CN114316464A - 一种聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于绝缘胶料技术领域，主要公开了一种聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料及其制备方法与应用，其中所述聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、改性聚氨酯10～25份、环保增塑剂55～65份、Elvaloy三元共聚物8～22份、三氧化二锑10～25份、钙锌稳定剂6～10份、润滑剂0.1～1份。本发明的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，通过控制各组分的种类以及用量比例，制备得到的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料具有优越的机械性能和耐温耐油性能，能够同时满足‑40～105℃耐温性能、60℃的耐油性能、2000万次的耐弯折性能以及VW‑1燃烧性能。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘胶料技术领域，特别是涉及一种聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料及其制备方法与应用。
背景技术
工业拖链线是一种复合线缆，可防止电线在设备单元来回移动时，发生纠缠、磨损、拉脱、挂和散乱，对电线形成保护,并且电缆还能随拖链实现来回移动。为适应跟随拖链进行来回移动，此种线材通常要求线材护套具备高柔性和良好的耐磨性能。市场上的工业拖链线PVC护套料通常满足200万次的耐弯折次数和-40℃～80℃的耐温等级，或满足200万次的耐弯折次数和-20℃～105℃的耐温等级。但是由于人类的使用场景愈加复杂，现有工业拖链线PVC护套料的机械性能和耐温性能已经不能满足需求，如何提供一种新护套胶料，具有更好的机械性能和耐温耐油性能，则是本领域研发人员需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明目的是提供一种聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，能够同时满足耐弯折次数达到2000万次、耐温等级为-40℃～105℃、UL60℃的耐油性能。
本发明的另一目的是提供上述聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料在电线电缆领域的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、改性聚氨酯10～25份、环保增塑剂55～65份、Elvaloy三元共聚物8～22份、三氧化二锑10～25份、钙锌稳定剂6～10份、润滑剂0.1～1份。
进一步的，所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、改性聚氨酯15份、环保增塑剂60份、Elvaloy三元共聚物15份、三氧化二锑10份、钙锌稳定剂10份、润滑剂1份。
进一步的，所述环保增塑剂为偏苯三酸三辛/癸酯。
进一步的，所述改性聚氨酯为路博润的Estane 58213TPU。
进一步的，所述聚氯乙烯树脂优选为SG0型聚氯乙烯树脂。
进一步的，所述Elvaloy三元共聚物为Elvaloy HP4051。
进一步的，所述润滑剂可采用常规润滑剂，如聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸等中至少一种，优选采用聚乙烯蜡。
进一步的，所述钙锌稳定剂可采用常规市售的钙锌稳定剂，如可采用惠州市智晟高分子材料有限公司提供的WD-105型钙锌稳定剂。
本发明还提供上述聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料的制备方法，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混合，将混合物投入密炼机进行密炼；
S200、当密炼温度分别达到90±5℃、130±5℃时，打开密炼机扫锅处理；
S300、当密炼温度达到165±5℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料。
本发明提供的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料能够同时满足-40～105℃耐温性能、60℃的耐油性能、2000万次的耐弯折性能以及VW-1燃烧性能，机械性能和耐温耐油性能优越，能够适用于各种严苛环境，因此在电线电缆领域有良好的应用前景。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明提供的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、改性聚氨酯10～25份、环保增塑剂55～65份、Elvaloy三元共聚物8～22份、三氧化二锑10～25份、钙锌稳定剂6～10份、润滑剂0.1～1份。本发明的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，通过添加改性聚氨酯、Elvaloy三元共聚物、环保增塑剂及三氧化二锑，控制各组分的种类以及用量比例，使各组分能够协同增效，制备得到的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料具有优越的机械性能和耐温耐油性能，能够同时满足-40～105℃耐温性能、60℃的耐油性能、2000万次的耐弯折性能以及VW-1燃烧性能，作为电缆护套胶料使用，能够显著增加电缆的机械性能，延长电缆的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。如无特别说明，本发明中所有原料和试剂均为市购常规的原料、试剂。实施例中各组分的用量以质量体积份计，g、mL。其中偏苯三酸三辛/癸酯市购于波林香港有限公司生产的型号为DIPLAST TM 8-10/ST的偏苯三酸三辛/癸酯；钙锌稳定剂购于惠州市智晟高分子材料有限公司生产的WD-105型钙锌稳定剂/
实施例1～2及对比例1～7的配方，按质量份计，如表1。
表1实施例及对比例的成分表
实施例1护套胶料的制备方法，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混合，将混合物投入密炼机进行密炼；
S200、当密炼温度分别达到90℃、130℃时，打开密炼机扫锅处理；
S300、当密炼温度达到16℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料。
实施例1～2及对比例1～7的护套胶料的制备方法同实施例1.
