CN112795111A - 高流动性低成本pvc电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发公开了一种高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分:聚合度为1000~1500的PVC树脂70~95份,聚合度为300~500的PVC树脂5~30份,增塑剂20~50份,热稳定剂2~10份,碳酸钙5~20份,硅烷偶联剂0.1~0.6份,润滑剂0.1~1份,抗氧化剂0.1~3份。其优点是:1)能够在保留PVC电缆料优良力学性能的前提下显著提高PVC电缆料的流动性,改善其加工性能。2)降低了PVC电缆料的生产成本。3)制备方法简单,易实施,适于大规模工业化生产,具有非常好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及PVC制品领域,尤其是一种PVC电缆料生产方法。
背景技术
PVC电缆料是一种以聚氯乙烯树脂为主体,加入各种助剂及填料等经混合、造粒而得的一种塑料粒子,其主要用于电线电缆的外层皮履,具有较好的机械性能和电绝缘性能。
目前,市面上已有很多种PVC电缆料,但是由于聚氯乙烯硬度较高,分子链较为刚硬,现有的这些电缆料在生产过程中会加入大量的增塑剂对其进行改性,改善其加工性能,然而大量增塑剂的加入极大的增加了PVC电缆料的成本,同时由于增塑剂与PVC树脂相容性较差,随着使用温度的提高或使用时间的延长,增塑剂会缓慢析出,导致电缆料性能变差,影响产品的使用。
例如专利“一种低比重自修复PVC电缆料”,其公开号为CN109161122A,其所述的PVC电缆料包括如下重量组分:PVC树脂100份,改性复合介孔填料35~60份,增塑剂45~60份,润滑剂5~8份,热稳定剂3~7份,流动改性剂3~6份和成膜剂11~20份。其通过添加流动改性剂来增强物料加工流动性,但流动改性剂成本较高,同时增塑剂用量约为PVC用量的55%。
例如专利“一种PVC电缆绝缘层电缆料”,其公开号为CN107987414A,其所述PVC电缆料包括如下重量组分:聚氯乙烯30-40份、玻璃纤维20-30份、硬脂酸10-15份、环保增塑剂10-30份、填料5-15份、阻燃剂2-10份、润滑剂0.1-2份、马来酸二辛酯2-6份和油酸酰胺0.1-0.3份。其中增塑剂占比达到PVC树脂含量的60%。
专利“一种PVC电缆料及其制备方法”,其公开号为CN109111656A,其所述PVC电缆料包括如下重量组分:PVC 100份、增塑剂40-60份、液体钙锌稳定剂1-5份、环氧大豆油5-10份、硬脂酸钠20-50份、紫外线吸收剂0.5-3份、氢氧化铝5-10份、二氧化硅5-20份。其中增塑剂占比达到PVC树脂含量的50%。
由此可以看出,为得到合适性能的PVC电缆料同时提高其加工性能,通常会添加少量流动改性剂或大量增塑剂。但流动改性剂及大量增塑剂的添加,因其价格偏高,会导致电缆料原材料成本偏高。
发明内容
为提高PVC电缆料的流动性,改善其加工性能并降低生产成本,本发明提供了一种高流动性低成本PVC电缆料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是:高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分:聚合度为1000~1500的PVC树脂70~95份,聚合度为300~500的PVC树脂5~30份,增塑剂20~50份,热稳定剂2~10份,碳酸钙5~20份,硅烷偶联剂0.1~0.6份,润滑剂0.1~1份,抗氧化剂0.1~3份。
作为本发明的进一步改进,所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸酯中的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进,所述热稳定剂选自有机锡、钙锌稳定剂、稀土钙锌复合稳定剂中的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进,所述硅烷偶联剂选自乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进,所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、石蜡或聚乙烯蜡中的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进,所述抗氧剂选自2,6-三丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三丁基-4-羟基苯基)硫醚或四[β-(3,5-三丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的一种或任意几种。
本发明的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法可以具体包括如下生产步骤:
S1、按照所述生产原料配量取各原料;
S2、将碳酸钙、硅烷偶联剂加入高速混合机内,在800~1200r/min的速度下持续混合10~20min;
S3、将聚合度为1000~1500的PVC树脂、聚合度为300~500的PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧化剂加入所述高速混合机,在800~1200r/min的速度下持续混合3~8min,得到混合料;
S4、将所述混合料送入双螺杆挤出机在130~160℃条件下挤出造粒,即得。
本发明还公开了一种高流动性低成本PVC电缆料,其即是由本发明的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法所制得。
本发明还公开了一种绝缘电缆的生产方法,其特点是所采用的生产原料包括本发明的高流动性低成本PVC电缆料。
