CN108570199A - 一种抗uv耐磨防霉线缆材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，由以下重量百分比的原料制成：PVC粉34~50%、增塑剂25~35%、复合耐磨乳液15~22%、纳米粒子5~6.5%、天然提取物类防霉剂5~8%、安定剂1~5%、抗氧化剂0.1~0.6%；由本发明制得的抗UV耐磨防霉电缆护套材料，良好的抗UV性能、持久高效抑菌防霉变性能和良好的加工性能，绿色环保，对人体无害，且制备工艺简单。

Description

一种抗UV耐磨防霉线缆材料及其制备工艺

技术领域

本发明属于电线电缆料的技术领域，具体涉及一种抗UV耐磨防霉线缆材料及其制备工艺。

背景技术

电线线缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线，外包绝缘保护层——电缆护套，是电缆不可缺少的中间结构部分，能保证电缆的通电安全，让铜丝和水、空气等介质隔绝并避免出现漏电现象。随着科技的发展带来的各类智能化设备的使用，带动了线材行业的迅猛发展，除了要求电缆护套满足基本的力学性能、绝缘性能和阻燃性能外，还要求其具有良好的耐UV色变、耐磨、防霉等性能，特别是以浅色为主的线缆。在目前主流的聚氯乙烯电缆护套中，为了达到阻燃目的，通常添加有聚苯醚(PPO)组分作为成碳组分，但PPO组分不耐磨，在一些湿度较大的环境中水分子容易吸附在保护层上，长此以往容易出现发霉的现象，不仅影响其使用性能和寿命，还会对保护层内各部件的使用性能产生一定的影响，其内添加的PPO材料很容易受UV影响而老化变黄，影响产品的外观。

专利CN107141629公开了一种抗UV电缆护套料，由下列重量百分比的原料混炼制成：PVC粉34-50%，增塑剂25-35%，填充剂20-30%，安定剂1-5%，润滑剂 0.1-0.6%，抗UV剂0.05-0.15%，抗氧剂0.005-0.02%，阻燃剂0.005-0.02%。具有原料来源广，生产工艺简单，环保、耐紫外效果理想。

专利CN104552853A公开了有效防霉的电缆保护层的制备方法，通过在保护层中加入抗菌防霉料可赋予电缆良好的防霉功效，抗菌防霉料由以下质量分数比组成：聚乙烯树脂 65%-70%、三元乙丙橡胶10%-15%、纳米抗菌剂8%-15%，其余为助剂，所述助剂包括热稳定剂、增塑剂、抗氧剂和润滑剂；所制得的保护层内含的抗菌防霉填料赋予了电缆良好的防霉功效，且该功效持久、显著，使得电缆在湿度较大的环境中亦能获得良好的使用性能和使用寿命。

然而，现有的电缆护套仍然存在以下缺点：（1）填充的无机钛白粉或者有机的抗UV助剂通常添加量大，易引起材料的力学性能和阻燃性能的恶化，同时容易析出而形成材料表面喷霜，且高比例的添加量也影响调色；（2）目前使用的耐磨剂为陶瓷粉/碳化硅颗粒，其与基体材料的相容性差，随之电缆的柔韧性差且不宜折绕，抗菌剂多采用纳米银抗菌剂，其内的银离子会不断释放出来，污染环境的同时，危害使用者的健康。

发明内容

为解决以上技术难题，本发明提供一种抗UV、耐磨、防霉电缆护套材料，该电缆护套材料添加了纳米粒子、复合耐磨乳液以及天然提取物类防霉剂等物质，使其具有良好的抗UV性能、持久高效抑菌防霉变性能和良好的加工性能，绿色环保，对人体无害。

本发明所采用的技术方案为：

一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，由以下重量百分比的原料制成：PVC粉34~50%、增塑剂25~35%、复合耐磨乳液15~22%、纳米粒子5~6.5%、天然提取物类防霉剂5~8%、安定剂1~5%、抗氧化剂0.1~0.6%。

