CN109721881A - 一种绿色环保低温抗冲型pvc-u电工套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色环保低温抗冲型PVC‑U电工套管，包括有以下质量分数的组成成分：PVC树脂90～110份、钙锌复合稳定剂4～6份、AMB树脂6～10份、PE蜡0.1～1份、硬脂酸0.1～1份、无机填充物10～30份、加工改性助剂2～4份和钛白粉2～3份；本发明采用新型钙锌稳定剂代替传统铅盐稳定体系和添加增韧改性三元共聚物树脂(AMB树脂)，与传统PVC电工套管相比低温性能有明显提升，产品在零下15℃仍具有良好的韧性，满足北方严寒市场施工要求；与传统CPE增韧体系具有明显优势，AMB树脂分散型海‑岛吸能增韧体系在较高温度下能保持良好的刚性；产品为环保绿色建材，更加符合现代家装要求。

Description

一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管

技术领域

本发明涉及塑料管材技术领域，具体涉及一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

背景技术

PVC-U管亦称硬聚氯乙烯管，PVC-U电工套管是一种耐腐蚀强、安装使用方便，作为电线导线用的护套管。PVC-U电工导管管材及管件是以聚氯乙烯树脂为主要原料，添加特殊助剂，经挤出和注塑加工而成的穿线管材及管件。

PVC-U管作为建筑用塑料制品发展很快，尤其是一些发达国家中，其总消耗量已占塑料管材的80％～90％，其中建筑采用PVC-U管作穿线管已达90％以上。近年来，中国的建筑穿线管也采用了PVC硬管和硬PVC波纹管，但PVC硬管弯曲性能不好，而PVC波纹管虽能弯曲，但内壁的波纹使施工穿线产生困难。

PVC电工套管广泛用于建筑装修中，市场上现有电工套管使用的稳定剂均为复合铅，不符合国家绿色建材环保理念，同时由于PVC材料固有的缺陷，PVC-U电工套管在恶劣低温环境下(-15℃)，产品脆性严重，造成在北方寒冷地区冬季难施工，施工弯制过程中容易出现破裂等异常情况，因此为改善产品低温脆性、拓宽产品使用范围，急需开发出绿色环保低温增韧型PVC-U电工套管。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种AMB树脂增韧改性PVC-U电工套管，是对现有的PVC电工套管进行配方、工艺优化，使用新型钙锌稳定剂代替传统铅盐稳定体系。

为实现本发明目的，采用的技术方案是：一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，所述电工套管包括有以下质量份数的组成成分：

PVC树脂90～110份

钙锌复合稳定剂4～6份

AMB树脂6～10份

PE蜡0.1～1份

硬脂酸0.1～1份

无机填充物10～30份

加工改性助剂2～4份

钛白粉2～3份。

优选的，所述钙锌复合稳定剂包括有以下质量含量百分比的组成成分：

硬脂酸钙15～20％

硬脂酸锌10～20％

无毒亚磷酸酯5～15％

水滑石10～15％

沸石5～10％

乙撑双硬脂酸酰胺1～3％

氧化聚乙烯1～3％

抗氧剂1～2％

其他10～15％。

优选的，所述聚氯乙烯(PVC)抗冲改性剂(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/丙烯酸丁酯)三元共聚物(AMB)树脂AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为70～80％，且改性剂树脂颗粒呈球状分布，与传统(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯)三元共聚物(MBS)和CPE在改性PVC方面进行对比,增加核中丁二烯的含量、适当降低交联剂的用量可使PVC/AMB的玻璃化转变温度降低；经过加工验证，AMB增韧PVC的转矩流变性能与MBS加工性能基本相近，且明显优于CPE增韧体系。当AMB树脂添加量为6～10phr时，对PVC冲击性能的改善最为明显。

优选的，所述电工套管还包括有1～3份的聚对苯撑苯并二噁唑。

优选的，所述电工套管还包括有0.1～1份的长碳链聚酯型复合助剂。

优选的，所述无机填充物为纳米碳酸钙、二氧化硅、硅铝酸钙、中空玻璃微珠、中空玻璃纤维中的一种或几种。

优选的，所述加工改性助剂为加工型丙烯酸酯复合物、抗冲型丙烯酸酯复合物中的一种或两种。

优选的，所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合8～12min保证物料凝胶化，在125～135℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至45～55℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为170～180℃，模具加工温度为170～210℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

本发明的有益效果为：本发明采用新型钙锌稳定剂代替传统铅盐稳定体系和引入抗冲改性剂(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/丙烯酸丁酯)三元共聚物(AMB)树脂，具有以下优点：

