发生粘接作用。核内含有硅树脂可以提高聚合的抗冲击性，并不影响其耐候性。
本发明的有益效果为：1、通过采用聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂，此树脂分子量大，单位体积内的分子量多，分子链排布紧密，具有优越的物理性能以及良好的耐热和极佳的耐候性，配合增韧剂使得本发明能够在低温环境下依然能够保持正常状态，不轻易破损，能够通过老化测试以及耐油测试，可以满足极端气候条件下的长期使用；2、本发明所用偏苯类增塑剂与聚合物的相容性、耐热性、耐寒性、耐久性优良，配合癸二酸聚酯、己二酸聚酯和增韧剂使聚合物的耐热、低温性能起到了相乘效果，使聚合物的耐油、移行性能更加优越。
具体实施方式
实施例1：
一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，按重量份计包括以下组分：
所述聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂。
本实施例中，所述聚氯乙烯树脂粉为中分子量、高分子量中的至少一种。
本实施例中，聚酯增塑剂为葵二酸、己二酸二种比例按1：1.5的比例进行复配。进一步地，所述稳定剂为、钙锌、稀土稳定剂二种按2：1的比例进行复配。进一步地，所述阻燃剂为、三氧化二锑、磷系、硅系氢氧化物三种阻燃剂按1：1.5：1.5比例进行复配。
进一步地，所述增韧剂为丁腈、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯、三元乙丙、有机硅共聚物中的二种按1：1.5的比例进行复配。
在制备本发明提供的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物时，包括以下步骤：
A、按比例称量上述原料，将其投入高速混合机中充分搅拌10-15分钟，使各种物料完全混；
B、将混合均匀的粉料加入到单螺杆或双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒后，制得成品颗粒；在挤出过程中，挤出机的温度为170-190℃，挤出机的螺杆转速为200-800r/min。
实施例2：
一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，按重量份计包括以下组分：
所述聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂。
本实施例中，所述聚氯乙烯树脂粉为中分子量、高分子量中的至少一种。
本实施例中，聚酯增塑剂为葵二酸、己二酸二种比例按1：2的比例进行复配。进一步地，所述稳定剂为、钙锌、稀土稳定剂二种按2：1.5的比例进行复配。进一步地，所述阻燃剂为、三氧化二锑、磷系、硅系氢氧化物三种阻燃剂按1：2：2比例进行复配。
进一步地，所述增韧剂为丁腈、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯、三元乙丙、有机硅共聚物中的二种按1：2的比例进行复配。
制造方法与实施例1相同，此处不再重复叙述。
实施例3：
一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，按重量份计包括以下组分：
所述聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂。
本实施例中，所述聚氯乙烯树脂粉为中分子量、高分子量中的至少一种。
本实施例中，聚酯增塑剂为葵二酸、己二酸二种比例按1：3的比例进行复配。进一步地，所述稳定剂为、钙锌、稀土稳定剂二种按1：1的比例进行复配。进一步地，所述阻燃剂为、三氧化二锑、磷系、硅系氢氧化物三种阻燃剂按1：2.5：2.5比例进行复配。
进一步地，所述增韧剂为丁腈、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯、三元乙丙、有机硅共聚物中的二种按1：1的比例进行复配。
制造方法与实施例1相同，此处不再重复叙述。
对比例1：
将100重量份的普通聚氯乙烯树脂、65重量份的偏苯增塑剂、10重量份的聚酯增塑剂、10重量份的热稳定剂、3重量份的阻燃剂、6重量份的氢氧化镁或氢氧化铝、0.6重量份的润滑剂、0.3重量份的紫外线吸收剂、0.3重量份的抗氧剂、20重量份的普通增韧剂和2重量份的加工助剂混合，之后在挤出机中经过熔融、挤出、造粒后，制得成品颗粒。
对比例2：
