CN113292799A - 一种透明pvc-u电工套管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透明PVC‑U电工套管，所述透明PVC‑U电工套管的原料按照质量份组成包括：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.0～5.0份，内润滑剂0.2～3.0份，外润滑剂0.1～1.5份，加工改性剂0.2～3.0份，增韧剂1～10份，色料0.511～0.680份，抗氧剂0～1.5份和光稳定剂0.1～0.8份。本发明还公开了其制备方法。本发明的PVC‑U电工套管具有可视化好、可追溯性的特点，方便隐患查找，方便用户实现工程质量自检。此外，本发明的PVC‑U电工套管具有突出的环保、弯曲和抗冲击、阻燃和绝缘性能等。
Description
技术领域
本发明涉及塑料管材技术领域，更具体地，涉及一种透明PVC-U电工套管的制备方法。
背景技术
在工程及家装领域，为了保护并保障用电安全，电线或电缆应布置在阻燃和绝缘的电工套管中，且电线或电缆的敷设走向讲究横平竖直、固定牢固。
传统PVC-U电工套管，在配方设计过程中，添加了许多碳酸钙填料及影响产品透明度等助剂，在混料及成型过程中，也未做特殊处理，导致制备出的电工套管是不透明的，看不到内部电线或电缆的情况，在安装过程中不易穿线，且在导线敷设过程中难免会出现导线打结导致电阻增大、接头处发生接触不良或漏电、导线绝缘层意外损伤等种种问题，很难查找与修复，验收难度和时长增加，甚至给线路埋下故障隐患。因此，若能降低布线时的错误率，很大程度上杜绝安全事故的发生。
发明内容
本发明为弥补现有技术中存在的不足，提供一种透明PVC-U电工套管及其制备方法，本发明的PVC-U电工套管具有可视化好、可追溯性的特点，方便隐患查找，方便用户实现工程质量自检。此外，本发明的PVC-U电工套管具有突出的环保、弯曲和抗冲击、阻燃和绝缘性能等。
为了实现以上目的，本发明的技术方案为：
本发明第一方面提供一种具有透明PVC-U电工套管，采用包括如下质量份的各组分的原料制得：
聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.0～5.0份，内润滑剂0.2～3.0份，外润滑剂0.1～1.5份，加工改性剂0.2～3.0份，增韧剂1～10份，色料0.511～0.680份，抗氧剂0～1.5份，光稳定剂0.1～0.8份。
所述的色料主要由0.5份聚氯乙烯树脂、0.005～0.03份消黄剂、0.001～0.05份荧光增白剂和0.005～0.1份分散剂复配合成，上述的各组分是相对于100份的聚氯乙烯树脂的质量份。
基于本发明的PVC-U管材的配方体系，能制得具有透明性能优异电工套管。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，所述的聚氯乙烯树脂选自通过乙烯法合成的聚氯乙烯树脂，其静态热稳定时间(采用刚果红法测定，油浴温度165℃)≥5min，黏数为73-95mL/g，杂质粒子数≤16个，“鱼眼”数≤20个/400cm2。采用优选的聚氯乙烯树脂，通过严格控制基体树脂热稳定性，减少树脂分子链不稳定因素存在，有效抑制管材挤出过程中出现黄变现象；通过严格控制“鱼眼”数的技术指标，可有效控制PVC树脂在聚合过程中形成一些不塑化、难塑化和塑料不好的颗粒，从而减少管材加工过程晶点的产生；通过控制杂质粒子数，可有效减少PVC树脂中黑黄点带入制品中，影响制品的外观。通过控制以上几个技术指标，从而赋予管材的优异的表观质量和透明度。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的热稳定剂选自镁铝锌复合稳定剂、硫醇甲基锡、硫醇丁基锡、硫醇辛基锡、马来酸酯辛基锡、马来酸酯丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、季戊四醇铝、季戊四醇镧的一种或多种混合物。上述热稳定剂能赋予电工套管极佳的透明度，且稳定无毒，符合环保要求。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的内润滑剂选自脂肪醇、脂肪酸低级醇酯、脂肪酸高级醇酯、脂肪酸多元醇酯、饱和脂肪醇二羧酸酯中一种或两种混合物。所述的脂肪醇是碳原子数在14-22个的一元脂肪醇；优选的，所述的脂肪醇包括棕榈油醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇中的一种化合物或多种混合物；所述的脂肪酸低级醇是由一元脂肪酸与含有6个碳原子以下的一元脂肪醇在催化剂的作用下酯化而成的化合物或混合物；优选的，所述的脂肪酸低级醇酯包括硬脂酸丁酯、12-羟基硬脂酸丁酯中的一种或两种混合物；所述的脂肪酸高级醇是由一元脂肪酸与含有6-22碳原子的一元脂肪醇在催化剂的作用下酯化而成的化合物或混合物；优选的，所述的脂肪酸高级醇酯包括硬脂酸十八烷醇酯中的一种化合物；所述的脂肪酸多元醇酯是由脂肪酸与多元醇在催化剂的作用下酯化而成的化合物或混合物；优选的，所述的脂肪酸多元醇酯包括脂肪酸甘油酯、脂肪酸季戊四醇酯、脂肪酸山梨糖醇酯中一种或多种混合物；所述的饱和脂肪醇二羧酸酯是由饱和脂肪醇与二元羧酸在催化剂的作用下酯化而成的化合物或混合物；优选的，所述的饱和脂肪醇二羧酸酯包括已二酸双(十八烷醇醋)中的一种化合物。