1.与传统PVC电工套管相比低温性能有明显提升，产品在零下15℃仍具有良好的韧性，满足北方严寒市场施工要求；

2.与传统MBS、CPE增韧体系具有明显优势，AMB树脂呈球状分布，与PVC树脂具有良好的相容性，树脂中丁二烯橡胶质量分数高达75～80％，AMB树脂分散型海-岛吸能增韧体系在较高温度下能保持良好的刚性；

3.产品为环保绿色建材，更加符合现代家装要求；

4.抗压性能：载荷1min，外径变化率15～20％(标准载荷1min后，产品外径变化率≤25％)，弯曲性能：0/10(弹簧弯制10下，无破裂无裂纹)，冲击性能：12个均无破坏(12个试样落锤冲击，至少10个试样无破坏、无裂纹)，注：弯曲性能和冲击性能检测均在-15℃下恒温2h后进行。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明采用的方案为：一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，所述电工套管包括有以下重量分数的组成成分：

PVC树脂110份、钙锌复合稳定剂6份、AMB树脂10份、PE蜡1份、硬脂酸1份、无机填充物纳米碳酸钙30份、加工改性助剂4份、钛白粉3份。

进一步地，所述AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为80％。

进一步地，所述电工套管还包括有3份的聚对苯撑苯并二噁唑。

进一步地，所述电工套管还包括有1份的长碳链聚酯型复合助剂。

进一步地，所述钙锌复合稳定剂包括有以下百分比的组成成分：

硬脂酸钙20％、硬脂酸锌20％、无毒亚磷酸酯15％、水滑石15％、沸石10％、乙撑双硬脂酸酰胺3％、氧化聚乙烯3％、抗氧剂2％、其他12％。

其中，所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合12min保证物料凝胶化，在135℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至55℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为180℃，模具加工温度为210℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

实施例2

本发明采用的方案为：一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，所述电工套管包括有以下重量分数的组成成分：

PVC树脂90份、钙锌复合稳定剂4份、AMB树脂6份、PE蜡0.1份、硬脂酸0.1份、无机填充物10份、加工改性助剂2份、钛白粉2份。

进一步地，所述AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为80％。

进一步地，所述电工套管还包括有1份的聚对苯撑苯并二噁唑。

进一步地，所述电工套管还包括有0.1份的长碳链聚酯型复合助剂。

进一步地，所述钙锌复合稳定剂包括有以下百分比的组成成分：

硬脂酸钙20％、硬脂酸锌20％、无毒亚磷酸酯15％、水滑石12％、沸石10％、乙撑双硬脂酸酰胺3％、氧化聚乙烯3％、抗氧剂2％、其他15％。

其中，所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合8min保证物料凝胶化，在125℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至45℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为170℃，模具加工温度为170℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

实施例3

本发明采用的方案为：一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，所述电工套管包括有以下重量分数的组成成分：

PVC树脂100份、钙锌复合稳定剂5份、AMB树脂8份、PE蜡0.5份、硬脂酸0.6份、无机填充物中空玻璃微珠20份、加工改性助剂3份、钛白粉3份。

进一步地，所述AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为75％。

进一步地，所述电工套管还包括有2份的聚对苯撑苯并二噁唑。

进一步地，所述电工套管还包括有0.5份的长碳链聚酯型复合助剂。

进一步地，所述钙锌复合稳定剂包括有以下百分比的组成成分：

硬脂酸钙20％、硬脂酸锌20％、无毒亚磷酸酯15％、水滑石15％、沸石10％、乙撑双硬脂酸酰胺2％、氧化聚乙烯2％、抗氧剂1％、其他15％。

其中，所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合10min保证物料凝胶化，在130℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至50℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为175℃，模具加工温度为190℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

实施例4

本发明采用的方案为：一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，所述电工套管包括有以下重量分数的组成成分：

PVC树脂100份、钙锌复合稳定剂6份、AMB树脂9份、PE蜡0.7份、硬脂酸0.8份、无机填充物中空玻璃纤维25份、加工改性助剂3份、钛白粉2份。

进一步地，所述AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为80％。

进一步地，所述电工套管还包括有1.5份的聚对苯撑苯并二噁唑。

进一步地，所述电工套管还包括有0.8份的长碳链聚酯型复合助剂。

进一步地，所述钙锌复合稳定剂包括有以下百分比的组成成分：

硬脂酸钙20％、硬脂酸锌20％、无毒亚磷酸酯15％、水滑石13％、沸石10％、乙撑双硬脂酸酰胺3％、氧化聚乙烯3％、抗氧剂2％、其他14％。

其中，所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合11min保证物料凝胶化，在130℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至55℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为170℃，模具加工温度为200℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