将100重量份的普通聚氯乙烯树脂、65重量份的偏苯增塑剂、15重量份的聚酯增塑剂、12重量份的热稳定剂、3重量份的阻燃剂、8重量份的氢氧化镁或氢氧化铝、0.6重量份的润滑剂、0.3重量份的紫外线吸收剂、0.3重量份的抗氧剂、30重量份的普通增韧剂和2重量份的加工助剂混合，之后在挤出机中经过熔融、挤出、造粒后，制得成品颗粒。
对比例3：
将100重量份的普通聚氯乙烯树脂、60重量份的偏苯增塑剂、20重量份的聚酯增塑剂、15重量份的热稳定剂、3重量份的阻燃剂、8重量份的氢氧化镁或氢氧化铝、0.6重量份的润滑剂、0.3重量份的紫外线吸收剂、0.3重量份的抗氧剂、40重量份的普通增韧剂和2重量份的加工助剂混合，之后在挤出机中经过熔融、挤出、造粒后，制得成品颗粒。
将按照实施例1-3和对比例1-3的配方调配而得的产品按照以下标准进行测试：
撕裂按CQC1103-2015/ASTM D624标准进行测试；
拉伸强度按GB1040/ASTM D 412标准进行测试；
伸长按GB1040/ASTM D 412标准进行测试；
老化按GB/T 25085/ISO 6722标准进行测试；
冷冲按GB/T5470标准进行测试；
耐油按UL 1581标准进行测试；
燃烧按UL 94标准进行测试；
热冲按GB/T 25085/ISO 6722标准进行测试；
从表上可以看出，对比例1-3在经过150℃的条件下进行240小时的老化测试后，其抗拉伸性能和抗张性能全部丧失，而且为通过-40℃的冷冲测试，当采用的聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂后，在150℃的条件下进行240小时的老化测试时，相对于老化以前，实施例1-3的伸长率几乎保持不变，而且抗张效果相对于老化以前有所提高，而且均能通过-40℃的冷冲测试。
将对比例1-3在60℃的条件下进行168小时的耐油测试，伸长率与原来相差不大，阻燃性能为V1等级，在175℃的条件下进行6小时的热冲测试，并不能通过热冲测试；实施例1-3，在相同的条件下进行耐候测试，测得伸长率与原来相差不大，阻燃性能为V0等级，而且均能通过热冲测试。
通过上述实验数据可知，通过本发明提供的配方制得的聚氯乙烯聚合物，在抗拉伸、阻燃和抗张性能基本不变的情况下，耐候性上相对于普通的聚氯乙烯聚合物具有极大的提升，能够满足极端气候环境的需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：按重量份计包括以下组分：
聚氯乙烯树脂 100份
偏苯增塑剂 50-65份
聚酯增塑剂 10-20份
热稳定剂 6-12份
热稳定助剂 2-4份
阻燃剂 3-6份
硅系阻燃剂 6-10份
氢氧化物阻燃剂 4-10份
润滑剂 0.6-0.8份
紫外线吸收剂 0.3-0.6份
抗氧剂 0.3-0.6份
增韧剂 10-50份
耐低温增塑剂 6-10份
加工助剂 2-5份
所述聚氯乙烯树脂为高聚合度的接枝共混树脂。
2.根据权利要求1所述的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：所述聚氯乙烯树脂粉为中分子量、高分子量中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：所述偏苯增塑剂为不含邻苯类增塑剂的高温增塑剂。
4.根据权利要求1所述的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：聚酯增塑剂为葵二酸、己二酸中的一种或二种。
5.根据权利要求1所述的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：所述稳定剂为、钙锌、稀土稳定剂中的一种或二种复合体。
6.根据权利要求1所述的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：所述阻燃剂为、三氧化二锑、磷系、硅系、氢氧化物等阻燃剂中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的一种具有高耐热老化、耐低温的充电桩电缆护套用的聚氯乙烯合金弹性体聚合物，其特征在于：所述增韧剂为丁腈、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯、三元乙丙、有机硅共聚物中的至少二种。
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