CN111303561A - 一种聚氯乙烯改性护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电缆材料技术领域，特别涉及一种聚氯乙烯改性护套料及其制备方法。包括下列重量份的组分：聚氯乙烯树脂100份，耐寒可塑剂5～10份，耐高温可塑剂40～60份，氢氧化铝20～30份，氢氧化镁20～30份，三氧化二锑5～10份，改性树脂TPEE为10～20份，改性树脂PU为10～20份，高效环保钙锌稳定剂7～15份，抗氧剂0.5～1份，润滑剂0.5～1份，通过本发明原料配方生产的聚氯乙烯改性护套料满足性能要求及拖链效果更佳，通过调整己二酸二辛酯可塑剂及改质剂TPEE树脂用量，以达到‑40℃弯曲、阻燃符合VW‑1的要求，通过调整聚酯可塑剂、TPEE树脂和PU树脂的用量，使得拖链(耐磨)满足4千万次以上，极大地增加了拖链的次数。

Description

一种聚氯乙烯改性护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，特别涉及一种聚氯乙烯改性护套料及其制备方法。
背景技术
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成，所需的线材规格有：数据/同轴电缆、总线电缆、光缆、测量系统电缆、伺服电缆、动力电缆、可扭转电缆等。
工业机器人电缆中使用的护套料材质主要有聚氯乙烯和PU。其中PU材质护套料由于价格昂贵、加工报废大，故主要使用在特别需求的产品。而改性聚氯乙烯护套料有价格优势，加工工艺便利，性能可以满足产品使用需求，因此得到广泛使用。电缆护套的主要性能特点为：-40℃低温；105℃高温；耐油符合UL 0758标准60℃等级；抗UV；阻燃符合FT1、VW-1、IEC 60332-1-2；电缆拖链实验。
其中，电缆放置在机器人的拖链中，需要随着拖链往返运动。现有多数电缆护套料所使用的改性聚氯乙烯主要是通过丁腈橡胶进行改性，同时还有MBR或杜邦Elvaloy进行改性。然而，丁腈橡胶、MBR和杜邦Elvaloy改性质由于材料本身物性原因，造成电缆在拖链方面性能的提高有限，最大的拖链实验只能达到3千万次。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种聚氯乙烯改性护套料及其制备方法，采用本发明提供的技术方案解决了因改性材料本身物性的原因，造成电缆在拖链方面性能的提高有限的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种聚氯乙烯改性护套料及其制备方法，包括下列重量份的组分：聚氯乙烯树脂100份，耐寒可塑剂5～10份，耐高温可塑剂40～60份，氢氧化铝20～30份，氢氧化镁20～30份，三氧化二锑5～10份，改性树脂TPEE为10～20份，改性树脂PU为10～20份，高效环保钙锌稳定剂7～15份，抗氧剂0.5～1份，润滑剂0.5～1份。
优选的，所述改性树脂TPEE的硬度小于40D。
优选的，所述改性树脂PU的加工温度小于200℃。
优选的，所述耐寒可塑剂为己二酸二辛酯可塑剂。
优选的，所述耐高温可塑剂为偏苯三酸三辛酯可塑剂、聚酯可塑剂、环氧大豆油中的一种或多种。
优选的，所述聚氯乙烯树脂聚合度为2300～3000。
优选的，一种用于权利要求1-6任一项所述的聚氯乙烯改性护套料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、将各原料按照组份配比的质量份数进行称量，并对改性剂TPEE树脂和改性剂PU树脂进行干燥；
S200、将聚氯乙烯树脂、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、高效环保钙锌稳定剂、抗氧剂、润滑剂、一半的耐高温可塑剂、一半的耐寒可塑剂共混并加热；
S300、当温度加热至80℃～90℃时，加入另一半的耐高温可塑剂和耐寒可塑剂；
S400、当温度加热至105℃～115℃时，加入改性树脂TPEE和改性树脂PU；
S500、当温度加热至120℃～130℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到聚氯乙烯改性护套料。
优选的，在步骤S100中对改性剂TPEE树脂和改性剂PU树脂进行干燥的干燥条件为：80～100℃，2～4小时。
优选的，一种电缆，其特征在于：采用权利要求7所述制备方法制得的聚氯乙烯改性护套料制备获得。
优选的，一种电缆，其特征在于：采用权利要求1-6中任一项所述的聚氯乙烯改性护套料制备获得。
由上可知，应用本发明提供的可以得到以下有益效果：通过本发明原料配方生产的聚氯乙烯改性护套料可以用于工业机器人中伺服电缆、控制电缆和动力电缆，在结构不变前提下，满足性能要求及拖链效果更佳，通过调整己二酸二辛酯可塑剂及改质剂TPEE树脂用量，以达到-40℃弯曲的要求、阻燃符合VW-1，通过调整聚酯可塑剂、TPEE树脂和PU树脂用量，使得拖链(耐磨)满足4千万次以上，极大地增加了拖链的次数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例聚氯乙烯改性护套料制作方法流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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作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
