CN117777618A - 一种环保型抗紫外线的pvc电缆护套料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，属于电缆护套技术领域，包括以下重量份原料：PVC树脂100份、支化型生物基增塑剂35‑45份、复合稳定剂3‑5份、改性TiO26‑8份、无机填料15‑20份、润滑剂5份；本发明还公开了上述环保型抗紫外线的PVC电缆护套料的制备方法，将上述原料混合后熔融挤出，即可得到环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，本发明在PVC树脂中引入支化型生物基增塑剂和改性TiO2，避免了小分子增塑剂和紫外线吸收剂的使用，有效防止了增塑剂以及紫外线吸收剂的析出，减少对环境和人体的危害，且有效改善了PVC树脂的力学性能、抗紫外线的性能以及阻燃性能。
Description
技术领域
本发明属于电缆护套技术领域，具体涉及一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)具有优异的力学性能、耐化学腐蚀性、电气绝缘性和难燃性以及价格低廉，被制备成电缆护套遭到广泛使用，而电缆护套作为电缆的最外层材料，对电缆的综合性能影响最大，不仅要求其具有良好的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，还要求其满足环保要求且具有良好的耐老化性能。
目前PVC护套料制备过程中需要加入较多的小分子增塑剂，如邻苯二甲酸酯类增塑剂，虽然增塑效率高，但是这类增塑剂容易在PVC电缆护套中产生迁移，比如：被溶剂抽出和受热挥发，造成环境污染和损害人体健康，且目前为了改善PVC护套料的耐光性，通常在PVC基体中加入小分子紫外光吸收剂，这些有机小分子紫外线吸收剂通过存在迁移析出造成污染的现象，此外，过多有机物的引入会使增加PVC复合材料的易燃性，限制其在电缆护套上的应用，因此，有利于提供一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料及其制备方法，解决现有PVC电缆护套料中增塑剂以及紫外线吸收剂易迁移、析出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，包括以下重量份原料：
PVC树脂100份、支化型生物基增塑剂35-45份、复合稳定剂3-5份、改性TiO2 6-8份、无机填料15-20份、润滑剂5份。
该环保型抗紫外线的PVC电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
按比例称量PVC树脂、支化型生物基增塑剂、复合稳定剂、改性TiO2、无机填料和润滑剂，置于高速混合机中，温度95-105℃，搅拌5-10min后转移至双螺杆挤出机中，主机转速80-100r/min，温度140-160℃挤出造粒，得到环保型抗紫外线的PVC电缆护套料。
进一步地，支化型生物基增塑剂通过以下步骤制成：
S1、将接枝蓖麻油和对甲苯磺酸置于烧瓶中，升温至140℃加入2,2-二羟甲基丙酸，通入氮气并在氮气保护下，搅拌反应3h，停止通氮气，抽真空，继续反应1.5h，冷却至室温，得到支化型多元醇；
S2、将异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡和丙酮加入烧瓶中，搅拌下滴加环氧丙醇，滴加完毕后，45℃下反应4h后升温至60℃，滴加支化型多元醇的丙酮溶液，滴加完毕后，补加二月桂酸二丁基锡，保温反应5h，之后旋蒸去除丙酮，得到支化型生物基增塑剂。
以接枝蓖麻油和二羟甲基丙酸为反应单体，对甲苯磺酸为催化剂，通过酯化反应得到超支化聚酯多元醇，即所述支化型多元醇，其中接枝蓖麻油为分子链上携带苯并唑类化合物的蓖麻油，之后对支化型多元醇进行端基改性，得到端环氧基的支化型生物基增塑剂。
其中，S1中接枝蓖麻油、对甲苯磺酸和2,2-二羟甲基丙酸的质量比为43.3-44：0.18：14.5，S2中异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、环氧丙醇和支化型多元醇的用量比为24g：0.1mL：8g：30.9-31.6g，两次二月桂酸二丁基锡加入量体积比为1：1。
进一步地，接枝蓖麻油通过以下步骤制成：
将蓖麻油、巯基苯并唑类化合物、安息香双甲醚和丙酮置于烧瓶中，温度0℃紫外光照射下，氮气氛围中搅拌反应48h，旋蒸去除丙酮即可，控制蓖麻油中双键和巯基苯并唑类化合物中巯基摩尔比为1：1，安息香双甲醚用量为蓖麻油和巯基苯并唑类化合物质量和的1％。
进一步地，巯基苯并唑类化合物为2-巯基苯并恶唑、2-巯基苯并咪唑和2-巯基苯并噻唑中的一种或几种。
进一步地，改性TiO2通过以下步骤制成：
将TiO2粉末置于乙醇溶液中，超声分散后加入氮磷硅基偶联剂，50-60℃下搅拌反应8-12h，之后过滤，滤饼烘干，得到改性TiO2，TiO2粉末、乙醇溶液和氮磷硅基偶联剂的用量比为4g：20mL：0.8-1.1g，乙醇溶液质量分数为40-60％。
