CN109825001B

CN109825001B - 一种pvc电工套管材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109825001B
Application number: CN201811651261.4A
Authority: CN
Inventors: 赵红磊; 李志君; 于人同; 肖福全
Original assignee: Hainan Liansu Technology Industrial Co ltd
Current assignee: Hainan Liansu Technology Industrial Co ltd
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2038-12-31
Also published as: CN109825001A

Abstract

本发明公开了一种PVC电工套管材料及其制备方法。所述PVC电工套管材料以CPE‑g‑GMA为改性剂，与PVC、其他载体或者助剂共混制备得到。本发明通过熔融接枝改性方法对CPE进行改性，制备得到CPE‑g‑GMA，所述CPE‑g‑GMA在含有氯原子的基础上，还含有羰基和环氧基团，为具有多功能团的改性剂，能够有效活化填充料，并对PVC具有增韧作用，尤其是PVC在低温条件下的韧性，以其为改性剂与PVC共混制备得到的PVC电工套管材料能够同时兼具刚度和低温韧性，其低温韧性明显优于以CPE为改性剂时制备的PVC电工套管材料。

Description

一种PVC电工套管材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及PVC材料技术领域，更具体地，涉及一种PVC电工套管材料及其制备方法。

背景技术

PVC电工套管全称“建筑用绝缘电工套管”，具有质轻、阻燃、抗冲击、耐腐蚀、施工方便、成本低等特点，广泛应用于工矿企业、宾馆饭店、文化娱乐场所、居民住宅等电线的安装，不仅用在内墙也可用于外墙装饰，并可替代镀锌钢管用在混凝土构件中。

但由于PVC材料具有质脆、强度比较低的特性，如果配方设计不当，线管在运输、安装过程中易产生如线管变形损伤、脆裂等质量与安全隐患，其实质是制品良好的刚和突出韧性之间的矛盾。

目前通常采用氯化聚乙烯（CPE）作为PVC 电工套管抗冲改性剂来改善PVC的柔性、耐燃耐候、提高冲击强度等，但由于CPE的冲击效果差，需要加入的量较大，同时又较大程度的降低了材料的强度、刚度，导致刚度和韧性两者不能同时兼顾。因此，以CPE为改性剂来来改善PVC 电工套管的低温抗冲击性，效果并不理想。有必要更换其他的改性剂，使得PVC 电工套管同时兼顾刚度和低温韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PVC电工套管材料。本发明通过熔融接枝改性方法对CPE进行改性，制备得到CPE-g-GMA，所述CPE-g-GMA在含有氯原子的基础上，还含有羰基和环氧基团，为具有多功能团的改性剂，以期与PVC共混制备得到同时兼具有刚度和低温韧性的PVC电工套管材料。

本发明的另一目的在于提供所述PVC电工套管材料的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种PVC电工套管材料，以CPE-g-GMA为改性剂与PVC、其他载体或者助剂共混制备得到。

本发明以CPE-g-GMA替代CPE为改性剂，CPE-g-GMA相较于CPE，在含有原有的氯原子的基础上，还含有羰基和环氧基团，带有多种官能团，能够有效活化填充料，承担了改善填充料与PVC相容性的作用，尤其是PVC在低温条件下的韧性，具有明显的改性效果。

优选地，所述PVC电工套管材料由以下重量份数的原料制备得到：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂 0.2～5份，加工改性助剂 0.5～4份，CPE-g-GMA 1～15份，润滑剂 0.5～3份，颜料 0.01～5份，填充料 2～100份。

优选地，所述PVC电工套管材料由以下重量份数的原料制备得到：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂 2.5～4.5份，加工改性助剂 0.5～2.5份，CPE-g-GMA 2～10份，润滑剂0.6～1.2份，颜料 2.0～4.5份，填充料 10～45份。

优选地，所述CPE-g-GMA采用以下重量份数的原料制备得到：CPE 100份； GMA 1～10份；硬脂酸钙 0.4～2份；过氧化二异丙苯 0. 1～0.5份；四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.05～0.5份。

优选地，所述CPE-g-GMA采用以下重量份数的原料制备得到：CPE 100份； GMA 1.5～3.5份；硬脂酸钙 0.5～1.5份；过氧化二异丙苯 0.2～0.3份；四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1～0.3份。

优选地，所述CPE-g-GMA通过以下方法制备得到：将配方量的所有原料在双辊开炼机上混炼均匀，然后将混匀的混合物加入110～150℃的单螺杆挤出机进行熔融接枝，即可得到CPE-g-GMA。

优选地，所述热稳定剂为有机锡稳定剂或金属皂稳定剂；所述加工改性助剂为丙烯酸酯类化合物；所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸酯酯蜡或金属皂中的一种或几种的混合物；所述颜料为二氧化钛、炭黑或着色剂中的一种或几种的混合物；所述填充料为超细重质碳酸钙、超细轻质碳酸钙或纳米碳酸钙的一种或几种的混合物。

本发明同时还保护所述PVC电工套管材料的制备方法，具体过程为：将配方量的所有原料经过热混、冷混后加入锥形双螺杆挤出机进行挤出，即可制备得到PVC电工套管。

优选地，所述热混的温度为105～120℃，混合时间为2～10min；所述冷混的温度为35～45℃，混合时间为2～10min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