为了解决上述技术问题，本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料，包括下列重量份的组分：SG-1聚氯乙烯树脂100份、己二酸二辛酯可塑剂10份、偏苯三酸三辛酯可塑剂20份、聚酯可塑剂30份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、三氧化二锑10份、改性剂TPEE树脂20份、改性剂PU树脂10份、高效环保钙锌稳定剂10份、抗氧剂1010 0.5份、润滑剂0.8份。其中润滑剂为PE蜡。
聚氯乙烯树脂的聚合度为2300～3000，优选的，聚氯乙烯树脂为SG-1型号的PVC粉。改性树脂TPEE的硬度小于40D，优选的，选择牌号为杜邦的Hytrel 4056。生产改性树脂PU的加工温度在200℃以下，优选的，选择牌号为路博润的Estane 58213TPU。
电缆护套的主要性能特点有：-40℃低温；105℃高温；耐油符合UL 0758标准60℃等级；抗UV；阻燃符合FT1、VW-1、IEC 60332-1-2；电缆拖链实验。
进一步的，为了满足-40℃低温的性能，添加耐寒可塑剂，其中，耐寒可塑剂为己二酸二辛酯可塑剂，己二酸二辛酯可塑剂最低温达到-68℃，是PVC产品中最通用的低温可塑剂。改性树脂TPEE的玻璃化温度在±50℃，是PVC极佳的低温改性剂。
为了满足阻燃性能，添加了不同比例的氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑。
为了满足拖链测试项，添加聚酯可塑剂、改性树脂TPEE和PU。聚酯可塑剂因分子量高对拖链实验有很好的效果；TPEE和PU是因材质本色结构，是公认的对拖链效果极佳的材质。
为了获得由上述原料制得的聚氯乙烯改性护套料，本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S100、将各原料按照组份配比的质量份数进行称量，并对改性剂TPEE树脂和改性剂PU树脂进行干燥；
在该步骤中对改性剂TPEE树脂和改性剂PU树脂的干燥条件为：80℃，2小时。
S200、将聚氯乙烯树脂、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、高效环保钙锌稳定剂、抗氧剂、润滑剂、一半的耐高温可塑剂、一半的耐寒可塑剂共混并加热；
在该步骤中，将S100中的配比好的原料加入捏合机中进行混合并加热，其中，耐高温可塑剂和耐寒可塑剂先加入一半。
S300、温度加热至80℃时，加入另一半的耐高温可塑剂和耐寒可塑剂；
S400、温度加热至105℃时，加入改性树脂TPEE和改性树脂PU；
S500、温度加热至120℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒。最终得到聚氯乙烯改性护套料。
将步骤S500得到的聚氯乙烯改性护套料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
实施例2
本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料，包括下列重量份的组分：SG-1聚氯乙烯树脂100份、偏苯三酸三辛酯可塑剂30份、聚酯可塑剂30份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、三氧化二锑10份、改性剂TPEE树脂20份、改性剂PU树脂10份、高效环保钙锌稳定剂10份、抗氧剂1010 0.5份、PE蜡0.8份。
其制备方法的步骤同实施例1，将得到的聚氯乙烯改性护套料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
实施例3
本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料，包括下列重量份的组分：SG-1聚氯乙烯树脂100份、己二酸二辛酯可塑剂10份、偏苯三酸三辛酯可塑剂20份、聚酯可塑剂30份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、三氧化二锑10份、改性剂PU树脂30份、高效环保钙锌稳定剂10份、抗氧剂10100.5份、PE蜡0.8份。
其制备方法的步骤同实施例1，将得到的聚氯乙烯改性护套料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
实施例4
本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料，包括下列重量份的组分：SG-1聚氯乙烯树脂100份、己二酸二辛酯可塑剂10份、偏苯三酸三辛酯可塑剂20份、聚酯可塑剂30份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、三氧化二锑10份、改性剂TPEE树脂30份、高效环保钙锌稳定剂10份、抗氧剂10100.5份、PE蜡0.8份。
其制备方法的步骤同实施例1，将得到的聚氯乙烯改性护套料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
实施例5
本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料，包括下列重量份的组分：SG-3聚氯乙烯树脂100份、己二酸二辛酯可塑剂10份、偏苯三酸三辛酯可塑剂20份、聚酯可塑剂30份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、三氧化二锑10份、改性剂TPEE树脂20份、改性剂PU树脂10份、高效环保钙锌稳定剂10份、抗氧剂1010 0.5份、PE蜡0.8份。
其制备方法的步骤同实施例1，将得到的聚氯乙烯改性护套料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
