CN111849088A - 一种聚氯乙烯护套料及其应用 - Google Patents

一种聚氯乙烯护套料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电线电缆技术领域，更具体地，本发明涉及一种聚氯乙烯护套料及其应用，按重量份计，其制备原料包括100份聚氯乙烯树脂、50～90份增塑剂、3～8份稳定剂、40～70份填充剂。本发明提供的聚氯乙烯护套料具有优异的机械强度、光滑性、柔性、耐摩擦以及耐油性，同时具有很好的阻燃性能，能够满足目前市场高耐用的要求，具有一定的竞争力。

Description

一种聚氯乙烯护套料及其应用
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，更具体地，本发明涉及一种聚氯乙烯护套料及其 应用。
背景技术
随着国内外工业化进程的不断加快，大部分工厂实现了机械化生产，机械化 的进程离不开工业机器人的支持，到目前为止，工业机器人产业呈现了跨越式增 长，其中机器人手臂电缆的需求大幅增加。
聚氯乙烯电缆料价格低廉，性能优良，在电缆绝缘保护材料中长期占有重要 地位。但是目前常规电缆护套不能长期在条件恶劣的环境中工作，无法保证工业 机器人稳定的工作，机器人手臂电缆容易出现机械损伤、电缆外皮腐蚀、耐油性 差、使用寿命短等问题，继而影响工业机器人的正常和高效的运转。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种聚氯乙烯护 套料，按重量份计，其制备原料包括100份聚氯乙烯树脂、50～90份增塑剂、3～ 8份稳定剂、40～70份填充剂；所述增塑剂包括增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂； 所述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯和/或环氧大豆油；所述高分子量聚酯增塑剂在 25℃的动力粘度为2000～5000cps。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1300～ 3000。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉、云母 中一种或多种。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述碳酸钙的粒径为2500～3500目。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述稳定剂选自钡锌稳定剂、钙锌稳定 剂、稀土稳定剂、复合盐稳定剂、有机锡稳定剂中一种或多种。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述聚氯乙烯护套料的制备原料还包括 0.2～0.8重量份润滑剂。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯 蜡、高熔点蜡、十八醇、甘油、白油、单甘酯、硬脂酸、石蜡、硬脂酸酰胺、硬 脂酸盐中一种或多种。
作为本发明的一种优选地技术方案，所述润滑剂为硬脂酸盐和/或聚乙烯蜡。
本发明第二个方面提供了一种聚氯乙烯护套料在电缆中的应用。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明提供的聚氯乙烯护套料具有优异的机械强度、柔性、光滑性、耐摩擦 以及耐油性，同时具有很好的阻燃性能，能够满足目前市场高耐用的要求，具有 一定的竞争力。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
本发明第一个方面提供了一种聚氯乙烯护套料，按重量份计，其制原料包括 100份聚氯乙烯树脂、50～90份增塑剂、3～8份稳定剂、40～70份填充剂。
在一种实施方式中，所述聚氯乙烯护套料的制备原料还包括0.2～0.8重量份 润滑剂。
在一种实施方式中，所述聚氯乙烯护套料的制备原料还包括3～10重量份环 保阻燃剂。
在一种实施方式中，所述聚氯乙烯护套料的制备原料还包括5～15重量份丁 腈。
在一种优选地实施方式中，按重量份计，所述聚氯乙烯护套料的制备原料包 括100份聚氯乙烯树脂、70份增塑剂、3份稳定剂、50份填充剂、0.5份润滑剂、 5份环保阻燃剂、10份丁腈。
聚氯乙烯树脂
聚氯乙烯，英文简称PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体在过氧化物、 偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合 物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
在一种实施方式中，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1300～3000。
优选地，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为2500。
聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分 子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示；以结构单元数为基准，即聚合物 大分子链上所含单个结构单元数目。
增塑剂
