CN109486063A - 一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料及其制备方法，该电缆料包括以下重量份的组分：聚氯乙烯30‑40份、聚氨酯预聚体10‑20份、交联剂0.02‑0.12份、增塑剂15‑20份、填充剂15‑20份、改性助剂7‑13份、稳定剂3‑5份、润滑剂0.4‑1份；制备方法包括：将除了聚氨酯预聚体以外的其他原料加入高混机中进行混合，然后将混合物和聚氨酯预聚体一同加入密炼机密炼，最终进行造粒，便制得。该电缆料可有效解决现有的电缆料存在的耐刮磨性能差，容易磨损的问题。

Description

一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨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，具体涉及一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料及其制备方法。
背景技术
电缆行业作为国民经济支柱行业之一的电力行业的配套行业，在国民经济中具有极其重要的作用和地位。聚乙烯电缆料因其质量轻、力学性能好、同时还具有非常良好的耐低温性能、良好的耐环境应力开裂性能、良好的加工性、优秀的电绝缘性能等突出性能特点，在电线电缆领域中有着非常广泛的应用。聚乙烯电缆料是电缆料中不可或缺的重要组成部分之一。
随着人们对聚乙烯电缆料的深入研究以及对电缆料性能指标的要求越来越提高，聚乙烯电缆料在使用过程中发现的一些与电缆的实际需求不匹配的情况逐渐的被指出和要求改进。特别是聚乙烯在用作大截面电力电缆等电缆护套在施工敷设时，地面拖拽或者摩擦，容易发生电缆护套表面被破坏或者破皮，造成电缆的损伤，影响施工进度，用在架空电缆绝缘时，电缆敷设在山区的时候，电缆绝缘表面在风力等外力作用下，与树枝等发生摩擦，时间累积容易发生电缆表面磨破甚至击穿，影响电缆的使用寿命等。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料及其制备方法，该电缆料可有效解决现有的电缆料存在的耐刮磨性能差，容易磨损的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：
进一步地，包括以下重量份的组分：
进一步地，聚氯乙烯为SG-2型聚氯乙烯和SG-3型聚氯乙烯，SG-2型聚氯乙烯和SG-3型聚氯乙烯的重量比为3:1。
进一步地，聚氨酯预聚体为端NCO基聚氨酯预聚体或端OH基聚氨酯预聚体。
进一步地，交联剂为封闭型异氰酸酯交联剂或聚氮丙啶交联剂。
进一步地，增塑剂包括偏苯三酸三辛酯、季戊四醇酯和苯二甲酸双十三醇酯，偏苯三酸三辛酯、季戊四醇酯和苯二甲酸双十三醇酯的重量比为2：1：1。
进一步地，填充剂为碳酸钙和氢氧化镁，碳酸钙和氢氧化镁的比例为3:1。
进一步地，改性助剂包括玻璃微珠和聚四氟乙烯微粉，玻璃微珠和聚四氟乙烯微粉的重量比为2:1。
进一步地，稳定剂为钙锌稳定剂；润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡。
上述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取除聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到95-100℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼3-8分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
本发明的有益效果为：
本发明中选用价格低廉的聚氯乙烯作为电缆基料，并向其中添加有聚氨酯预聚体作为耐刮磨的基料和聚氨酯交联剂，封闭型异氰酸酯交联剂可与聚氨酯预聚体上的端NCO基团交联反应，在聚氯乙烯基料中形成稳定的三维网络状交联结构，可显著改善聚氨酯预聚体的强度，进而提高聚氨酯预聚体的耐磨性能；聚氮丙啶交联剂是一种三官能团的交联剂，可与聚氨酯预聚体上的端OH基反应，在聚氯乙烯基料中形成稳定的三维网络状结构，进而改善聚氨酯预聚体的强度，增强其耐磨的性能；
同时还向其中添加有玻璃微珠和聚四氟乙烯微粉作为耐磨的改性助剂，其中玻璃微珠具有低导热、高强度、化学性质稳定的优点，并且其易于分散在有机材料中，可渗入到聚氨酯交联剂在聚氯乙烯基质中形成的三维网络结构中，增强三维网络结构的稳定性和强度，进一步改善基料的耐磨性能；聚四氟乙烯微粉具有熔点高，润滑性能好的优点，在本发明中加入，可增强电缆料的耐高温性能，同时，由于其润滑性能好，加入后，增大基料分子之间的润滑性，可可缩小基料之间的距离，增强电缆基料的密度，进一步增大电缆基料的耐刮磨性能；
本发明中选用偏苯三酸三辛酯、季戊四醇酯和苯二甲酸双十三醇酯三种物质作为增塑剂，其中偏苯三酸三辛酯的耐久性能和电性能优良，季戊四醇酯的耐高温性优良，苯二甲酸双十三醇酯的耐高温性能、电绝性能及耐霉菌性能优良，将三者按一定比例混合使用，可达到较佳的增塑效果，可辅助聚氨酯预聚体增强电缆的耐刮磨性能和强度。
具体实施方式
实施例1
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯10份、SG-3型聚氯乙烯30份、端NCO基聚氨酯预聚体10份、封闭型异氰酸酯交联剂0.02份、偏苯三酸三辛酯4份、季戊四醇酯4份、苯二甲酸双十三醇酯8份、碳酸钙12份、氢氧化镁3份、玻璃微珠5份、聚四氟乙烯微粉2份、钙锌稳定剂3份、硬脂酸0.4份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取除端NCO基聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到95℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼3分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
实施例2
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯20份、SG-3型聚氯乙烯20份、端OH基聚氨酯预聚体20份、聚氮丙啶交联剂0.12份、偏苯三酸三辛酯6份、季戊四醇酯8份、苯二甲酸双十三醇酯6份、碳酸钙10份、氢氧化镁10份、玻璃微珠4份、聚四氟乙烯微粉9份、钙锌稳定剂5份、聚乙烯蜡1份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取除端OH基聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到100℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼8分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
实施例3
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯30份、SG-3型聚氯乙烯8份、端NCO基聚氨酯预聚体16份、封闭型异氰酸酯交联剂0.08份、偏苯三酸三辛酯8份、季戊四醇酯4份、苯二甲酸双十三醇酯5份、碳酸钙12份、氢氧化镁4份、玻璃微珠8份、聚四氟乙烯微粉2份、钙锌稳定剂5份、聚乙烯蜡0.9份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取除端NCO基聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到97℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼6分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
实施例4
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯18份、SG-3型聚氯乙烯14份、端NCO基聚氨酯预聚体17份、封闭型异氰酸酯交联剂0.04份、偏苯三酸三辛酯10份、季戊四醇酯4份苯二甲酸双十三醇酯5份、碳酸钙10份、氢氧化镁8份、玻璃微珠4份、聚四氟乙烯微粉8份、钙锌稳定剂4份、聚乙烯蜡0.6份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取除端NCO基聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到96℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼7分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
对比例1
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯30份、SG-3型聚氯乙烯8份、封闭型异氰酸酯交联剂0.08份、偏苯三酸三辛酯8份、季戊四醇酯4份、苯二甲酸双十三醇酯5份、碳酸钙12份、氢氧化镁4份、聚四氟乙烯微粉2份、钙锌稳定剂5份、聚乙烯蜡0.9份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到97℃时放料；
(2)将步骤(1)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
对比例2
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯30份、SG-3型聚氯乙烯8份、端NCO基聚氨酯预聚体16份、偏苯三酸三辛酯8份、季戊四醇酯4份、苯二甲酸双十三醇酯5份、碳酸钙12份、氢氧化镁4份、玻璃微珠8份、钙锌稳定剂5份、聚乙烯蜡0.9份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取除端NCO基聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到97℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼6分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
对比例3
一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，包括以下重量份的组分：SG-2型聚氯乙烯30份、端NCO基聚氨酯预聚体16份、封闭型异氰酸酯交联剂0.08份、偏苯三酸三辛酯8份、苯二甲酸双十三醇酯5份、碳酸钙12份、氢氧化镁4份、聚四氟乙烯微粉2份、钙锌稳定剂5份、聚乙烯蜡0.9份。
上述聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取除端NCO基聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到97℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼6分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
试验例
分别取实施例1-4和对比例1-3的电缆料进行性能检测，具体结果见表1。
表1：
通过表1可知，实施例1-4的电缆料的各项性能均优于对比例1-3的电缆料，尤其是实施例3中的电缆料，各项性能均为最优的，耐刮磨性能最强，按照本发明中的配方及方法生产出的电缆料均具有较佳的耐刮磨性能。