对实施例1～2及对比例1～7的护套胶料进行机械性能、耐温性能以及CMP-UL燃烧性能测试，具体结果见表2及表3。
表2实施例及对比例的性能测试结果
表3实施例及对比例的性能测试结果
由对比例1和实施例1测试结果对比可以看出，在相同的用量下，环保增塑剂采用偏苯三酸三辛酯时，护套胶料在136℃×168h的老化测试及60℃的耐油性能测试不能通过，显然的偏苯三酸三辛/癸酯的耐高温效果优于偏苯三酸三辛酯，可能由于偏苯三酸三辛/癸酯的空间位阻大，在高温环境下不容易析出，即偏苯三酸三辛酯需要添加更多的剂量才能达到相同的耐温性能，但是在本发明的配方体系中偏苯三酸三辛酯的使用量大时又会影响其他的物理性能，如耐冷耐油耐弯折不能通过等，因此本发明的环保增塑剂不采用偏苯三酸三辛酯。
由实施例1、对比例2、对比例3的测试结果对比可以看出，环保增塑剂偏苯三酸三辛/癸酯的份量达到70份时，降低了体系力学性能，60℃耐油测试结果有裂痕；而环保增塑剂份量为50份时，胶料硬度偏高，-40℃冷弯不合格，且耐弯折次数较低，因此本发明配方体系的环保增塑剂的添加量应该保持在适当的范围内，比如添加量为55质量份、58质量份、60质量份、62质量份、65质量份。
由实施例1、对比例4和对比例5测试结果对比可以看出，Elvaloy三元共聚物的份量增加至25份时，60℃耐油性能发生下滑；当份量降低至5份时，-40℃冷弯性能不合格，因此本发明配方体系中的Elvaloy三元共聚物的添加量应该保持在适当的范围内，比如添加10质量份、15质量份、20质量份。
由实例1、实施例2、对比例6测试结果对比可以看出，当改性聚氨酯的当份量减少至5份时，耐弯折性能明显较差，并不能满足2000万次折弯测试，因此改性聚氨酯需要添加到足够的量；同时改性聚氨酯虽然能提升耐弯折性能，但添加过多会并不会使性能呈直线提升，份量达到25份时，耐弯折次数已无明显提升，为了节约用料成本，因此在本发明的较佳实施例1中改性聚氨酯的添加量优选为10～25质量份，最佳采用15质量份。
由实施例1与对比例7测试结果对比可以看出，本发明配方体系中的SG0聚氯乙烯树脂替换成SG1聚氯乙烯树脂时，抗张强度性能测试不能通过，其余性能均比SG0树脂较差。这是由于SG1树脂聚合度和相对分子量较低，宏观表现为拉伸强度较低，造成配方体系拉伸强度下降。
同时经过测试，本发明的实施例1和实施例2制备得到的护套胶料均能通过VW-1的燃烧等级测试。
进一步的，本发明的配方体系下，可以采用一锅法制备护套胶料，无需将原料分多次加入密炼机中进行密炼，如此减少了制备工序，提高了生产效率。
根据以上对比可知，本发明的配方体系在选用了特定的组分种类和用量比例之后，制备得到的护套胶料除了有拉伸强度高和断裂伸长率高的特性外，还具有-40℃～105℃的耐温等级、VW-1的燃烧等级，同时满足拖链线2000万次和UL 60℃的耐油性能的耐弯折要求。
实施例3
所述聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：SG0型聚氯乙烯树脂100份、环保增塑剂65份、Elvaloy三元共聚物20份、三氧化二锑20份、改性聚氨酯10份、高效环保钙锌稳定剂9份、润滑剂0.5份。
其制备方法的步骤同实施例1，经过测试实施例3的护套胶料的物理性能测试结果与实施例1相似。
实施例4
所述聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，按质量份计，包括以下组分：SG0型聚氯乙烯树脂100份、环保增塑剂55份、Elvaloy三元共聚物10份、三氧化二锑15份、改性聚氨酯25份、高效环保钙锌稳定剂7份、润滑剂0.8份。其制备方法的步骤同实施例1，经过测试实施例3的护套胶料的物理性能测试结果与实施例1相似。
上述实施例为本发明探索的最优实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、改性聚氨酯10～25份、环保增塑剂55～65份、Elvaloy三元共聚物8～22份、三氧化二锑10～25份、钙锌稳定剂6～10份、润滑剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，按质量份计，包括以下组分：聚氯乙烯树脂100份、改性聚氨酯15份、环保增塑剂60份、Elvaloy三元共聚物15份、三氧化二锑10份、钙锌稳定剂10份、润滑剂1份。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述环保增塑剂为偏苯三酸三辛/癸酯。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述改性聚氨酯为Estane 58213TPU。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂优选为SG0型聚氯乙烯树脂。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料，其特征在于，所述Elvaloy三元共聚物为Elvaloy HP4051。
7.根据权利要求1～6任一项所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料的制备方法，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混合，将混合物投入密炼机进行密炼；
S200、当密炼温度分别达到90±5℃、130±5℃时，打开密炼机扫锅处理；
S300、当密炼温度达到165±5℃时，将共混得到的混合物输送到双螺杆机押出造粒，得到聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料。
8.根据权利要求1～6任一项所述的聚氨酯改性聚氯乙烯阻燃护套胶料在电缆电线领域的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220412 |