上述优选的内润滑剂，不仅不影响制品的透明度，而且与树脂具有良好的相容性，能够促进聚氯乙烯树脂初级粒子的解离，促使塑化，降低加工温度，提高材料的流动性。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的外润滑剂选自氧化聚乙烯均聚物、多元醇脂肪酸复合酯、脂肪酸盐中的一种或多种混合物。所述的氧化聚乙烯均聚物例如可以是美国Honeywell AC-316A等；所述的多元醇脂肪酸复合酯是由多元醇、二元羧酸和一元脂肪酸在催化剂的作用下酯化而成的化合物或混合物；优选的，所述多元醇脂肪酸复合酯包括已二酸－硬脂酸季戊四醇酯、已二酸－油酸季戊四醇酯、癸二酸-油酸季戊四醇酯中一种或多种混合物；所述的脂肪酸盐包括硬脂酸锂中的一种化合物。上述的外润滑剂，其化学结构具有极性基团和长链烷基部分，极性基团与树脂的极性节点有一定的亲和力，容易嵌入到PVC树脂的分子链之间，与PVC树脂具有良好的相容性，而长链烷基部分于PVC相互亲合力较小，它以屏蔽方式把PVC粒子、分子彼此隔离开，使之易于滑动，起延迟塑化作用。本申请发明人发现，随着外润滑用量增加，物料的流动性增加，挤出过程中挤出机电流降低，挤出速度加快，挤出过程中管材表面划伤情况降低，但管材的塑化度和透明度也逐渐降低，作为进一步优选，外润滑剂的用量选择为0.2～1.0份，可保证透明性、塑化度、挤出速度和表观质量等综合性能均达到最佳。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的加工改性剂选自丙烯酸酯型加工助剂；所述的加工改性剂例如可以是台塑P201或P220、钟渊PA-20、日本三菱P-551A等。上述的优选的加工助剂，不仅不影响制品的透明度，而且可以降低加工温度，提高熔体强度，从而改善管材挤出过程的熔体破裂和表面划伤等问题，并且可以改善管材高速挤出过程中，因牵引速度过快导致管坯断裂问题，从而提高管材的挤出速度。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯三元共聚物(ACS)的一种或多种混合物。上述优选的增韧剂的折光指数与PVC树脂接近，故两者共混熔融后，容易达到均一的折光率，又因为增韧剂的粒径比可见光波长小，因此不影响聚氯乙烯的透明性；当增韧剂与聚氯乙烯共混时，由于外壳的聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数与聚氯乙烯接近，因此增韧剂可以均匀分散于聚氯乙烯中。当混合后材料受到外界冲击时，材料中均匀分散的橡胶微粒能吸收能量并转化热能，从而达到抗冲击效果。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的消黄剂选自群青、透明蓝、酞菁蓝、紫罗兰颜料中的一种物质。PVC在加工过程中，随着分子链中氯化氢的脱出，会产生少量共轭双键，吸收波长为430-490nm的蓝色光，从而出现泛黄的现象，上述消黄剂的加入，可消除制品中的黄色，从而达到透明的要求。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的荧光增白剂选自二(苯乙烯)联苯型、苯并噁唑型中的一种物质。所述的二(苯乙烯)联苯型的荧光增白剂选自4,4-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯(荧光增白剂378)；所述的苯并噁唑型的荧光增白剂选自2,5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑)噻吩(荧光增白剂184)、2,5-双(2-苯并噁唑)噻吩(荧光增白剂185)、2,2'-(4,4'-二苯乙烯基-)双苯并噁唑(荧光增白剂393)中的一种或多种混合物。上述荧光增白剂的加入，在日光或紫外光的照射下，可激发出蓝、紫光，与制品的黄色光互补，与消黄剂协同作用，消除制品的黄色，并起增亮或增艳作用。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的分散剂选自乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、乙撑双油酸酰胺(EBO)、乙撑双月桂酰胺(EBL)、羟乙基乙撑双硬脂酰胺(HEEBS)、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺(EBH)中的一种或多种混合物；上述优选的分散剂与消黄剂会产生较强的亲和力，使之附着于消黄剂微粒表面，达到改善消黄剂分散的目的。