优选地，该材料由以下重量百分比的原料制成：PVC粉42.04%、增塑剂29.26%、复合耐磨乳液16.04%、纳米粒子4.2%、天然提取物类防霉剂5.8%、安定剂2.33%、抗氧化剂0.33%。

优选地，所述的增塑剂为已二酸二辛脂或癸二酸二辛脂。

优选地，所述复合耐磨乳液的制备方法为：将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按2~5：2~5：2~5：80~100的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内搅拌均匀所得。

优选地，所述的纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米硫化锌中的一种或几种。

优选地，所述天然提取物类防霉剂为辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、柠檬酸、大蒜素、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香樟精油、孟宗竹提取物、日柏醇和乳酸链球菌素中的一种或几种。

优选地，所述安定剂为PVC热稳定剂、季戊四醇、木糖醇或甘露醇。

优选地，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010或DLTP。

本发明还公开了一种制备上述抗UV耐磨防霉电缆护套材料的方法，包括以下步骤：

（1）将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按2~5：2~5：2~5：80~100的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内2000~5000r/min搅拌20~40min，得到复合耐磨乳液；

（2）将PVC粉和增塑剂添加至搅拌桶中，搅拌熔融，温度为150℃~180℃ ；维持温度不变，继续添加纳米粒子、天然提取物类防霉剂和安定剂后充分搅拌15~25min；再将搅拌桶温度升至 170℃~190℃，添加抗氧化剂，继续搅拌12~15min，得到A料；

（3）将A料和复合耐磨乳液加入柱塞式注塑机，螺杆长径比为10: 1，注塑机的机头温度为180℃~185℃，注塑压力为66~70MPa，挤出速率为1.3~1.5g/s，被包覆体所受的牵引力为5.5~6.5N，移动速度为0.25~0.35m/min，挤出成型，即得抗UV耐磨防霉电缆护套材料。

与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：

（1）本发明中添加的纳米粒子具有良好的抗紫外线能力，协同使用复合耐磨乳液和天然提取物类防霉剂，不会降低线缆材料的耐磨、阻燃及防霉等性能，同时也解决了线缆材料体系中因引入PPO组分而导致材料容易发黄变色的问题；

（2）本发明使用的复合耐磨乳液可提高电缆护套材料的光滑度，减小摩擦以提高耐磨性，同时具有吸附异味的功能，当电缆所处环境存在空气污染时，该吸附功能可以起到一定的净化空气的作用；

（3）本发明中的天然提取物类防霉剂可均匀分散在主体成分内，可有效防止霉变，进而达到良好的长期稳定防霉的效果，且不会释放对人体有害的物质，安全天然环保。

具体实施方式

实施例1

一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，由以下重量百分比的原料制成：PVC粉36%、已二酸二辛脂30%、复合耐磨乳液15%、纳米二氧化钛5.8%、花椒素8%、季戊四醇5%、抗氧化剂10100.2%。

一种制备抗UV耐磨防霉电缆护套材料的方法，包括以下步骤：

（1）将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按2：2：2：80的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内2000r/min搅拌20min，得到复合耐磨乳液；

（2）将PVC粉和已二酸二辛脂添加至搅拌桶中，搅拌熔融，温度为150℃ ；维持温度不变，继续添加纳米二氧化钛、花椒素和季戊四醇后充分搅拌15min；再将搅拌桶温度升至170℃，添加抗氧化剂1010，继续搅拌12min，得到A料；

（3）将A料和复合耐磨乳液加入柱塞式注塑机，螺杆长径比为10: 1，注塑机的机头温度为180℃，注塑压力为66MPa，挤出速率为1.3g/s，被包覆体所受的牵引力为5.5N，移动速度为0.25m/min，挤出成型，即得抗UV耐磨防霉电缆护套材料。

实施例2

一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，由以下重量百分比的原料制成：PVC粉42.04%、癸二酸二辛脂29.26%、复合耐磨乳液16.04%、纳米氧化锌4.2%、儿茶素5.8%、木糖醇2.33%、DLTP0.33%。

一种制备抗UV耐磨防霉电缆护套材料的方法，包括以下步骤：

（1）将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按3：3：3：90的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内3000r/min搅拌30min，得到复合耐磨乳液；