塑化剂是在工业生产上被广泛使用的高分子材料助剂，又称增塑剂。凡是添 加到聚合物材料中能使聚合物塑性增加的物质都称为塑化剂。塑化剂的使用可以 改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益，是一类重要的化工产品 添加剂，作为助剂普遍应用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妆品及 清洗剂等材料中，特别是在聚氯乙烯塑料制品中，为了增加塑料的可塑性和提高 塑料的强度，需要添加邻苯二甲酸酯，其含量有时可达产品的50％。增塑剂的作 用主要是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的 结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业 用途，广泛存在于食品包装、化妆品、医疗器材，以及环境水体中。例如保鲜膜、 食品包装、玩具等。
在一种实施方式中，所述增塑剂包括增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂。
优选地，所述增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂的重量比(0.75～2.5)：1；更 优选地，所述增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂的重量比为2.5：1。
优选地，所述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯和/或环氧大豆油；更优选地，所 述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯。
优选地，所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为2000～5000cps；更 优选地，所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为3500cps。
本申请人意外地发现当增塑剂包括增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂，且增塑 剂1为偏苯三酸三辛酯，尤其是高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为2000～ 5000cps，特别为3500cps时可以显著提高聚氯乙烯护套料的耐油性能和机械性 能，本申请人认为可能的原因是动力粘度为2000～5000cps的高分子量聚酯增塑 剂的挥发性更低，迁移性小，同时由于高分子量聚酯增塑剂的极性较强，与偏苯 三酸三辛酯的吸引力较大，能够阻碍偏苯三酸三辛酯的迁出，使偏苯三酸三辛酯 和高分子量聚酯增塑剂发挥协同增效的能力，提高塑化效率和效果；此外，当动 力粘度为2000～5000cps的高分子量聚酯增塑剂与聚氯乙烯树脂具有更好的相容 性，在密炼的过程中使得体系中流动性较好，加工性能较好。
稳定剂
在一种实施方式中，所述稳定剂选自钡锌稳定剂、钙锌稳定剂、稀土稳定剂、 复合盐稳定剂、有机锡稳定剂中一种或多种。
优选地，所述稳定剂为钡锌稳定剂。
填充剂
在一种实施方式中，所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉、云母中一种或多种。
优选地，所述碳酸钙的粒径为2500～3500目；更优选地，所述碳酸钙的粒 径为3000目。
在一种优选地实施方式中，所述填充剂为碳酸钙。
润滑剂
在一种实施方式中，所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、高熔点蜡、 十八醇、甘油、白油、单甘酯、硬脂酸、石蜡、硬脂酸酰胺、硬脂酸盐中一种或 多种。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸盐和/或聚乙烯蜡。
优选地，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙和聚乙烯蜡；进一步优选地，所述硬脂酸钙 和聚乙烯蜡的重量比为1：1。
本申请中的润滑剂有利于提高聚氯乙烯护套料成缆后的流动性，对成缆的工 艺有好处，比如成缆速度、加工效率等。同时能够显著提高在聚氯乙烯护套料的 加工过程中体系的分散效果。
环保阻燃剂
在一种实施方式中，所述环保阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁、氧化锑中 一种或多种。
优选地，所述环保阻燃剂为氧化锑。
在一种实施方式中，所述聚氯乙烯护套料的制备方法包括下面步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、稳定剂、填充剂、润滑剂和环保阻燃剂加入高混机 中于90～110℃混炼10～20min，得到混炼好的原料；其中，在混合的过程中， 增塑剂分2次加入，每次加入增塑剂的重量份相同；
(2)将混炼好的原料于密炼机中在140～160℃密炼5～10min，得到密炼好 的原料；
(3)将密炼好的原料于单螺杆挤出机混炼造粒，得到胶粒；其中造粒温度 为130～150℃；
(4)胶粒经过热切、风冷输送、振动筛选、包装，即得。
在一种优选地实施方式中，所述聚氯乙烯护套料的制备方法包括下面步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、稳定剂、填充剂、润滑剂和环保阻燃剂加入高混机 中于100℃混炼10min，得到混炼好的原料；其中，在混合的过程中，增塑剂分 2次加入，每次加入增塑剂的重量份相同；
(2)将混炼好的原料于密炼机中在150℃密炼5min，得到密炼好的原料；
(3)将密炼好的原料于长径比为25的单螺杆挤出机混炼造粒，得到胶粒； 其中造粒温度为140℃；