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的抗氧剂选自亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷(抗氧剂CA，熔点180℃)、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯(抗氧剂618)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(抗氧剂1076)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、亚磷酸4,4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯、亚磷酸三苯酯(TPP)、二苯基-异辛基亚磷酸酯(ODPP)、亚磷酸苯二异辛酯中的一种或多种混合物。PVC-U电工套管在加工和长期使用过程中，容易因热氧老化，出现变色和降解，而优选的抗氧剂能够有效弥补这一缺点。作为进一步的优选，所述的抗氧剂的含量为0.4-1.5份。
本发明所述的透明PVC-U电工套管，优选的，所述的光稳定剂选自2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑(UV-P)、N，2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-326)、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-叔辛基苯基)苯并三唑(UV-5411)、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2,4-二羟基二苯甲酮(UV-0)、2，2ˊ-二羟基-甲氧基二苯甲酮中(UV-24)、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(光稳定剂-770)、2，4，6-三(2ˊ-羟基-4ˊ-正丁氧基苯基)(1，3，5-三嗪)的一种或多种混合物。优选的光稳定剂具有低挥发、耐变色，与PVC树脂相容性好的优点，可与抗氧剂协同配合，有效防止或延缓透明PVC-U电工套管发生光降解老化，从而显著提高透明PVC-U电工套管的耐候性。作为进一步的优选，所述的光稳定剂的含量为0.1-0.5份。
本发明第二方面提供上文所述的PVC-U管材的制备方法，包括如下步骤：
1)根据所述色料的组成和配比制备色料；
2)将所述原料中的各组分配制成PVC-U混配料；
3)将相应规格的口模、芯棒进行涂覆处理；
4)将步骤3处理后的口模、芯棒装入相应的挤出机台，并将PVC-U混配料加入该挤出机中挤出成型为透明PVC-U电工套管；
优选的，步骤1)将PVC树脂、消黄剂、荧光增白剂、分散剂投入到小型高速混合机中进行混合，混合约3-5min，温度到50-70℃时，放料，获得色料，备用。进一步优选的，搅拌速度为500-2000rpm。根据本技术领域常识，亦可根据高速混合机组的高混锅的容积计算，等比例放大各组分含量，投入高速混合机组的高混锅中热混到相应温度，而得色料，在此不再赘述。由于群青和荧光增白剂用量很少，易团聚，与其它助剂直接添加不易分散，通过引入分散剂，并采用高速搅拌的方式，使其预分散到PVC基体树脂中，再与其它材料一起进行步骤2)的混合，可大大提高群青和荧光增白剂的分散性，从而更好的发挥其效用，达到提高管材表观质量的目的。
优选的，步骤2)将聚氯乙烯树脂、热稳定剂、色料投入高速混合机组的高混锅进行热混，待热混温度升至50-80℃时，加入内润滑剂、外润滑剂、加工改性剂、增韧剂、抗氧剂和光稳定剂混合，待温度升至105-125℃时转入到高速混合机组的冷混锅中进行冷混，冷混直至冷混温度降至45-65℃，放料，获得PVC-U混配料。进一步优选的，在高混锅中进行的热混为高速热混，高速热混过程中优选高混锅的搅拌速度为500-1000rpm，在冷混锅中进行的冷混为低速冷混，低速冷混过程中优选冷混锅的搅拌速度为50-100rpm。
优选的，步骤3)口模、芯棒采用不粘涂料进行涂覆处理，具体为将口模、芯棒上的脏物、锈迹、油脂等除净、打砂处理(粗糙度约4-10μm)后，先均匀涂覆一层底漆，经230-430℃烘箱加热烘烤10-30min后取出，冷却至室温，再均匀涂上一层面漆，于300-430℃烘箱烘烤15-30min后，冷却备用。优选的，所述的不粘涂料选自聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)和过氟烷基化物(PFA)中的一种不粘涂料。作为进一步优选的，所述的聚四氟乙烯(PTFE)不沾涂料由底漆和面漆两层涂料组成，所述的底漆选自Teflon850-321Gray、Teflon 850-305Black中的一种涂料；所述的面漆选自杜邦Teflon 851-214Green、Teflon 851-221High-build Gray、Teflon 851-224High-build Green、Teflon851-255High-build Black、Teflon 852-201Clear和Teflon 852-202High-build Clear中的一种涂料。