（2）将PVC粉和癸二酸二辛脂添加至搅拌桶中，搅拌熔融，温度为170℃ ；维持温度不变，继续添加纳米氧化锌、儿茶素和木糖醇后充分搅拌20min；再将搅拌桶温度升至180℃，添加DLTP，继续搅拌13min，得到A料；

（3）将A料和复合耐磨乳液加入柱塞式注塑机，螺杆长径比为10: 1，注塑机的机头温度为181℃，注塑压力为68MPa，挤出速率为1.4g/s，被包覆体所受的牵引力为6N，移动速度为0.3m/min，挤出成型，即得抗UV耐磨防霉电缆护套材料。

实施例3

一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，由以下重量百分比的原料制成：PVC粉48%、已二酸二辛脂25%、复合耐磨乳液15%、纳米二氧化硅5.5%、壳聚糖5%、甘露醇1%、DLTP 0.5%。

一种制备抗UV耐磨防霉电缆护套材料的方法，包括以下步骤：

（1）将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按5：5：5：100的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内5000r/min搅拌40min，得到复合耐磨乳液；

（2）将PVC粉和已二酸二辛脂添加至搅拌桶中，搅拌熔融，温度为180℃ ；维持温度不变，继续添加纳米二氧化硅、壳聚糖和甘露醇后充分搅拌25min；再将搅拌桶温度升至190℃，添加DLTP，继续搅拌15min，得到A料；

（3）将A料和复合耐磨乳液加入柱塞式注塑机，螺杆长径比为10: 1，注塑机的机头温度为185℃，注塑压力为70MPa，挤出速率为1.5g/s，被包覆体所受的牵引力为6.5N，移动速度为0.35m/min，挤出成型，即得抗UV耐磨防霉电缆护套材料。

Claims (9)

1.一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：PVC粉34~50%、增塑剂25~35%、复合耐磨乳液15~22%、纳米粒子5~6.5%、天然提取物类防霉剂5~8%、安定剂1~5%、抗氧化剂0.1~0.6%。

2.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于该材料由以下重量百分比的原料制成：PVC粉42.04%、增塑剂29.26%、复合耐磨乳液16.04%、纳米粒子4.2%、天然提取物类防霉剂5.8%、安定剂2.33%、抗氧化剂0.33%。

3.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于：所述的增塑剂为已二酸二辛脂或癸二酸二辛脂。

4.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于：所述复合耐磨乳液的制备方法为：将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按2~5：2~5：2~5：80~100的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内搅拌均匀所得。

5.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于：所述的纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米硫化锌中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于：所述天然提取物类防霉剂为辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、柠檬酸、大蒜素、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香樟精油、孟宗竹提取物、日柏醇和乳酸链球菌素中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于：所述安定剂为PVC热稳定剂、季戊四醇、木糖醇或甘露醇。

8.根据权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010或DLTP。

9.一种制备权利要求1所述的一种抗UV耐磨防霉电缆护套材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将滑石粉、纳米云母粉、蓖麻籽碳化粉与乙撑双硬脂酰胺按2~5：2~5：2~5：80~100的质量份数比加入到纯丙硅乳液中，置于高速搅拌机内2000~5000r/min搅拌20~40min，得到复合耐磨乳液；

（2）将PVC粉和增塑剂添加至搅拌桶中，搅拌熔融，温度为150℃~180℃ ；维持温度不变，继续添加纳米粒子、天然提取物类防霉剂和安定剂后充分搅拌15~25min；再将搅拌桶温度升至 170℃~190℃，添加抗氧化剂，继续搅拌12~15min，得到A料；

（3）将A料和复合耐磨乳液加入柱塞式注塑机，螺杆长径比为10: 1，注塑机的机头温度为180℃~185℃，注塑压力为66~70MPa，挤出速率为1.3~1.5g/s，被包覆体所受的牵引力为5.5~6.5N，移动速度为0.25~0.35m/min，挤出成型，即得抗UV耐磨防霉电缆护套材料。