CN109401128A - 一种半硬耐低温pvc电缆料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯0至10份，三元共聚物1至30份，碳酸钙0至30份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂2至5份，高密度氧化聚乙烯蜡0.01至1份。本发明还提供一种半硬耐低温PVC电缆料的制备方法，包括如下步骤：S1：按照配方的重量值分别称取各原材料加入高混机混合塑化；S2：转入双螺杆造料机挤出加工，经过单螺杆挤出造粒机挤出造粒；S3：风冷输送包装。本发明的半硬耐低温PVC电缆料可用于制造风能电缆、光电复合缆、电梯电缆、及制冷设备内置电线等对产品柔韧性能要求较高的电线电缆护套层及绝缘层，具有良好的耐低温性能同时具有较高硬度。

Description

一种半硬耐低温PVC电缆料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种半硬耐低温PVC电缆料及其制备方法和应用。
背景技术
传统PVC电缆料是以聚氯乙烯为基料，通过添加增塑剂来降低树脂加工温度，降低产品软化点，添加稳定剂来提高产品耐热性能，延缓PVC降解，添加润滑剂改善产品加工性能，使物料更容易脱模流动等，将适当的电缆料经过螺杆挤出塑化后混合在一起的产品。具有价格低廉，性能优良的优点，在电线电缆绝缘保护材料中长期占有重要地位。目前用于提高线缆产品耐严寒性能主要是通过添加相应的耐寒增塑剂来实现，常用的耐寒增塑剂为癸二酸二辛酯、已二酸二辛酯等。但目前常用的这些增塑剂与树脂相容性不好，易析出，相比普通增塑剂对阻燃性能影响更严重。现有技术中，用于提高线缆产品阻燃性能多添加三氧化二锑、硼酸锌等阻燃剂来实现，而阻燃剂添加量越大，线缆的抗低温冲击性能越差。
在风能电缆、光电复合缆、电梯电缆、及制冷设备内置电线等对线缆柔韧性能要求较高的应用领域，需要兼顾线缆的较高硬度和耐低温这两方面的性能。传统耐低温PVC电缆料往往需要添加大量增塑剂达到耐低温性能，但大量增塑剂的添加，又会造成制品偏软。对于如何实现PVC线缆产品具有较高硬度的同时又具有耐低温性能，是现有技术中没能解决的技术瓶颈。
发明内容：
本发明旨在提供一种半硬耐低温PVC电缆料及其制备方法和应用，用于解决现有技术中PVC线缆产品不能兼顾耐低温和较高硬度两方面性能的技术问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯0至10份，三元共聚物1至30份，碳酸钙0至30份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂2至5份，高密度氧化聚乙烯蜡0.01至1份。
进一步的，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯3至7份，三元共聚物10至20份，碳酸钙10至20份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂3至4份，高密度氧化聚乙烯蜡0.3至0.7份。
进一步的，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯0至6份，三元共聚物1至15份，碳酸钙0至10份，聚乙烯蜡0.1至0.15份，硬脂酸0.1至0.15份，钙锌复合稳定剂2至3份，高密度氧化聚乙烯蜡0.6至0.8份。
进一步的，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯4至8份，三元共聚物5至25份，碳酸钙15至25份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂2至4份，高密度氧化聚乙烯蜡0.2至0.4份。
进一步的，所述PVC树脂选用聚合度1300或更高的型号。
进一步的，所述三元共聚物为醋酸乙烯/丙烯酸丁脂/羰基共聚材料。
进一步的，所述碳酸钙目数为2500目或更高目数产品。
进一步的，所述三元共聚物熔融指数(MI值)为12g/10min。
本发明还提供一种半硬耐低温PVC电缆料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按照配方的重量值分别称取PVC树脂，邻苯二甲酸二辛酯，三元共聚物，碳酸钙，聚乙烯蜡，硬脂酸，钙锌复合稳定剂，高密度氧化聚乙烯蜡，将上述材料加入高混机混合塑化；
S2：将步骤S1中搅拌均匀的原料转入双螺杆造料机挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒机挤出造粒；
S3：将步骤S2中挤出造料的成品风冷输送包装。
本发明还提供一种上述的半硬耐低温PVC电缆料在线缆领域的应用。
本发明至少包括如下有益效果：
(1)PVC树脂价格低廉，是极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，是一个坚硬而脆的材料，本方案以PVC树脂作为基料，通过加入适当的添加剂，可具有抗拉、耐磨、防水、耐油、阻燃、耐腐蚀、抗拉伸强度高、抗撕裂等优良性能；
(2)醋酸乙烯/丙烯酸丁脂/羰基三元共聚物和PVC相容性好，耐低温性能好，永久不析出，可以当增塑剂使用；本方案中经过大量的实验，确定三元聚合物的添加量范围，使得最终的线缆产品耐低温性能优异，且达到低温冲击性能标准，同时满足较高硬度要求；