作为进一步优选的，所述的四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)不粘涂料由底漆和面漆两层涂料组成，所述的底漆选自杜邦Teflon 959-203Black、Teflon 959-205Brown、Teflon 959-204Green、Teflon 959-703Black中一种涂料；所述的面漆选自杜邦Teflon856-200Clear、Teflon856-203Black、Teflon 856-204Green、Teflon 856-211Gray中的一种涂料。作为进一步优选的，所述的过氟烷基化物(PFA)不粘涂料由底漆和面漆两层涂料组成，所述的底漆选自杜邦Teflon 959-503Silver、Teflon 420-703Black中的一种涂料；所述的面漆选自杜邦Teflon857-110Clear、Teflon 857-210Clear中的一种涂料。采用优选的涂覆处理工艺，赋予挤出机口模、芯棒表面自润滑功能，能够减少外润滑剂的使用量，提高管材的透明度，并且能够有效防止管材在挤出过程中表面划伤情况，提高管材的表观质量。
优选的，步骤4)在双螺杆挤出机中进行，挤出成型时双螺杆挤出机的各区温度为140-190℃；在具体实施例中，所述双螺杆挤出机具体可以为锥形双螺杆挤出机和平行双螺杆挤出机。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
与现有技术相比，通过取缔配方体系中影响产品透明度的填料、PE蜡、钛白粉等添加剂，选择热稳定性佳和“鱼眼”数少的PVC树脂为基体，以有机锡为稳定体系，添加与PVC易相容和折射指数的接近相关润滑剂和增韧剂等，辅以消黄剂、分散剂等，并兼顾到各组分之间的协同和对抗作用，进行精心配方设计，制备透明电工套管混配料；2)引入适量的加工助剂，降低加工温度，提高熔体强度，改善熔体破裂问题；3)精确控制内、外润滑体系含量，以保证良好塑化度和透明度，适宜的挤出速度；4)对模具采用不粘涂料进行镀层处理，起自润滑效果，改善产品划伤问题，提高产品表观质量和透明度；本发明的PVC-U电工套管具有良好的透明度，透明度达85％以上，具有可视化、可追溯性的特点，方便隐患查找，方便用户实现工程自检，并具有突出的阻燃、绝缘和弯曲性能，显著提高产品档次，增加产品的个性化，提升产品的竞争力，拓展产品家装渠道。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明做进一步解释。
本发明实施例或对比例中所用原料均为商业渠道获得，下面对所用到的部分原料进行介绍如下：
聚氯乙烯树脂：天津大沽DG-800(乙烯法，黏数88.7mL/g,热稳定时间,黏数87-95，静态热稳定时间(165℃)为8.6min)；东曹TG-800(乙烯法,黏数90.2mL/g,静态热稳定时间(165℃)为9.2min)；东曹TG-700(乙烯法，黏数77.6mL/g,静态热稳定时间(165℃)9.8min,黏数73-86)；乌海化工SG-5(电石法，黏数113.8mL/g,静态热稳定时间(165℃)为3.5min,黏数107-118)；
硫醇甲基锡：湖北犇星SW-988；硫醇丁基锡：美国皮姆斯化学T-395C；硫醇辛基锡：美国皮姆斯化学T-890C；马来酸酯辛基锡：北京正恒化工有限公司ZT-8288；马来酸酯丁基锡：北京正恒化工有限公司ZT-203、二月桂酸二正辛基锡：北京正恒化工有限公司ZT-812；镁铝锌复合稳定剂：广东森德利CZX-368B；季戊四醇铝和季戊四醇镧：康高特塑料科技有限公司。
增韧剂MBS：山东日科RK-852H、日本钟渊KANE ACE B-513；
增韧剂ACS：山东日科ACS-1602；增韧剂(丙烯酸酯共聚物)：日科HL-CA81；
加工改性剂：山东瑞丰ACR LP-20，日本三菱P-551A；
己二酸双(十八烷醇酯)：德国意慕利LOXIOL G60；硬脂醇：泰国TFA ThaiOL 1898；硬脂酸十八烷醇酯：德国Emery LOXIOL G32；单硬脂酸甘油酯：日本理研化学RIKEMAL AS-105；氧化聚乙烯均聚物：美国Honeywell AC-316A；已二酸－硬脂酸季戊四醇酯：杭州油脂HG-70S；已二酸－油酸季戊四醇酯：德国意慕利LOXIOL G71；
乙撑双硬脂酸酰胺：日本花王KAOWAX EB-FF；乙撑双油酸酰胺：江西威科油脂化学有限公司WK1766；羟乙基乙撑双硬脂酰胺：江西威科油脂化学有限公司WK2012；乙撑双-12-羟基硬脂酰胺：江西威科油脂化学有限公司WK1228
实施例1
制备一种透明PVC-U电工套管，其配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂DG-800 100份，硫醇甲基锡SW-988 1.8份，内润滑剂LOXIOL GH41.0份，外润滑剂(已二酸－硬脂酸季戊四醇酯)0.8份，加工改性剂ACR LP-20 0.8份，增韧剂(MBS)4.5份，色料0.557份，抗氧剂0，光稳定剂UV-P 0.15份。