(4)胶粒经过热切、风冷输送、振动筛选、包装，即得。
本发明第二个方面提供了一种聚氯乙烯护套料在电缆中的应用。
实施例
在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例 仅仅是示例的而非限制性的。如果没有其它说明，下面实施例所用原料都是市售 的。
实施例1
本发明的实施例1提供了一种聚氯乙烯护套料，按重量份计，其制备原料如 下：100份聚氯乙烯树脂、70份增塑剂、3份稳定剂、50份填充剂、0.5份润滑 剂、5份环保阻燃剂、5份丁腈。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为2500。
所述增塑剂为增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂，重量比为2.5：1；所述增塑 剂1为偏苯三酸三辛酯，所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为2000cps。
所述稳定剂为钡锌稳定剂。
所述填充剂为碳酸钙，粒径为2500目。
所述润滑剂为硬脂酸钙和聚乙烯蜡，其重量比为1：1。所述环保阻燃剂为 氧化锑。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法包括下面步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、稳定剂、填充剂、润滑剂和环保阻燃剂加入高混机 中于100℃混炼10min，得到混炼好的原料；其中，在混合的过程中，增塑剂分 2次加入，每次加入增塑剂的重量份相同；
(2)将混炼好的原料于密炼机中在150℃密炼10min，得到密炼好的原料；
(3)将密炼好的原料于长径比为25的单螺杆挤出机混炼造粒，得到胶粒； 其中造粒温度为140℃；
(4)胶粒经过热切、风冷输送、振动筛选、包装，即得。
所述聚氯乙烯护套料应用于电缆中。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种聚氯乙烯护套料，按重量份计，其制备原料如 下：100份聚氯乙烯树脂、70份增塑剂、3份稳定剂、50份填充剂、0.5份润滑 剂、5份环保阻燃剂、15份丁腈。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为2500。
所述增塑剂为增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂，重量比为1.3：1；所述增塑 剂1为偏苯三酸三辛酯，所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为5000cps。
所述稳定剂为钡锌稳定剂。
所述填充剂为碳酸钙，粒径为3500目。
所述润滑剂为硬脂酸钙和聚乙烯蜡，其重量比为1：1。
所述环保阻燃剂为氧化锑。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法包括下面步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、稳定剂、填充剂、润滑剂和环保阻燃剂加入高混机 中于100℃混炼10min，得到混炼好的原料；其中，在混合的过程中，增塑剂分 2次加入，每次加入增塑剂的重量份相同；
(2)将混炼好的原料于密炼机中在150℃密炼10min，得到密炼好的原料；
(3)将密炼好的原料于长径比为25的单螺杆挤出机混炼造粒，得到胶粒； 其中造粒温度为140℃；
(4)胶粒经过热切、风冷输送、振动筛选、包装，即得。
所述聚氯乙烯护套料应用于电缆中。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种聚氯乙烯护套料，按重量份计，其制备原料如 下：100份聚氯乙烯树脂、70份增塑剂、3份稳定剂、50份填充剂、0.5份润滑 剂、5份环保阻燃剂、10份丁腈。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为2500。
所述增塑剂为增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂，重量比为0.75：1；所述增 塑剂1为偏苯三酸三辛酯，所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为 3500cps。
所述稳定剂为钡锌稳定剂。
所述填充剂为碳酸钙，粒径为3000目。
所述润滑剂为硬脂酸钙和聚乙烯蜡，其重量比为1：1。
所述环保阻燃剂为氧化锑。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法包括下面步骤：
(1)将聚氯乙烯树脂、稳定剂、填充剂、润滑剂和环保阻燃剂加入高混机 中于100℃混炼10min，得到混炼好的原料；其中，在混合的过程中，增塑剂分 2次加入，每次加入增塑剂的重量份相同；
(2)将混炼好的原料于密炼机中在150℃密炼10min，得到密炼好的原料；
(3)将密炼好的原料于长径比为25的单螺杆挤出机混炼造粒，得到胶粒； 其中造粒温度为140℃；
(4)胶粒经过热切、风冷输送、振动筛选、包装，即得。
所述聚氯乙烯护套料应用于电缆中。
实施例4
本发明的实施例4提供了一种聚氯乙烯护套料，按重量份计，其制备原料如 下：100份聚氯乙烯树脂、70份增塑剂、5份稳定剂、50份填充剂、0.5份润滑 剂、3份环保阻燃剂、10份丁腈。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为2500。
所述增塑剂为增塑剂1；所述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯。