Claims (10)

1.一种聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.如权利要求1所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
3.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述聚氯乙烯为SG-2型聚氯乙烯和SG-3型聚氯乙烯，所述聚氯乙烯为SG-2型聚氯乙烯和SG-3型聚氯乙烯的重量比为3:1。
4.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述聚氨酯预聚体为端NCO基聚氨酯预聚体或端OH基聚氨酯预聚体。
5.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述交联剂为封闭型异氰酸酯交联剂或聚氮丙啶交联剂。
6.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述增塑剂包括偏苯三酸三辛酯、季戊四醇酯和苯二甲酸双十三醇酯，所述偏苯三酸三辛酯、季戊四醇酯和苯二甲酸双十三醇酯的重量比为2：1：1。
7.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述填充剂为碳酸钙和氢氧化镁，所述碳酸钙和氢氧化镁的比例为3:1。
8.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述改性助剂包括玻璃微珠和聚四氟乙烯微粉，所述玻璃微珠和聚四氟乙烯微粉二者的重量比为2:1。
9.如权利要求1或2所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂；所述润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡。
10.权利要求1-9任一项所述的聚氨酯改性聚氯乙烯耐刮磨电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取除聚氨酯预聚体外的所有原料，加入高混机内进行混合，混合温度达到95-100℃时放料；
(2)向步骤(1)中混好的原料中加入聚氨酯预聚体，然后投入密炼机，密炼3-8分钟；
(3)将步骤(2)制得的原料加入双阶式挤出造粒机中造粒，制得。
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