制备一种透明PVC-U电工套管的具体包括如下步骤：
(1)按照色料中各原料的质量份数的比例，将0.005份的群青5008、0.002份的增白剂OB-1(荧光增白剂393)、0.05份的分散剂乙撑双硬脂酸酰胺(KAOWAX EB-FF)和0.5份PVC树脂投入小型高速混合机中，进行混合，待温度升至55℃时，放料，制得色料，备用。
(2)按上述比例将聚氯乙烯树脂、热稳定剂和色料，投入高速混合机组(张家港亿利SRL-Z800/2500)的高混锅中，进行高速热混(搅拌速度为660rpm)，待混料温度升至60℃时再投内润滑剂、外润滑剂、加工改性剂、增韧剂、抗氧剂和光稳定剂，热混至120℃后转入冷混锅中，低速冷混(搅拌速度为51rpm)至温度55℃，出料得PVC-U混配料。
(3)将GY·305-20(305为型号，20为公称外径)的口模、芯棒上的脏物、锈迹、油脂等除净、打砂处理(粗糙度约4-10μm)后，先均匀涂覆一层聚四氟乙烯(PTFE)涂料的底漆(Teflon 850-321Gray)，经280℃烘箱，加热烘烤15min后取出，冷却至室温，再均匀涂覆一层聚四氟乙烯(PTFE)涂料的面漆(Teflon 851-214Green)，410℃烘箱烘烤30min后，冷却备用。模具的平直段改进，降低口模压力，并对模具采用特氟龙进行镀层处理，起自润滑效果，改善产品划伤问题，提高产品表观质量和透明度。
(4)将步骤3处理后的口模、芯棒装入相应的挤出机台，并将步骤2所得的PVC-U混配料加入挤出机中挤出成型为305-20的透明PVC-U电工套管。
实施例2
制备一种透明PVC-U电工套管，其配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂DG-800 100份，硫醇辛基锡T-890C 1.8份，内润滑剂(己二酸双(十八烷醇酯))0.8份，外润滑剂SPLASTOL P74S 0.5份，加工改性剂ACR LP-20 1.0份，增韧剂(MBS)4.0份，色料0.529份，抗氧剂1076 0.5份，光稳定剂UV-9 0.3份。
制备一种透明PVC-U电工套管的具体包括如下步骤：
(1)按照色料中各原料的质量份数的比例，将0.02份的群青5008、0.001份的增白剂FP-127(荧光增白剂378)、0.008份的分散剂乙撑双油酸酰胺(WK1766)和0.5份PVC树脂投入小型高速混合机中，进行混合，待温度升至55℃时，放料，制得色料，备用。
(2)将GY·305-20(305为型号，20为公称外径)的口模、芯棒上的脏物、锈迹、油脂等除净、打砂处理(粗糙度约4-10μm)后，先均匀涂覆一层聚四氟乙烯(PTFE)涂料的底漆(Teflon 850-305Black)，经250℃烘箱，加热烘烤20min后取出，冷却至室温，再均匀涂覆一层聚四氟乙烯(PTFE)涂料的面漆(Teflon 851-255High-build Black)，400℃烘箱烘烤35min后，冷却备用。
(3)本实施例制备PVC-U混配料和透明PVC-U电工套管的方法与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3
制备一种透明PVC-U电工套管，其配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂TG-800 100份，马来酸酯辛基锡ZT-8288 1.2份，季戊四醇镧0.5，内润滑剂(单硬脂酸甘油酯)0.6份，外润滑剂(氧化聚乙烯均聚物)AC-316A 0.2份，外润滑剂(已二酸－油酸季戊四醇酯)0.3份；加工改性剂ACR LP-20 1.2份，增韧剂(ACS)3.0份；色料0.648份，抗氧剂1010 0.4份，光稳定剂UV-24 0.5份。
制备一种透明PVC-U电工套管的具体包括如下步骤：
(1)按照色料中各原料的质量份数的比例，将0.008份的酞菁蓝、0.04份的增白剂UVITEX OB(荧光增白剂184)、0.1份的分散剂乙撑双硬脂酸酰胺(KAOWAX EB-FF)和0.5份PVC树脂投入小型高速混合机中，进行混合，待温度升至55℃时，放料，制得色料，备用。
(2)将GY·305-20(305为型号，20为公称外径)的口模、芯棒上的脏物、锈迹、油脂等除净、打砂处理(粗糙度约4-10μm)后，先均匀涂覆一层四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)涂料的底漆(Teflon 959-203Black)，经345℃烘箱，加热烘烤15min后取出，冷却至室温，再均匀涂覆一层四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)涂料的面漆(Teflon 856-200Clear)，380℃烘箱烘烤40min后，冷却备用。
(3)本实施例制备PVC-U混配料和透明PVC-U电工套管的方法与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