(3)由于醋酸乙烯/丙烯酸丁脂/羰基三元共聚物材料熔点偏低(60℃左右)，加工过程(温度约160℃)容易团聚，造成产品耐低温性能下降；氧化聚乙烯蜡为一种常用PVC润滑剂，同时具有内润滑及外润的作用，用来改善产品加工性能，试验表明，通过高密度氧化聚乙烯润滑，可降低三元共聚物加工过程中受到螺杆剪切影响，延缓三元共聚物熔融，防止三元共聚物团聚；
(4)邻苯二甲酸二辛酯是一种常用的塑化剂，可降低树脂加工温度和产品软化点，有着优异耐寒性能。本方案中经过实验确定邻苯二甲酸二辛酯和三元聚合物的添加量范围，使得加工过程更为简单，最终制成的线缆产品耐低温性能优异且不会降低其他方面的性能；
(5)本发明半硬耐低温PVC电缆料所制备的电缆可以在对产品柔韧性能和硬度要求较高的环境中使用，具有优秀耐低温性能的同时，具备耐压、耐腐蚀、抗拉等一些机械特性和环境特性；
(6)本发明的半硬耐低温PVC电缆料的制备方法，步骤简单、生成成本低、生产效率高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯7份，三元共聚物5份，碳酸钙25份，聚乙烯蜡0.2份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂2份，高密度氧化聚乙烯蜡0.2份。
其中，选用的PVC树脂聚合度1300；三元共聚物为醋酸乙烯/丙烯酸丁脂/羰基共聚材料，三元共聚物的熔融指数(MI值)为12g/10min；选用的碳酸钙目数为2500。
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按照配方的重量值分别称取PVC树脂，邻苯二甲酸二辛酯，三元共聚物，碳酸钙，聚乙烯蜡，硬脂酸，钙锌复合稳定剂，高密度氧化聚乙烯蜡，将上述材料加入高混机混合塑化；
S2：将步骤S1中搅拌均匀的原料转入双螺杆造料机挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒机挤出造粒；
S3：将步骤S2中挤出造料的成品风冷输送包装。
实施例2
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯6份，三元共聚物15份，碳酸钙20份，聚乙烯蜡0.15份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂5份，高密度氧化聚乙烯蜡0.4份。
其中，PVC树脂，三元共聚物，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
本实施例中半硬耐低温PVC电缆料的制备方法与实施例1相同，在此不赘述。
实施例3
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯5份，三元共聚物20份，碳酸钙20份，聚乙烯蜡0.15份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂3份，高密度氧化聚乙烯蜡0.6份。
其中，PVC树脂，三元共聚物，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
本实施例中半硬耐低温PVC电缆料的制备方法与实施例1相同，在此不赘述。
实施例4
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯4份，三元共聚物25份，碳酸钙15份，聚乙烯蜡0.15份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂4份，高密度氧化聚乙烯蜡0.8份。
其中，PVC树脂，三元共聚物，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
本实施例中半硬耐低温PVC电缆料的制备方法与实施例1中的步骤相同，在此不赘述。
实施例5
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯3份，三元共聚物30份，碳酸钙5份，聚乙烯蜡0.1份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂3份，高密度氧化聚乙烯蜡1份。
其中，PVC树脂，三元共聚物，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
本实施例中半硬耐低温PVC电缆料的制备方法与实施例1的步骤相同，在此不赘述。
实施例6
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，三元共聚物1份，聚乙烯蜡0.1份，硬脂酸0.1份，钙锌复合稳定剂2份，高密度氧化聚乙烯蜡0.01份。其中，PVC树脂，三元共聚物，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
实施例7
本实施例的半硬耐低温PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：
PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10份，三元共聚物30份，碳酸钙30份，聚乙烯蜡0.2份，硬脂酸0.15份，钙锌复合稳定剂4份，高密度氧化聚乙烯蜡0.7份。其中，PVC树脂，三元共聚物，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
将上述实施例1-5获得的半硬耐低温PVC电缆料所制备的线缆进行性能测试，检测结果如下表1所示：
