CN113292801A - 一种耐寒性电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种耐寒性电缆料及其制备方法。包括以下重量份数的原料：PVC树脂80～90份；增塑剂30～50份；热稳定剂5～10份；润滑剂3～10份；改性填料20～30份；其它助剂5～10份；颜料1～5份。本发明的目的是提供一种耐寒性电缆料，具有很好的耐寒性，即耐低温性能，防气候老化性能，电绝缘性与力学性能好，加工流动性强，挥发性小、阻燃性强。

Description

一种耐寒性电缆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种耐寒性电缆料及其制备方法。

背景技术

电力是现代经济社会生活中必不可缺少的能源，与人类的日常生活息息相关，通常从发电厂到普通用户家中需要长距离的电力运输。电力运输中会经过各种环境，高温或者严寒环境都会影响电力运输的成本和电力损耗，为满足人民的用电需求和解决偏远地区电力对经济的制约，向高温或者高寒地区输送电力是电力运输的必然需求。高纬度地区冬季气温会低于-40℃，普通输电线缆不能满足极寒情况下的输电需求，不仅电缆线损严重，而且电缆外皮易碎，会造成漏电的危险。此外，如何降低输电成本，有效利用现有线路走廊输电是电力运行部门需要考虑的事情。

现有电缆保护套多以PE、PVC、橡胶材料为主，辅助以功能材料，具有耐高温、机械性能好、耐老化、耐燃、绝缘性能好等特点；然而，很少有性能良好的耐寒电缆材料，研究发明一种各种性能良好且耐寒的电缆材料十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐寒性电缆料，具有很好的耐寒性，即耐低温性能，防气候老化性能，电绝缘性与力学性能好，加工流动性强，挥发性小、阻燃性强。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐寒性电缆料，包括以下重量份数的原料：

所述PVC树脂的平均聚合度为1000、1300、2500中的一种或多种；熔体流动速率范围为0.5～11.9g/10min,5kg,175℃；

不同聚合度PVC树脂性能对比：

PVC树脂的平均聚合度越大，电绝缘性与力学性能越好，但加工流动性较差，进一步优选方案，PVC树脂的平均聚合度为1300，熔体流动速率为3.3g/10min,5kg,175℃。

所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯、环氧酯类、聚酯中的一种或多种；增塑剂与树脂的溶度参数差为小于3.7MPa^1/2；

增塑剂可为主增塑剂和辅助增塑剂的混合，主增塑剂可为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁苄酯中的一种或者多种；辅助增塑剂可为壬二酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸辛酯、三癸二甲酸二辛酯、乙二酸二辛酯、聚酯中的一种或者多种；

进一步优选方案，辅助增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯的一种或混合。

所述热稳定剂为铅盐、钡盐中的一种或多种。

所述铅盐为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅中的一种或多种；所述钡盐为硬脂酸钡。

所述润滑剂为复合润滑剂，为高分子复合酯、聚乙烯石蜡中的一种或多种。

所述改性填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、煅烧陶土、石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、二硫化钼、三氧化二锑中的一种或多种，所述改性填料粒径小于1μm；

进一步优选方案，所述改性填料为2500目的活化轻质碳酸钙和2500目的活化重质碳酸钙混合；

进一步优选方案，所述改性填料为轻质碳酸钙和煅烧陶土混合。

所述其它助剂为偶联剂、硬脂酸；

进一步优选方案，偶联剂为钛酸酯、硅烷、铝酸酯中的一种或多种。

所述颜料可为炭黑。

所述的耐寒性电缆料，制备方法包括以下步骤：

①将重量份数的PVC树脂、增塑剂加入高混机中，高速混合搅拌，再依次加入重量份数的热稳定剂、润滑剂、改性填料、其它助剂、颜料，继续高速混合搅拌，持续搅拌1～2h，得到混合料；

②将混合均匀后的混合料加入到双螺旋挤出机中，调节温度和压力，进行挤出电缆形状；

③将电缆进行压力测试、电阻测试、高低温冲击性测试、老化测试、拉力测试，合格后的材料即为所述耐寒电缆料。

本发明的优点：

1、PVC树脂(polyvinylchloride)，即聚氯乙烯树脂，由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物。PVC树脂的平均聚合度越大，电绝缘性与力学性能越好，但加工流动性较差，而本发明优选PVC树脂的平均聚合度为1300，熔体流动速率为3.3g/10min,5kg,175℃，电绝缘性与力学性能好，加工流动性强。

2、增塑剂：增塑剂可与聚合物相容的低发性有机物，可降低塑料的熔体粘度、玻璃化温度和弹性模量而增大流动性和热塑性。本发明将增塑剂分为主增塑剂和辅助增塑剂，单使用主增塑剂或者辅助增塑剂，不能得到一些特殊性能，如耐寒性，本发明是主增塑剂和辅助增塑剂配合使用，使得到的电缆料具有很好的耐寒性；增塑剂与树脂的溶度参数差为小于3.7MPa^1/2，使得增塑剂与树脂可以很好的相容。本发明使用的增塑剂，与树脂有很好的相容性、耐寒性好、耐热性好、挥发性小、电绝缘性优良、阻燃性强。

3、热稳定剂：PVC的热稳定性差，易发生脱出HCl反应，脱出的HCl催化加速降解链反应，生成不饱和共轭多烯，导致电缆变色、变硬、烧焦。本发明加入的热稳定剂，可阻止或延缓PVC的受热分解，同时具有优良的电性能，也能吸收紫外线，防止PVC受光老化。