制备一种透明PVC-U电工套管，其配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂TG-800 100份，镁铝锌复合稳定剂CZX-368B 2.0份，内润滑剂(硬脂醇)1.1份，外润滑剂(已二酸－硬脂酸季戊四醇酯)0.7份，加工改性剂P-551A 2.0份，增韧剂(MBS)4.0份，增韧剂(ACS)2.0份；色料0.525份，抗氧剂168 0.7份，光稳定剂-770 0.3份。
制备一种透明PVC-U电工套管的具体包括如下步骤：
(1)按照色料中各原料的质量份数的比例，将0.005份的群青5008、0.015份的增白剂EBF(荧光增白剂185)、0.005份的分散剂羟乙基乙撑双硬脂酰胺(WK2012)和0.5份PVC树脂投入小型高速混合机中，进行混合，待温度升至55℃时，放料，制得色料，备用。
(2)将GY·305-20(305为型号，20为公称外径)的口模、芯棒上的脏物、锈迹、油脂等除净、打砂处理(粗糙度约4-10μm)后，先均匀涂覆一层四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)涂料的底漆(Teflon 959-203Black)，经350℃烘箱，加热烘烤15min后取出，冷却至室温，再均匀涂覆一层四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)涂料的面漆(Teflon 856-203Black)，400℃烘箱烘烤30min后，冷却备用。
(3)本实施例制备PVC-U混配料和透明PVC-U电工套管的方法与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例1
对比例1采用电石法、黏数为107～118mL/g的聚氯乙烯树脂SG-5。
配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂SG-5 100份，二月桂酸二正辛基锡ZT-812 2.5份，季戊四醇铝0.4份，内润滑剂(己二酸双(十八烷醇酯))0.2份，内润滑剂(硬脂酸十八烷醇酯)0.7份，外润滑剂(已二酸－硬脂酸季戊四醇酯)0.5份，加工改性剂P-551A 0.5份，增韧剂(丙烯酸酯共聚物)HL-CA81 8.0份，色料0.578份，抗氧剂618 0.5份，UV-5411 0.1份；UV-9 0.2份。
制备方法包括如下步骤：
(1)按照色料中各原料的质量份数的比例，将0.008份的群青5008、0.02份的增白剂OB-1(荧光增白剂393)、0.05份的分散剂乙撑双-12-羟基硬脂酰胺(WK1228)和0.5份PVC树脂投入小型高速混合机中，进行混合，待温度升至55℃时，放料，制得色料，备用。
(2)将GY·305-20(305为型号，20为公称外径)的口模、芯棒上的赃物、锈迹、油脂等除净、打砂处理(粗糙度约4-10μm)后，先均匀涂覆一层过氟烷基化物(PFA)涂料的底漆(Teflon 959-503Silver)，经400℃烘箱，加热烘烤15min后取出，冷却至室温，再均匀涂覆一层过氟烷基化物(PFA)涂料的面漆(Teflon 857-110Clear)，426℃烘箱烘烤30min后，冷却备用。
(3)其余步骤与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
对比例2的原料配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂SG-5 100份,钙锌稳定剂(志海6800P)3.5份，外润滑剂(费托蜡LA-W60)1.1份，内润滑剂(硬脂酸钙)0.6份，加工助剂HPA-40 0.8份，增韧剂CPE-135A 5.0份。
制备方法包括如下步骤：
(1)按上述比例将聚氯乙烯树脂、热稳定剂、内润滑剂、外润滑、加工改性剂、增韧剂投入高速混合机组(张家港亿利SRL-Z800/2500)的高混锅中，热混至120℃后转入冷混锅中，低速冷混(搅拌速度为51rpm)至温度55℃，出料得PVC-U混配料。
(2)将步骤1所得的PVC-U混配料加入挤出机中挤出成型为305-20的PVC-U电工套管；
对比例3
原料配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂DG-800 100份，硫醇辛基锡T-890C 1.8份，内润滑剂(己二酸双(十八烷醇酯))0.8份，外润滑剂(费托蜡LA-W60)0.5份，加工改性剂ACR LP-20 1.0份，增韧剂(MBS)4.0份，色料0.529份，抗氧剂1076 0.5份，光稳定剂UV-9 0.3份。
制备PVC-U电工套管的方法具体包括如下步骤：
(1)本对比例制备色料和PVC-U混配料、口模和芯棒的表面处理、PVC-U电工套管的挤出步骤均与实施例2相同，这里不再赘述。
对比例4
原料配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂TG-800 100份，马来酸酯辛基锡ZT-8288 1.2份，季戊四醇镧0.5，内润滑剂(单硬脂酸甘油酯)0.6份，外润滑剂(氧化聚乙烯均聚物)AC-316A 0.2，外润滑剂(已二酸－油酸季戊四醇酯)0.3份；加工改性剂ACR LP-20 1.2份，增韧剂(ACM-24)3.0份；色料0.648份，抗氧剂1010 0.4，光稳定剂UV-24 0.5。