表1实施例1-5的各项检测数据
对比例1
本对比例的PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10份，已二酸二辛酯20份，碳酸钙15份，三氧化二锑5份，聚乙烯蜡0.2份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂3份，高密度氧化聚乙烯蜡0.4份。其中，PVC树脂，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
对比例2
本对比例的PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯12份，已二酸二辛酯12份，碳酸钙20份，三氧化二锑3份，聚乙烯蜡0.15份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂2份，高密度氧化聚乙烯蜡0.7份。其中，PVC树脂，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
对比例3
本对比例的PVC电缆料，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯15份，已二酸二辛酯10份，碳酸钙15份，三氧化二锑5份，聚乙烯蜡0.1份，硬脂酸0.2份，钙锌复合稳定剂5份，高密度氧化聚乙烯蜡1份。其中，PVC树脂，高密度氧化聚乙烯蜡及碳酸钙的性能和型号同实施例1。
对比例1-3中电缆料的制备方法与实施例1相同。
将上述对比例1-3获得的PVC电缆料所制备的电缆进行性能测试，检测结果如下表1所示：
表2对比例1-3的各项检测数据
实施例1 实施例2 实施例3
密度，g/cm<sup>3</sup> 1.29 1.33 1.31
拉伸强度，MPa 17.9 22.1 20.4
断裂伸长率，％ 368.4 351.2 342.6
邵氏A硬度 69 72 77
-40℃冲击脆化实验 不通过 通过 通过
静态热稳定，分钟 70 90 100
热老化后质量损失(100度*7天)g/m<sup>2</sup> 21.6 26.8 27.2
对比上表1和上表2的检测数据可知，上表2中对比例1-3的材料所制备的电缆的各项检测数据明显劣于表格1中实施例1-5的数据，因此采用本发明实施例的电缆料制备的线缆，具有更高的硬度和耐低温性能。
最后应当说明：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯0至10份，三元共聚物1至30份，碳酸钙0至30份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂2至5份，高密度氧化聚乙烯蜡0.01至1份。
2.根据权利要求1所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯3至7份，三元共聚物10至20份，碳酸钙10至20份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂3至4份，高密度氧化聚乙烯蜡0.3至0.7份。
3.根据权利要求1所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯0至6份，三元共聚物1至15份，碳酸钙0至10份，聚乙烯蜡0.1至0.15份，硬脂酸0.1至0.15份，钙锌复合稳定剂2至3份，高密度氧化聚乙烯蜡0.6至0.8份。
4.根据权利要求1所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，按重量份计包括如下组分：PVC树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯4至8份，三元共聚物5至25份，碳酸钙15至25份，聚乙烯蜡0.1至0.2份，硬脂酸0.1至0.2份，钙锌复合稳定剂2至4份，高密度氧化聚乙烯蜡0.2至0.4份。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，所述PVC树脂的聚合度大于或等于1300。
6.根据权利要求5所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，所述三元共聚物为醋酸乙烯/丙烯酸丁脂/羰基共聚材料。
7.根据权利要求6所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，所述三元共聚物的熔融指数(MI值)为12g/10min。
8.根据权利要求5所述的半硬耐低温PVC电缆料，其特征在于，所述碳酸钙目数大于或等于2500目。
9.根据权利要求1-8任一项所述的半硬耐低温PVC电缆料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：按照配方的重量值分别称取PVC树脂，邻苯二甲酸二辛酯，三元共聚物，碳酸钙，聚乙烯蜡，硬脂酸，钙锌复合稳定剂，高密度氧化聚乙烯蜡，将上述材料加入高混机混合塑化；
S2：将步骤S1中搅拌均匀的原料转入双螺杆造料机挤出加工，然后经过单螺杆挤出造粒机挤出造粒；
S3：将步骤S2中挤出造料的成品风冷输送包装。
10.根据权利要求1-8任意一种所述的半硬耐低温PVC电缆料在线缆技术领域的应用。
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