CN110760139B - 高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，属于聚氯乙烯改性技术领域。本发明所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，包括以下重量份数的原料：PVC树脂100份，特种复合增塑剂30～50份，阻燃增塑剂15～35份，粉末氯化橡胶5～10份，钙锌稳定剂3～10份，复合抗氧剂0.5～1.2份，复合润滑剂0.5～2份，活性碳酸钙0～5份；所述特种复合增塑剂为二丙二醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二(十三)酯的混合物。使用本发明所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，制备的电缆料不仅具有较高的体积电阻率，有具有优良的阻燃性、抗析出性及耐老化性能。

Description

高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物
技术领域
本发明涉及一种高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，属于聚氯乙烯改性技术领域。
背景技术
近几年来，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，PVC行业的高速发展，PVC材料越来越贴近人们的生活，作为我国经济建设的重要配套产业，PVC电缆料行业有了很大的发展。PVC电缆料尤其是绝缘料要求材料具有较高的体积电阻率，由于PVC电缆料需要添加大量增塑剂，增塑剂的加入大大降低了材料的体积电阻率和阻燃性能，为了提高电阻率，往往在电缆料中添加煅烧陶土。但是，煅烧陶土中含有大量铁离子，使得材料的耐候性变差，而且铁离子能够成为材料热老化的催化剂，从而加速老化进程，使得材料的热稳定性能变差。
申请号为201310496690.X的中国专利公开了一种固体增塑高阻燃PVC电缆护套，其配方为POC100g、二碱式亚磷酸2g、DINP20g、硬脂酸铝0.8g、氯化石蜡18g、硬脂酸钙0.4g、M-5018g、碳酸钙4g、二碱式硫酸铝3g和煅烧陶土6g制作而成。该专利采用的是陶土。
申请号为201310097503.0的中国专利公开了一种阻燃型高电阻率CPE电缆胶料的制备方法，按照质量份数计，将50-85份改性CPE、0.1-10份甲基锡热稳定剂和0.5-1.5份防老剂CPPD在开炼机上于75-110℃混合均匀后，向其中加入15-50份乙丙胶，然后加入0.5-2.0份对苯二甲酸二辛酯进行混合，混合均匀后，加入40-80份煅烧陶土和10-40份氢氧化镁，接着，加入3-6份过氧化(二)苯甲酰，在开炼机上于75-110℃混合均匀，最后冷却，取下胶料，切粒。该发明采用的是陶土和氢氧化镁。
申请号201310242571.1的中国专利公开了一种低烟阻燃PVC电缆料及其制备方法，其组成成分以质量份数表示法为：PVC100；增塑剂2-80；热稳定剂0.3-15；润滑剂0.25-25；阻燃剂4-60；增韧剂0.5-60；二茂铁1-5；氧化镁0.5-1.5；草酸铜0.5-1.5；陶土10-20；产品氧指数高达55％，阻燃效果优异。该发明采用的是陶土和氧化镁。
发明内容
本发明的目的是提供一种高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，用其制备的电缆料不仅具有较高的体积电阻率，有具有优良的阻燃性、抗析出性及耐老化性能。
本发明所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，包括以下重量份数的原料：PVC树脂100份，特种复合增塑剂30～50份，阻燃增塑剂15～35份，粉末氯化橡胶5～10份，钙锌稳定剂3～10份，复合抗氧剂0.5～1.2份，复合润滑剂0.5～2份，活性碳酸钙0～5份；
所述特种复合增塑剂为二丙二醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二(十三)酯的混合物。
所述PVC树脂聚合度大于1300，优选的，PVC树脂聚合度为1300-1700。
所述二丙二醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二(十三)酯的混合质量比为1:3-4。按该比例混合使用具有优良的协同作用，使得混合物具有较高的体积电阻率以及较高的增塑效率。
所述阻燃增塑剂为含溴的酯类液体,优选为四溴苯酐酯。牌号BroFlam54-R，琥珀色液体，是一种环保高效阻燃增塑剂，具有较好的增塑效果。
所述粉末氯化橡胶为合成橡胶经氯化改性后的产物，白色粉末。氯含量优选为60-65％，分子量优选为5000-10000。较低分子量的氯化橡胶既可以作为增韧剂使用，又可以通过氯化橡胶的作用，将其它增塑剂与聚氯乙烯树脂紧密结合在一起，起到防止增塑剂析出的目的，从而提高组合物的柔韧性能。
所述钙锌稳定剂，优选日本艾迪科生产的牌号为RUP 129C钙锌稳定剂。该牌号稳定剂主要用于软制品。
所述复合润滑剂为硬脂酸类和高分子脂肪族类的混合物，优选硬脂酸和聚乙烯蜡，两者比例为1：1。
所述复合抗氧剂为抗氧剂1010和DLTP的混合物，两者比例为1：1。DLTP化学名硫代二丙酸二月桂酯，优选美国生产的LOWINOX DLTP抗氧剂。
所述活性碳酸钙为经过偶联剂处理的微细碳酸钙。