制备PVC-U电工套管的方法具体包括如下步骤：
(1)本对比例制备色料和PVC-U混配料、口模和芯棒的表面处理、PVC-U电工套管的挤出步骤均与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例5
本对比例中PVC-U电工套管的制备方法采用未经过表面处理的口模和芯棒直接挤出进行比较。
原料配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂SG-8 100份，硫醇甲基锡SW-988 1.8份，内润滑剂LOXIOL GH4 1.0份，外润滑剂(已二酸－硬脂酸季戊四醇酯)0.8，加工改性剂ACR LP-20 0.8份，增韧剂(MBS)4.5份，色料0.557份，抗氧剂0，光稳定剂UV-P 0.15(注：各组分的配比与实施例1配方相同)。
制备一种PVC-U电工套管的具体包括如下步骤：
(1)本对比例制备色料和PVC-U混配料步骤与实施例1相同，这里不再赘述。
(2)口模、芯棒未经过表面处理，直接装入相应的挤出机台，并将上述所得的PVC-U混配料加入挤出机中挤出成型为305-20的PVC-U电工套管；
对比例6
本对比例PVC-U混配料的制备过程中，消黄剂、增白剂未预先制备成色料进行比较。
原料配方包括如下质量份的各组分：
聚氯乙烯树脂SG-8 100份，硫醇甲基锡SW-988 1.8份，内润滑剂LOXIOL GH4 1.0份，外润滑剂(已二酸－硬脂酸季戊四醇酯)0.8，加工改性剂ACR LP-20 0.8份，增韧剂(MBS)4.5份，群青5008 0.005份，增白剂OB-1(荧光增白剂393)0.002份，抗氧剂0，光稳定剂UV-P 0.15份。
制备一种PVC-U电工套管的具体包括如下步骤：
(1)按上述比例将聚氯乙烯树脂、热稳定剂、内润滑剂、外润滑剂、加工改性剂、增韧剂、消黄剂、增白剂、抗氧剂和光稳定剂，投入高速混合机组(张家港亿利SRL-Z800/2500)的高混锅中，进行高速热混(搅拌速度为660rpm)，热混至120℃后转入冷混锅中，低速冷混(搅拌速度为51rpm)至温度55℃，出料得PVC-U混配料。
(3)本对比例口模和芯棒的表面处理和电工套管的挤出步骤均与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例1～4和对比例1～6的原料组成如表1所示：
表1：
随机选取上述实施例和对比例中制备的305-20的PVC-U电工套管进行相关性能的测试，具体的测试结果如表2测试数据所示。
表2
由表2的测试结果的对比表明：
1)对比例2采用的PVC-U电工套管的原料配方和制备方法制备而成的电工套管，由于配方体系中基体树脂、稳定剂、润滑剂、加工助剂和增韧剂等均会影响透明度，即使不添加填料和颜料，所生产的管材依然不透明度。
2)对比例1未采用优选的PVC-U树脂，虽然生产出电工套管也会透明，但是存在少量未塑化的晶点、杂质等，影响了产品的透明度，透明度和表观质量与实施例1-4相比偏差。另外，挤出过程中挤出电流比实施例1-4均较大。
3)对比例3未采用优选的外润滑剂，外润滑剂与PVC树脂的相容性差，折光指数也不接近，导致生产出的电工套管的透明度很差。
4)对比例4未采用优选的增韧剂，制备而成电工套管的透明度也不理想。
5)对比例5中口模、芯棒未经过表面处理，挤出的熔融物料经过口模时，粘度较大，容易粘附到口模或芯棒表面上，导致所生产的电工套管存在划伤现象，影响管材的表观质量，且未经过表面处理的口模，其析出现象也相对严重。
6)对比例6中消黄剂、增白剂未预先制备成色料，制备成的PVC-U混配料上可观察到消黄剂等团聚现象，挤出的电工套管局部也观察到消黄剂未分散均匀产生的色点或色块，影响电工套管的表观质量。
综上所述，采用本发明优选实施例制备的电工套管，具有优异的表观质量，突出的透明度、抗冲击、阻燃、绝缘性能等优点。采用本发明的方案制备而成的PVC-U电工套管具有可视化好、可追溯性的特点，可代替普通的电工套管应用于家装中导线的保护和布置，有利于施工人员日常的布线及导线隐患排查等，方便用户实现工程质量自检。
下面对表2中所涉及的性能检测方法进行说明：
1、密度：根据GB/T 1033.1-2008(塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法)测定；
2、透光率和雾度：根据GB/T 2410-2008(透明塑料透光率和雾度的测定)测定；