传统CPE接枝方法一般使用溶液接枝路线，但该过程存在明显的后续处理复杂、额外的环保负担、生产成本偏高等问题，或者使用氯气这样的强毒性气体存在安全隐患等问题，本发明采用简单而高效的熔融接枝改性方法对CPE进行接枝改性，制备得到CPE-g-GMA，所述CPE-g-GMA在含有氯原子的基础上，还含有羰基和环氧基团，为具有多功能团的改性剂，能够有效活化填充料，并对PVC具有增容、增韧作用，尤其是PVC在低温条件下的韧性，以其为改性剂与PVC共混制备得到的PVC电工套管材料能够同时兼具刚度和低温韧性，其低温韧性明显优于以CPE为改性剂时制备的PVC电工套管材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1 CPE-g-GMA的制备

CPE-g-GMA的制备，其采用的原料为以下重量组分：

CPE：100份；GMA：2份；（CH₃(CH₂)₁₆COO）₂Ca（硬脂酸钙）：0.8份； DCP（过氧化二异丙苯）：0.2份；1010（四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯）：0.1份。

制备过程为：将上述所有原料在双辊开炼机上混炼均匀，将混合物加入110～150℃的单螺杆挤出机进行熔融接枝，即可得到接枝率为20%左右的CPE-g-GMA。

实施例2 以CPE-g-GMA为改性剂制备的PVC电工套管料

一种PVC电工套管料，采用如下重量份数的原料进行制备：

PVC树脂（SG-5) 100份，钙/锌稳定剂3.2份，加工改性助剂(ACR)0.5份，抗冲改性助剂(CPE-g-GMA）5份，填料（超细重质碳酸钙）：25.0份，润滑剂PE蜡0.6份，颜料（二氧化钛）2.5份。

制备过程为：将上述配方经过热混115℃、冷混45℃后加入锥形双螺杆挤出机进行挤出成型型号为GY·405-20规格PVC电工套管。

实施例3 以CPE-g-GMA为改性剂制备的PVC电工套管料

一种PVC电工套管料，采用如下重量份数的原料进行制备：PVC树脂（SG-5) 100份，钙/锌稳定剂4.0份，加工改性助剂(ACR)0.8份，抗冲改性助剂(CPE-g-GMA）10份，填料（超细重质碳酸钙）：50份，润滑剂PE蜡1.0份，颜料（二氧化钛）2.5份。

制备过程为：将上述配方经过热混120℃、冷混40℃后加入锥形双螺杆挤出机进行挤出成型型号为GY·305-20规格PVC电工套管。

对比例1

一种PVC电工套管料，其采用的原料和制备方法同实施例2，不同之处在，采用的抗冲改性助剂为CPE。

对比例2一种PVC电工套管料，其采用的原料和制备方法同实施例3，不同之处在，采用的抗冲改性助剂为CPE。

性能测试实施例

对实施例2和3和对比例1和2所制备的管材按照JG3050-1998进行性能测定，测试结果如表1所示。

表1实施例和对比例所制备的PVC电工套管料的性能测试结果

从表1的对比中可知，同样用量的抗冲剂对比1制备的重型PVC和对比例2制备的中型电工套管虽然满足了JG/T3050-1998指标要求，但代表低温韧性的冲击性能和代表刚性的抗压性能数据较差，生产工艺窗口较窄。而实施例2和实施例3针对不同特性的PVC点工套管冲击性能和抗压都有较好的兼顾，显示了优良的刚性和突出的抗冲击性能，其性能更加，使用寿命更长。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种PVC电工套管材料，其特征在于，以CPE-g-GMA为改性剂与PVC、其他载体或者助剂共混制备得到；所述CPE-g-GMA采用以下重量份数的原料制备得到：CPE 100份；GMA 1～10份；硬脂酸钙0.4～2份；过氧化二异丙苯0.1～0.5份；四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.05～0.5份；

所述CPE-g-GMA通过以下方法制备得到：将配方量的所有原料在双辊开炼机上混炼均匀，然后将混匀的混合物加入110～150℃的单螺杆挤出机进行熔融接枝，即可得到CPE-g-GMA。

2.根据权利要求1所述PVC电工套管材料，其特征在于，所述PVC电工套管材料由以下重量份数的原料制备得到：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂0.2～5份，加工改性助剂0.5～4份，CPE-g-GMA 1～15份，润滑剂0.5～3份，颜料0.01～5份，填充料2～100份。

3.根据权利要求2所述PVC电工套管材料，其特征在于，所述PVC电工套管材料由以下重量份数的原料制备得到：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂2.5～4.5 份，加工改性助剂0.5～2.5份，CPE-g-GMA 2～10份，润滑剂0.6～1.2份，颜料2.0～4.5份，填充料10～45份。

4.根据权利要求1所述PVC电工套管材料，其特征在于，所述CPE-g-GMA采用以下重量份数的原料制备得到：CPE 100份；GMA 1.5～3.5份；硬脂酸钙0.5～1.5份；过氧化二异丙苯0.2～0.3份；四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1～0.3份。

5.根据权利要求2所述PVC电工套管材料，其特征在于，所述热稳定剂为有机锡稳定剂或金属皂稳定剂；所述加工改性助剂为丙烯酸酯类化合物；所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸酯酯蜡或金属皂中的一种或几种的混合物；所述颜料为二氧化钛、炭黑或着色剂中的一种或几种的混合物；所述填充料为超细重质碳酸钙、超细轻质碳酸钙或纳米碳酸钙的一种或几种的混合物。

6.权利要求1～5任一所述PVC电工套管材料的制备方法，其特征在于，将配方量的所有原料经过热混、冷混后加入锥形双螺杆挤出机进行挤出，即可制备得到PVC电工套管。

7.根据权利要求6所述PVC电工套管材料的制备方法，其特征在于，所述热混的温度为105～120℃，混合时间为2～10min；所述冷混的温度为35～45℃，混合时间为2～10min。