4、润滑剂：本发明选用的润滑剂，可缓解聚合物分子间的内摩擦力以及聚合物与加工机械表面的外摩擦力。

5、改性填料：本发明选用的改性填料粒径小、表面积大，可以提高填充PVC的冲击强度，同时保持电缆料的表面光滑度。

6、其它助剂，本发明选用偶联剂和硬脂酸，偶联剂增加聚合物与改性填料界面结合力的物质，烷氧基能与填料表面的羟基反应而在其表面形成疏水的单分层；硬脂酸包裹填料，改变了填料的性能。加入的偶联剂和硬脂酸，提高改性填料与PVC之间的亲和力，对改性填料表面处理。

7、本发明的耐寒性电缆料，具有很好的耐寒性，即耐低温性能，防气候老化性能，电绝缘性与力学性能好，加工流动性强，挥发性小、阻燃性强。

具体实施方式

下面对本发明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

一种耐寒性电缆料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂80份，增塑剂30份，热稳定剂5份，润滑剂3份，改性填料20份，其它助剂5份，颜料1份；

增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和对苯二甲酸二辛酯混合；热稳定剂为三盐基性硫酸铅；润滑剂为为高分子复合酯；改性填料为2500目的活化轻质碳酸钙和2500目的活化重质碳酸钙混合；其它助剂为偶联剂、硬脂酸，偶联剂为钛酸酯；颜料为炭黑。

所述的耐寒性电缆料，制备方法包括以下步骤：

①将重量份数的PVC树脂、增塑剂加入高混机中，高速混合搅拌，再依次加入重量份数的热稳定剂、润滑剂、改性填料、其它助剂、颜料，继续高速混合搅拌，持续搅拌1h，得到混合料；

②将混合均匀后的混合料加入到双螺旋挤出机中，调节温度和压力，进行挤出电缆形状；

③将电缆进行压力测试、电阻测试、高低温冲击性测试、老化测试、拉力测试，合格后的材料即为所述耐寒电缆料。

实施例2

一种耐寒性电缆料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂90份，增塑剂50份，热稳定剂10份，润滑剂10份，改性填料30份，其它助剂10份，颜料5份；

增塑剂可为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯的混合；热稳定剂为三盐基性硫酸铅、硬脂酸钡的混合；润滑剂为高分子复合酯、聚乙烯石蜡的混合；改性填料为轻质碳酸钙和煅烧陶土混合；其它助剂为偶联剂、硬脂酸，偶联剂为钛酸酯、硅烷的混合；颜料为炭黑。

耐寒性电缆料制备方法同实施例1。

实施例3

一种耐寒性电缆料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂85份，增塑剂40份，热稳定剂7份，润滑剂6份，改性填料25份，其它助剂8份，颜料3份；

增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁苄酯、对苯二甲酸二辛酯的混合；热稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅的混合；润滑剂为聚乙烯石蜡；改性填料为轻质碳酸钙和煅烧陶土混合；其它助剂为偶联剂、硬脂酸，偶联剂为铝酸酯；颜料为炭黑。

耐寒性电缆料制备方法同实施例1。

实施例4

一种耐寒性电缆料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂88份，增塑剂41份，热稳定剂8份，润滑剂8份，改性填料28份，其它助剂7份，颜料4份；

增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯的混合；热稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钡的混合；润滑剂聚乙烯石蜡；改性填料为2500目的活化轻质碳酸钙和2500目的活化重质碳酸钙混合；其它助剂为偶联剂、硬脂酸，偶联剂为钛酸酯、硅烷、铝酸酯的混合；颜料为炭黑。

耐寒性电缆料制备方法同实施例1。

实施1-4与市场购得PVC电缆料为对比例的耐低温测试：

通过对比，本发明的电缆料具有很好的耐低温性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耐寒性电缆料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

2.根据权利要求1所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述PVC树脂的平均聚合度为1000、1300、2500中的一种或多种；熔体流动速率范围为0.5～11.9g/10min,5kg,175℃。

3.根据权利要求1所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯、环氧酯类、聚酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1或3所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述增塑剂与树脂的溶度参数差为小于3.7MPa^1/2。

5.根据权利要求1所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述热稳定剂为铅盐、钡盐中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述铅盐为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅中的一种或多种；所述钡盐为硬脂酸钡。

7.根据权利要求1所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述润滑剂为复合润滑剂，为高分子复合酯、聚乙烯石蜡中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述改性填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、煅烧陶土、石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、二硫化钼、三氧化二锑中的一种或多种，所述改性填料粒径小于1μm。

9.根据权利要求1所述的耐寒性电缆料，其特征在于：所述其它助剂为偶联剂、硬脂酸。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的耐寒性电缆料，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

①将重量份数的PVC树脂、增塑剂加入高混机中，高速混合搅拌，再依次加入重量份数的热稳定剂、润滑剂、改性填料、其它助剂、颜料，继续高速混合搅拌，持续搅拌1～2h，得到混合料；

②将混合均匀后的混合料加入到双螺旋挤出机中，调节温度和压力，进行挤出电缆形状；

③将电缆进行压力测试、电阻测试、高低温冲击性测试、老化测试、拉力测试，合格后的材料即为所述耐寒电缆料。