实施例5

本发明采用的方案为：一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，所述电工套管包括有以下重量分数的组成成分：

PVC树脂100份、钙锌复合稳定剂4份、AMB树脂10份、PE蜡0.3份、硬脂酸0.4份、无机填充物硅铝酸钙20份、加工改性助剂3份、钛白粉2份。

进一步地，所述AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为70％。

进一步地，所述电工套管还包括有1.5份的聚对苯撑苯并二噁唑。

进一步地，所述电工套管还包括有0.4份的长碳链聚酯型复合助剂。

进一步地，所述钙锌复合稳定剂包括有以下百分比的组成成分：硬脂酸钙20％、硬脂酸锌20％、无毒亚磷酸酯12％、水滑石15％、沸石10％、乙撑双硬脂酸酰胺3％、氧化聚乙烯3％、抗氧剂2％、其他15％。

其中，所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合9min保证物料凝胶化，在125℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至55℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为170℃，模具加工温度为210℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。

本发明中添加的聚对苯撑苯并二噁唑，能够提高材料的硬度、韧性、弹性和耐热性，改质性能优越，机械硬度和强度好，而且还能够阻燃、耐冲击和耐摩擦，具有优异的力学性能；

本发明中添加的长碳链聚酯型复合助剂具有较高的极性，与PVC树脂具有良好的相容性，可以吸引和固定其他小分子量体系，避免向制品表面迁移，导致管材失效，保证管材长期使用物理性能稳定性；

由于本发明中的PVC-U电工套管用于低温环境，还可以在PVC-U电工套管的原材料中添加有增韧材料，以增加电工套管在低温环境下的抗冻能力，避免电工套管在低温时变脆、开裂，其中，增韧体系优选AMB增韧体系。

在本发明中，本发明采用新型钙锌稳定剂代替传统铅盐稳定体系和增韧改性AMB树脂，与传统PVC电工套管相比低温性能有明显提升，产品在零下15℃仍具有良好的韧性，满足北方严寒市场施工要求；与传统CPE增韧体系具有明显优势，AMB树脂分散型海-岛吸能增韧体系在较高温度下能保持良好的刚性；产品为环保绿色建材，更加符合现代家装要求；本发明得到的电工套管的抗压性能：20％(载荷1min后，产品外径变化率≤25％)，弯曲性能：0/10(0/10)，冲击性能：0/12(≤2/12)(弯曲性能和冲击性能检测均在-15℃下恒温2h后进行)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述电工套管包括有以下质量份数的组成成分：

PVC树脂90～110份

钙锌复合稳定剂4～6份

AMB树脂6～10份

PE蜡0.1～1份

硬脂酸0.1～1份

无机填充物10～30份

加工改性助剂2～4份

钛白粉2～3份。

2.根据权利要求1所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述钙锌复合稳定剂包括有以下质量含量百分比的组成成分：

硬脂酸钙15～20％

硬脂酸锌10～20％

无毒亚磷酸酯5～15％

水滑石10～15％

沸石5～10％

乙撑双硬脂酸酰胺1～3％

氧化聚乙烯1～3％

抗氧剂1～2％

其他10～15％。

3.根据权利要求1所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述AMB树脂中橡胶核质量含量百分比为70～80％，且呈球状分布。

4.根据权利要求1所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述电工套管还包括有1～3份的聚对苯撑苯并二噁唑。

5.根据权利要求1所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述电工套管还包括有0.1～1份的长碳链聚酯型复合助剂。

6.根据权利要求1所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述无机填充物为纳米碳酸钙、二氧化硅、硅铝酸钙、中空玻璃微珠、中空玻璃纤维中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述加工改性助剂为加工型丙烯酸酯复合物、抗冲型丙烯酸酯复合物中的一种或两种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管，其特征在于：所述制备方法具体包括以下步骤：

1).热混机组低速搅拌先投入PVC树脂和钙锌复合稳定剂，高速搅拌启动温度升至80℃时加入AMB树脂、加工改性助剂、硬脂酸、PE蜡、聚对苯撑苯并二噁唑、长碳链聚酯型复合助剂，当热混温度升至100℃时加入无机填充物、钛白粉，经过高速热混机组搅拌捏合8～12min保证物料凝胶化，在125～135℃放料至低速冷混机组进行低温冷混处理；

2).冷混处理温度至45～55℃时排料输送至锥形双螺杆挤出机，保持螺杆料筒挤出温度为170～180℃，模具加工温度为170～210℃，物料经塑化定型后，挤出制得绿色环保低温抗冲型PVC-U电工套管。