3、其它性能根据JG 3050-1998(建筑用绝缘电工套管及配件)测定。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种透明PVC-U电工套管及其制备方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种透明PVC-U电工套管，其特征在于，所述透明PVC-U电工套管的原料按照质量份组成包括：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂1.0～5.0份，内润滑剂0.2～3.0份，外润滑剂0.1～1.5份，加工改性剂0.2～3.0份，增韧剂1～10份，色料0.511～0.680份，抗氧剂0～1.5份和光稳定剂0.1～0.8份；其中，
所述色料按照质量份组成为：0.5份聚氯乙烯树脂、0.005～0.03份消黄剂、0.001～0.05份荧光增白剂和0.005～0.1份分散剂；
所述聚氯乙烯树脂是通过乙烯法合成的聚氯乙烯树脂，黏数为73-95mL/g；
所述内润滑剂是脂肪醇、脂肪酸低级醇酯、脂肪酸高级醇酯、脂肪酸多元醇酯、饱和脂肪醇二羧酸酯中的一种或两种的混合物；
所述外润滑剂是氧化聚乙烯均聚物、多元醇脂肪酸复合酯、脂肪酸盐中的一种或多种的混合物；
所述增韧剂是甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯三元共聚物。
2.根据权利要求1所述的透明PVC-U电工套管，其特征在于：所述热稳定剂是镁铝锌复合稳定剂、硫醇甲基锡、硫醇丁基锡、硫醇辛基锡、马来酸酯辛基锡、马来酸酯丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、季戊四醇铝、季戊四醇镧的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的透明PVC-U电工套管，其特征在于：所述加工改性剂是丙烯酸酯型加工助剂。
4.根据权利要求1所述的透明PVC-U电工套管，其特征在于：所述消黄剂是群青、透明蓝、酞菁蓝、紫罗兰颜料中的一种；所述荧光增白剂是二(苯乙烯)联苯型、苯并噁唑型中的一种；所述分散剂是乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、乙撑双月桂酰胺、羟乙基乙撑双硬脂酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的透明PVC-U电工套管，其特征在于：所述抗氧剂是亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸4,4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯、亚磷酸三苯酯、二苯基-异辛基亚磷酸酯、亚磷酸苯二异辛酯中的一种或多种的混合物，含量为0.4～1.5份。
6.根据权利要求1所述的透明PVC-U电工套管，其特征在于：所述光稳定剂是2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、N，2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-叔辛基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2，2ˊ-二羟基-甲氧基二苯甲酮中、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2，4，6-三(2ˊ-羟基-4ˊ-正丁氧基苯基)(1，3，5-三嗪)的一种或多种的混合物。
7.一种权利要求1～6任一项所述透明PVC-U电工套管的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)根据所述色料的组成和配比，将组分混合均匀制备色料；
2)按照配比，将聚氯乙烯树脂、热稳定剂和色料进行热混，待热混温度升至50-80℃时，加入内润滑剂、外润滑剂、加工改性剂、增韧剂、抗氧剂和光稳定剂混合，待温度升至105-125℃时进行冷混，冷混直至冷混温度降至45-65℃，放料，获得PVC-U混配料；
3)将口模、芯棒采用不粘涂料进行涂覆处理；
4)将步骤3)处理后的口模、芯棒装入挤出机台，并将PVC-U混配料加入该挤出机中，在140-190℃下挤出成型为透明PVC-U电工套管。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述热混的搅拌速度为500-1000rpm，所述冷混的搅拌速度为50-100rpm。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述不粘涂料包括聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、过氟烷基化物中的一种。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述不粘涂料包括底漆和面漆，将所述口模、芯棒打砂处理后，先涂覆一层底漆，经230-430℃烘烤10-30min后取出，冷却至室温，再涂上一层面漆，于300-430℃烘烤15-30min后，冷却备用。
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