本发明还公开了一种绝缘电缆,其即是由本发明的绝缘电缆的生产方法所制得。
本发明的有益效果是:1)能够在保留PVC电缆料优良力学性能的前提下显著提高PVC电缆料的流动性,改善其加工性能。2)降低了PVC电缆料的生产成本。3)制备方法简单,易实施,适于大规模工业化生产,具有非常好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例一:
按照如下方法制备电缆料:
(1)按照如下质量份数比例量取各原料:聚合度为1300的PVC树脂75份,聚合度为360的PVC树脂25份,邻苯二甲酸二辛酯40份,钙锌稳定剂3份,碳酸钙10份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份,硬脂酸钙0.3份,2,6-三丁基-4-甲基苯酚1.5份。
(2)将碳酸钙、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷加入高速混合机内,在1000r/min的速度下持续混合15min;
(3)将聚合度为1000~1500的PVC树脂、聚合度为300~500的PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、硬脂酸钙、2,6-三丁基-4-甲基苯酚加入所述高速混合机,在1000r/min的速度下持续混合5min,得到混合料;
(4)将所述混合料送入双螺杆挤出机在150℃条件下挤出造粒,即得PVC电缆料。
对所得PVC电缆料进行性能检测,检测项目和检测结果见表1。
实施例二:
按照如下方法制备电缆料:
(1)按照如下质量份数比例量取各原料:聚合度为1300的PVC树脂90份,聚合度为360的PVC树脂10份,邻苯二甲酸二辛酯40份,钙锌稳定剂3份,碳酸钙15份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份,硬脂酸钙0.3份,2,6-三丁基-4-甲基苯酚1.5份。
(2)将碳酸钙、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷加入高速混合机内,在1000r/min的速度下持续混合15min;
(3)将聚合度为1000~1500的PVC树脂、聚合度为300~500的PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、硬脂酸钙、2,6-三丁基-4-甲基苯酚加入所述高速混合机,在1000r/min的速度下持续混合5min,得到混合料;
(4)将所述混合料送入双螺杆挤出机在150℃条件下挤出造粒,即得PVC电缆料。
对所得PVC电缆料进行性能检测,检测项目和检测结果见表1。
实施例三:
按照如下方法制备电缆料:
(1)按照如下质量份数比例量取各原料:聚合度为1300的PVC树脂80份,聚合度为360的PVC树脂20份,邻苯二甲酸二辛酯40份,钙锌稳定剂3份,碳酸钙10份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份,硬脂酸钙0.3份,2,6-三丁基-4-甲基苯酚1.5份。
(2)将碳酸钙、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷加入高速混合机内,在1000r/min的速度下持续混合15min;
(3)将聚合度为1000~1500的PVC树脂、聚合度为300~500的PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、硬脂酸钙、2,6-三丁基-4-甲基苯酚加入所述高速混合机,在1000r/min的速度下持续混合5min,得到混合料;
(4)将所述混合料送入双螺杆挤出机在150℃条件下挤出造粒,即得PVC电缆料。
对所得PVC电缆料进行性能检测,检测项目和检测结果见表1。
实施例四:
按照如下方法制备电缆料:
(1)按照如下质量份数比例量取各原料:聚合度为1300的PVC树脂75份,聚合度为360的PVC树脂25份,邻苯二甲酸二辛酯30份,钙锌稳定剂3份,碳酸钙10份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份,硬脂酸钙0.3份,2,6-三丁基-4-甲基苯酚1.5份。
(2)将碳酸钙、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷加入高速混合机内,在1000r/min的速度下持续混合15min;
(3)将聚合度为1000~1500的PVC树脂、聚合度为300~500的PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、硬脂酸钙、2,6-三丁基-4-甲基苯酚加入所述高速混合机,在1000r/min的速度下持续混合5min,得到混合料;
(4)将所述混合料送入双螺杆挤出机在150℃条件下挤出造粒,即得PVC电缆料。
对所得PVC电缆料进行性能检测,检测项目和检测结果见表1。
对比例一:(树脂全部为聚合度为1300的PVC树脂,增塑剂用量不变)
该对比例为实施例四的对照实验,按照与实施例四相同的步骤和工艺条件设计,其区别仅在于,树脂原料全部为聚合度为1300的PVC树脂,具体原料配方如下:聚合度为1300的PVC树脂100份,邻苯二甲酸二辛酯30份,钙锌稳定剂3份,碳酸钙10份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份,硬脂酸钙0.3份,2,6-三丁基-4-甲基苯酚1.5份。
对所得PVC电缆料进行性能检测,检测项目和检测结果见表1。
对比例二:(树脂全部为聚合度为1300的PVC树脂,增加增塑剂用量)