实施例6
本实施例提供一种电缆用的聚氯乙烯改性护套料，包括下列重量份的组分：SG-3聚氯乙烯树脂100份、己二酸二辛酯可塑剂10份、偏苯三酸三辛酯可塑剂20份、聚酯可塑剂30份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、三氧化二锑10份、改性剂TPEE树脂30份、改性剂PU树脂20份、高效环保钙锌稳定剂10份、抗氧剂1010 0.5份、PE蜡0.8份。
其制备方法的步骤同实施例1，将得到的聚氯乙烯改性护套料粒子通过挤出机挤成电缆线材。
Figure BDA0002448317430000101
表1
如表1所示为实施例1～6的聚氯乙烯护套料的原料配方。
Figure BDA0002448317430000111
表2
如上表2所示为实施例1～6的聚氯乙烯护套料的性能测试情况。
对实施例1～6得到的护套料电缆线材进行性能测试，由表1和表2可知：
由实施例1和实施例2对比可以看出，原料中不添加己二酸二辛酯可塑剂生产出的聚氯乙烯护套料在-40℃条件下弯曲有裂痕，由此可知方己二酸二辛酯可塑剂是这个配方体系必要的，己二酸二辛酯可塑剂可以使护套料达到-40℃弯曲的要求。
由实施例1和实施例3对比可以看出，仅使用改性剂TPEE树脂作为改质剂影响了护套料抗低温性能且容易老化，加工出现粘连现象，因此需要改性剂TPEE树脂和PU树脂混合，提高抗低温性能和抗老化。
由实施例1和实施例4对比可以看出，混合使用改性剂TPEE树脂和PU树脂比单独使用TPEE树脂的耐磨效果要好一些，说明改性剂TPEE树脂的耐磨效果比PU树脂稍微差些。因此为了提高耐磨效果，改性剂TPEE树脂和PU树脂需要混合配合。
由实施例1和实施例5对比可以看出，SG-3低聚合度的PVC树脂为原料生产出的护套料电缆外观粗糙。因改性剂TPEE树脂和PU树脂的加工温度达到180～200℃，需要高聚合度的PVC树脂匹配进行生产，其中，SG-3为低聚合度的PVC树脂，SG-1为高聚合度的PVC树脂。
由实施例1和实施例6对比可以看出，加高了TPEE树脂和PU树脂的用量，护套料线缆的老化性能明显下降，且加工粘连现象明显。因此TPEE树脂和PU树脂的用量需要适量。
综上所述，故仅有实施例1的配方是最符合产品要求的配方，即为本发明聚氯乙烯改性护套料的配方。
通过本发明原料配方生产的聚氯乙烯改性护套料可以用于工业机器人中伺服电缆、控制电缆和动力电缆，在结构不变前提下，满足性能要求及拖链效果更佳，通过调整己二酸二辛酯可塑剂及改质剂TPEE树脂用量，以达到-40℃弯曲的要求、阻燃符合VW-1，通过调整聚酯可塑剂、TPEE树脂和PU树脂用量，拖链(耐磨)满足4千万次以上，极大地增加了拖链的次数。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯改性护套料，其特征在于：包括下列重量份的组分：聚氯乙烯树脂100份，耐寒可塑剂5～10份，耐高温可塑剂40～60份，氢氧化铝20～30份，氢氧化镁20～30份，三氧化二锑5～10份，改性树脂TPEE为10～20份，改性树脂PU为10～20份，高效环保钙锌稳定剂7～15份，抗氧剂0.5～1份，润滑剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性护套料，其特征在于：所述改性树脂TPEE的硬度小于40D。
3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性护套料，其特征在于：所述改性树脂PU的加工温度小于200℃。
4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性护套料，其特征在于：所述耐寒可塑剂为己二酸二辛酯可塑剂。
5.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性护套料，其特征在于：所述耐高温可塑剂为偏苯三酸三辛酯可塑剂、聚酯可塑剂、环氧大豆油中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚氯乙烯改性护套料，其特征在于：所述聚氯乙烯树脂的聚合度为2300～3000。
7.一种用于权利要求1-6任一项所述的聚氯乙烯改性护套料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、将各原料按照组份配比的质量份数进行称量，并对改性剂TPEE树脂和改性剂PU树脂进行干燥；
S200、将聚氯乙烯树脂、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、高效环保钙锌稳定剂、抗氧剂、润滑剂、一半的耐高温可塑剂、一半的耐寒可塑剂共混并加热；
S300、当温度加热至80℃～90℃时，加入另一半的耐高温可塑剂和耐寒可塑剂；
S400、当温度加热至105℃～115℃时，加入改性树脂TPEE和改性树脂PU；
S500、当温度加热至120℃～130℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到聚氯乙烯改性护套料。
8.根据权利要求7所述的聚氯乙烯改性护套料的制备方法，其特征在于：在步骤S100中对改性剂TPEE树脂和改性剂PU树脂进行干燥的干燥条件为：80～100℃，2～4小时。
9.一种电缆，其特征在于：采用权利要求7所述制备方法制得的聚氯乙烯改性护套料制备获得。
10.一种电缆，其特征在于：采用权利要求1-6中任一项所述的聚氯乙烯改性护套料制备获得。
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