所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按原料配比称量好，然后将称量好的物料及助剂放入高低混混合器中进行低速搅拌，物料可以同时加入，也可以顺序加入，优选同时加入。在搅拌过程中将所有增塑剂分三次加入，保证了增塑剂的充分吸收，经过试验证明，增塑剂在80℃是吸收最快的。增塑剂全部加入后再进行高速搅拌3－6分钟，放出物料到低速冷高搅中，搅拌到温度45℃左右时出料。
(2)将混好的物料在平行双螺杆或锥型双螺杆挤出机上挤出造粒，控制挤出机各区温度为100－140℃。切粒、称量、包装，即得本发明所述的组合物。
本发明中四溴苯酐酯增塑剂的使用使得材料具有较好的阻燃性能；粉末氯化橡胶的存在，既与四溴苯酐酯增塑剂协同提高阻燃性能，又能起到降低增塑剂的析出性能，从而保证了材料的柔韧性能。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过添加一定量特种复合增塑剂，以弥补添加煅烧陶土带来的不足，且添加后组合物具有较高的体积电阻率；现有的阻燃PVC电缆料主要采用PVC与无卤阻燃剂或无机阻燃剂组合而成，本发明则是通过添加四溴苯酐酯及氯化橡胶来实现材料的阻燃性能及增塑剂的抗析出性能。大量试验表明，特种复合增塑剂在一定比例范围内能够带来较高的绝缘性能、耐老化性能，氯化橡胶与四溴苯酐酯增塑剂在一定比例范围内，能够起到良好的协同作用，从而使得电缆料具有较好的阻燃性能、抗析出性能。综上，本发明制备的电缆料不仅具有较高的体积电阻率，又具有优良的阻燃性、抗析出性及耐老化性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例和对比例的制备方法如下：
(1)按原料配比称量好，然后将称量好的物料及助剂放入高低混混合器中进行低速搅拌，物料可以同时加入，也可以顺序加入，优选同时加入。在搅拌过程中将所有增塑剂分三次全部加入。增塑剂全部加入后再进行高速搅拌3－6分钟，放出物料到低速冷高搅中，搅拌到温度45℃左右时出料。
(2)将混好的物料在平行双螺杆挤出机上挤出造粒，控制挤出机各区温度为100－140℃。切粒，称量，包装成袋。
本实施例所用氯化橡胶分子量为6000。
本发明实施例和对比例所用的配方见表1。
表1实施例1-7和对比例1-4的配方
Figure GDA0003195714700000031
Figure GDA0003195714700000041
上述对比例与实施例7的不同在于：对比例1用二丙二醇二苯甲酸酯全部代替复合增塑剂；对比例2用邻苯二甲酸二(十三)酯全部代替复合增塑剂；对比例3没有添加氯化橡胶；对比例4用增塑剂DOP代替了复合增塑剂，用氯化石蜡代替四溴苯酐酯，并添加了煅烧陶土；对比例5把二丙二醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二(十三)酯比例进行对调，即二丙二醇二苯甲酸酯：邻苯二甲酸二(十三)酯为3-4：1。
实施例1-7性能测试结果见表2所示。
表2实施例的性能测试结果
Figure GDA0003195714700000042
对比例1-4性能测试结果见表3。
表3
Figure GDA0003195714700000043
Figure GDA0003195714700000051
J90为国标GB/T8815-2008中的耐温90℃的绝缘料技术指标要求，从测试结果来看，对比例1的断裂伸长率达不到标准要求，对比例2的体积电阻率达不到标准要求，对比例3虽然达到了标准要求，但质量损失较为严重，对比例4阻燃性能相对较低，对比例5断裂伸长率达不到标准要求。可见，本发明特种增塑剂的复合使用、氯化橡胶与四溴苯酐酯增塑剂的配合使用起到了较好的协同效果。本发明实施例性能明显优于对比例性能。

Claims (8)

1.一种高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于包括以下重量份数的原料：PVC树脂100份，特种复合增塑剂30～50份，阻燃增塑剂15～35份，粉末氯化橡胶5～10份，钙锌稳定剂3～10份，复合抗氧剂0.5～1.2份，复合润滑剂0.5～2份，活性碳酸钙0～5份；
所述特种复合增塑剂为二丙二醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二(十三)酯的混合物；
二丙二醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二(十三)酯的混合质量比为1:3-4。
2.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：PVC树脂聚合度大于1300。
3.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：阻燃增塑剂为含溴的酯类液体。
4.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：粉末氯化橡胶中氯含量为60-65％，分子量为5000-10000。
5.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：钙锌稳定剂为RUP 129C。
6.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：复合润滑剂为硬脂酸类和高分子脂肪族类的混合物。
7.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：复合抗氧剂为抗氧剂1010和DLTP的混合物。
8.根据权利要求1所述的高电阻率阻燃聚氯乙烯电缆料组合物，其特征在于：活性碳酸钙为经过偶联剂处理的微细碳酸钙。
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