进一步地，氮磷硅基偶联剂通过以下步骤制成：
将氯磷酸二苯酯和THF加入烧瓶中，冰水浴搅拌下滴加三乙胺的THF溶液，滴加完毕后，滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷的THF溶液，滴加完毕后，搅拌反应5-6h，过滤，滤液减压蒸馏去除THF即可，氯磷酸二苯酯、三乙胺和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：1：1，以三乙胺为缚酸剂，使氯磷酸二苯酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷发生消去HCl反应，得到氮磷硅基偶联剂。
进一步地，复合稳定剂为钙锌稳定剂，型号为CZX-683，购买于森德利环保新材料科技公司。
进一步地，润滑剂包括硬脂酸、单硬脂酸甘油酯和PE蜡中的至少一种。
进一步地，无机填料为活性碳酸钙，型号为XM303，购买于上海雪美精细化工厂。
本发明的有益效果：
为了解决现有PVC电缆护套料中增塑剂以及紫外线吸收剂易迁移、析出的问题，本发明提供一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，在PVC树脂中引入支化型生物基增塑剂和改性TiO2，避免了小分子增塑剂和紫外线吸收剂的使用，有效防止了增塑剂以及紫外线吸收剂的析出，减少对环境和人体的危害，且有效改善了PVC树脂的力学性能、抗紫外线的性能以及阻燃性能；
本发明支化型生物基增塑剂是以植物油(蓖麻油)为原料获得，原料来源丰富，分子量大，不易迁移和析出，分子链上的烷基长链能够增加PVC材料的自由体积，提高PVC制品的延展性，分子链上的酯基、环氧基等基团，能够通过范德华力或氢键与PVC树脂的极性部分(C-Cl)相互作用，提高增塑剂与PVC树脂之间的相容性，这些增容基团和长链存在的协同作用，赋予增塑剂优异的增塑性能，此外，该增塑剂分子链含有众多的苯并唑结构，一方面通过吸收紫外线赋予PVC制品良好的抗紫外性能，另一方面作为刚性芳香基团，促进了增塑剂与PVC共混体系熵的增加，赋予增加PVC制品的弹性，此外，该增塑剂具有高支化度，穿插至PVC分子链时，庞大的树状结构不仅可以增加PVC分子的自由体积赋予PVC制品良好的柔韧性，还使增塑剂与PVC分子链相互缠绕，从而减缓增塑剂的迁移，再者，该增塑剂的环氧基可以吸收PVC树脂因光热而分解的HCl，阻止聚合物链段上的连续催化分解，从而延长PVC制品的使用寿命。
本发明改性TiO2由氮磷硅基偶联剂和TiO2粉末通过偶联反应获得，在PVC树脂中具有良好的分散度，表面含有苯环，能够吸收紫外线，TiO2能够吸收和发散紫外线，能够有效提高PVC制品的抗紫外性能，均匀分散的TiO2还可以作为无机填料，在材料受到冲击应力时，能够有效吸收应力，增加冲击强度，此外，在复合材料燃烧时，TiO2能够包覆燃烧基体，形成阻隔炭质层，TiO2的低导热率能够有效减缓热量传递，降低燃烧速度，结合改性TiO2表面氮、磷、硅阻燃元素的存在，有效提高PVC制品的耐燃性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
支化型生物基增塑剂通过以下步骤制成：
S1、将43.3g接枝蓖麻油和0.18g对甲苯磺酸置于烧瓶中，升温至140℃加入14.5g2,2-二羟甲基丙酸，通入氮气并在氮气保护下，搅拌反应3h，停止通氮气，抽真空，继续反应1.5h，冷却至室温，得到支化型多元醇；
S2、将24g异佛尔酮二异氰酸酯、0.05mL二月桂酸二丁基锡和30mL丙酮加入烧瓶中，搅拌下滴加8g环氧丙醇，滴加完毕后，45℃下反应4h后升温至60℃，滴加由30.9g支化型多元醇和40mL丙酮组成的溶液，滴加完毕后，补加0.05mL二月桂酸二丁基锡，保温反应5h，之后旋蒸去除丙酮，得到支化型生物基增塑剂。
接枝蓖麻油通过以下步骤制成：
将9.33g蓖麻油、4.5g 2-巯基苯并咪唑、0.14g安息香双甲醚和20mL丙酮置于烧瓶中，温度0℃紫外光(365nm)照射下，氮气氛围中搅拌反应48h，旋蒸去除丙酮即可。
实施例2
支化型生物基增塑剂通过以下步骤制成：
S1、将44g接枝蓖麻油和0.18g对甲苯磺酸置于烧瓶中，升温至140℃加入14.5g 2,2-二羟甲基丙酸，通入氮气并在氮气保护下，搅拌反应3h，停止通氮气，抽真空，继续反应1.5h，冷却至室温，得到支化型多元醇；
S2、将24g异佛尔酮二异氰酸酯、0.05mL二月桂酸二丁基锡和30mL丙酮加入烧瓶中，搅拌下滴加8g环氧丙醇，滴加完毕后，45℃下反应4h后升温至60℃，滴加由31.6g支化型多元醇和40mL丙酮组成的溶液，滴加完毕后，补加0.05mL二月桂酸二丁基锡，保温反应5h，之后旋蒸去除丙酮，得到支化型生物基增塑剂。
接枝蓖麻油通过以下步骤制成：
将9.33g蓖麻油、5.0g 2-巯基苯并噻唑、0.14g安息香双甲醚和15mL丙酮置于烧瓶中，温度0℃紫外光(365nm)照射下，氮气氛围中搅拌反应48h，旋蒸去除丙酮即可。
对比例1
支化型生物基增塑剂通过以下步骤制成：