所述稳定剂为钡锌稳定剂。
所述填充剂为碳酸钙，粒径为3000目。
所述润滑剂为硬脂酸钙和聚乙烯蜡，其重量比为1：1。
所述环保阻燃剂为氧化锑。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法其具体实施方式同实施例3。
实施例5
本发明的实施例5提供了一种聚氯乙烯护套料，其具体实施方式同实施例3， 不同之处在于，所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为1800cps。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法其具体实施方式同实施例3。
实施例6
本发明的实施例6提供了一种聚氯乙烯护套料，其具体实施方式同实施例3， 不同之处在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法其具体实施方式同实施例3。
实施例7
本发明的实施例7提供了一种聚氯乙烯护套料，其具体实施方式同实施例3， 不同之处在于，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000。
所述聚氯乙烯护套料的制备方法其具体实施方式同实施例3。
性能评估
1.机械强度：实施例1～7得到的聚氯乙烯护套料的拉伸强度、断裂伸长率、 浸油后拉伸强度残率和浸油后断裂伸长率残率按照UL 1581标准进行测试。
2.极限氧指数：实施例1～7得到的聚氯乙烯护套料的极限氧指数按照GB 8815标准进行测试。
3.90°弯折：使用电线弯折试验机TH-5806对实施例1～7得到的聚氯乙烯 护套料进行90°弯折测试，其中，吊重500g；夹具：半径50mm；频率：60次 /min；弯折角度：±90°。
4.拖链：使用拖链弯折试验机对实施例1～7得到的聚氯乙烯护套料进行拖 链测试，检测其弯折性能，其中，频率：88次/分钟；弯折半径：75mm(7.5D 61.5mm)； 弯折次数：1000万次以上。
表1
Figure BDA0002604867760000091
由表1的测试结果中可知，本发明提供的聚氯乙烯护套料的性能完全符合标 准中的要求，并且阻燃、耐摩擦和耐油性能强于常规电缆材料。实际应用中，本 申请的聚氯乙烯护套料，耐温耐油性能完全高于常规电缆料，加工性能优异，完 全满足市场需求(耐油、耐摩擦)，且成本远低于进口料，性能接近并超过部分 进口产品，达到国内领先水平。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权 利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所 有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的 权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数 值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释 为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯护套料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括100份聚氯乙烯树脂、50～90份增塑剂、3～8份稳定剂、40～70份填充剂；所述增塑剂包括增塑剂1和高分子量聚酯增塑剂；所述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯和/或环氧大豆油；所述高分子量聚酯增塑剂在25℃的动力粘度为2000～5000cps。
2.根据权利要求1所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述增塑剂1为偏苯三酸三辛酯。
3.根据权利要求1所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1300～3000。
4.根据权利要求1所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉、云母中一种或多种。
5.根据权利要求4所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述碳酸钙的粒径为2500～3500目。
6.根据权利要求1所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述稳定剂选自钡锌稳定剂、钙锌稳定剂、稀土稳定剂、复合盐稳定剂、有机锡稳定剂中一种或多种。
7.根据权利要求1～6任一项所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述聚氯乙烯护套料的制备原料还包括0.2～0.8重量份润滑剂。
8.根据权利要求7所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、高熔点蜡、十八醇、甘油、白油、单甘酯、硬脂酸、石蜡、硬脂酸酰胺、硬脂酸盐中一种或多种。
9.根据权利要求8所述聚氯乙烯护套料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸盐和/或聚乙烯蜡。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述聚氯乙烯护套料在电缆中的应用。
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