该对比例为实施例四的对照实验,按照与实施例四相同的步骤和工艺条件设计,其区别仅在于,(1)树脂原料全部为聚合度为1300的PVC树脂;(2)增加了增塑剂用量。具体原料配方如下:聚合度为1300的PVC树脂100份,邻苯二甲酸二辛酯45份,钙锌稳定剂3份,碳酸钙10份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份,硬脂酸钙0.3份,2,6-三丁基-4-甲基苯酚1.5份。
对所得PVC电缆料进行性能检测,检测项目和检测结果见表1。
表1PVC电缆料性能检测结果表
检测项目 | 单位 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 对比例一 | 对比例二 |
拉伸强度 | MPa | 21.3 | 21.8 | 20.9 | 21.2 | 23.2 | 21.6 |
断裂伸长率 | % | 318 | 305 | 334 | 345 | 298 | 353 |
体积电阻率 | Ω.m | 1.35×10<sup>12</sup> | 1.42×10<sup>12</sup> | 1.34×10<sup>12</sup> | 2.87×10<sup>12</sup> | 2.93×10<sup>12</sup> | 1.39×10<sup>12</sup> |
介电强度 | MV/m | 26 | 27 | 25 | 30.5 | 31 | 25 |
塑化时间 | s | 75 | 74 | 77 | 73 | 95 | 81 |
平衡扭矩 | N.m | 7.1 | 7.0 | 7.2 | 7.3 | 9.5 | 7.8 |
由表1的对比例一和实施例四的比较可以看出,实施例四的电缆料的塑化时间和平衡扭矩明显低于对比例一,表明本发明的技术方案可以显著提高PVC电缆料的流动性。
由表1的对比例一、对比例二和实施例四的比较可以看出,在对比例一的基础上通过增加增塑剂的用量可以改善PVC电缆料的流动性,但同时也会增大生产成本(PVC电缆料以1吨计,每减少5%的增塑剂用量,其原材料成本可降低约120元),且会导致电缆料的体积电阻率明显降低,同时,在实施例四和对比例二所得电缆料力学性能基本相同的前提下,实施例四的电缆料的流动性也与对比例二基本一致。表明相对于用通过增加增塑剂用量来改善PVC电缆料的流动性的方法而言,本发明的方法不仅能在电缆料力学性能相同的前提下提高材料流动性,并且生产成本更低,材料体积电阻率更高,因此具有显著进步。
Claims (10)
1.高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于,生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分:聚合度为1000~1500的PVC树脂70~95份,聚合度为300~500的PVC树脂5~30份,增塑剂20~50份,热稳定剂2~10份,碳酸钙5~20份,硅烷偶联剂0.1~0.6份,润滑剂0.1~1份,抗氧化剂0.1~3份。
2.根据权利要求1所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于:所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸酯中的一种或任意几种。
3.根据权利要求1所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于:所述热稳定剂选自有机锡、钙锌稳定剂、稀土钙锌复合稳定剂中的一种或任意几种。
4.根据权利要求1所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于:所述硅烷偶联剂选自乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的一种或任意几种。
5.根据权利要求1所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于:所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、石蜡或聚乙烯蜡中的一种或任意几种。
6.根据权利要求1所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于:所述抗氧剂选自2,6-三丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三丁基-4-羟基苯基)硫醚或四[β-(3,5-三丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的一种或任意几种。
7.根据权利要求1~6中任一权利要求所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
S1、按照所述生产原料配量取各原料;
S2、将碳酸钙、硅烷偶联剂加入高速混合机内,在800~1200r/min的速度下持续混合10~20min;
S3、将聚合度为1000~1500的PVC树脂、聚合度为300~500的PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧化剂加入所述高速混合机,在800~1200r/min的速度下持续混合3~8min,得到混合料;
S4、将所述混合料送入双螺杆挤出机在130~160℃条件下挤出造粒,即得。
8.由权利要求1~8中任一权利要求所述的高流动性低成本PVC电缆料的制备方法所制得的高流动性低成本PVC电缆料。
9.一种绝缘电缆的生产方法,其特征在于:生产原料包括权利要求8所述的高流动性低成本PVC电缆料。
10.由权利要求9所述的绝缘电缆的生产方法制得的绝缘电缆。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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