与实施例1相比，将实施例1步骤S1中接枝蓖麻油替换成蓖麻油，其余原料及制备过程同实施例1。
实施例3
改性TiO2通过以下步骤制成：
将0.01mol氯磷酸二苯酯和10mL THF加入烧瓶中，冰水浴搅拌下滴加由0.01mol三乙胺和5mL THF组成的溶液，滴加完毕后，滴加0.01molγ-氨丙基三乙氧基硅烷和10mL THF组成的溶液，滴加完毕后，搅拌反应5-6h，过滤，滤液减压蒸馏去除THF，得到氮磷硅基偶联剂；
将4g TiO2粉末置于20mL的40wt％乙醇溶液中，超声分散后加入0.8g氮磷硅基偶联剂，50℃下搅拌反应12h，之后过滤，滤饼烘干，得到改性TiO2。
实施例4
改性TiO2通过以下步骤制成：
将4g TiO2粉末置于20mL的60wt％乙醇溶液中，超声分散后加入1.1g氮磷硅基偶联剂，60℃下搅拌反应12h，之后过滤，滤饼烘干，得到改性TiO2，氮磷硅基偶联剂制备方法同实施例3。
对比例2
改性TiO2通过以下步骤制成：
将4g TiO2粉末置于20mL的60wt％乙醇溶液中，超声分散后加入0.8gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，60℃下搅拌反应12h，之后过滤，滤饼烘干，得到改性TiO2。
实施例5
一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，包括以下重量份原料：
PVC树脂100份、实施例1的支化型生物基增塑剂35份、复合稳定剂3份、实施例3的改性TiO2 6份、无机填料15份、润滑剂5份。
该环保型抗紫外线的PVC电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
按比例称量PVC树脂、支化型生物基增塑剂、复合稳定剂、改性TiO2、无机填料和润滑剂，置于高速混合机中，温度95-℃，搅拌10min后转移至双螺杆挤出机中，主机转速80r/min，温度140-160℃挤出造粒，得到环保型抗紫外线的PVC电缆护套料。
其中，复合稳定剂为钙锌稳定剂，型号为CZX-683，购买于森德利环保新材料科技公司，润滑剂为硬脂酸，无机填料为活性碳酸钙，型号为XM303，购买于上海雪美精细化工厂。
实施例6
一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，包括以下重量份原料：
PVC树脂100份、实施例1的支化型生物基增塑剂40份、复合稳定剂4份、实施例4的改性TiO2 7份、无机填料18份、润滑剂5份。
该环保型抗紫外线的PVC电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
按比例称量PVC树脂、支化型生物基增塑剂、复合稳定剂、改性TiO2、无机填料和润滑剂，置于高速混合机中，温度100℃，搅拌8min后转移至双螺杆挤出机中，主机转速90r/min，温度150℃挤出造粒，得到环保型抗紫外线的PVC电缆护套料。
其中，复合稳定剂为钙锌稳定剂，型号为CZX-683，购买于森德利环保新材料科技公司，润滑剂为单硬脂酸甘油酯，无机填料为活性碳酸钙，型号为XM303，购买于上海雪美精细化工厂。
实施例7
一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，包括以下重量份原料：
PVC树脂100份、实施例2的支化型生物基增塑剂45份、复合稳定剂5份、实施例4的改性TiO2 8份、无机填料20份、润滑剂5份。
该环保型抗紫外线的PVC电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
按比例称量PVC树脂、支化型生物基增塑剂、复合稳定剂、改性TiO2、无机填料和润滑剂，置于高速混合机中，温度105℃，搅拌10min后转移至双螺杆挤出机中，主机转速100r/min，温度140-160℃挤出造粒，得到环保型抗紫外线的PVC电缆护套料。
其中，复合稳定剂为钙锌稳定剂，型号为CZX-683，购买于森德利环保新材料科技公司，润滑剂为PE蜡，无机填料为活性碳酸钙，型号为XM303，购买于上海雪美精细化工厂。
对比例3
一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，与实施例5相比，将实施例5中支化型生物基增塑剂替换成对比例1制备产物，其余原料及制备过程同实施例5。
对比例4
一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，与实施例5相比，将实施例5中改性TiO2替换成对比例2制备产物，其余原料及制备过程同实施例5。
对实施例5-实施例7和对比例3-对比例4获得的PVC电缆护套料进行性能测试，测试项目如下：
加热损失率和水抽出率两个性能参考公开号为CN115304504B的中国专利3.1挥发率测试和3.2水抽出率测试两个部分进行测试；
力学性能：按照GB/T 1040.3-2006进行测试拉伸强度和断裂伸长率；
紫外老化测试：按照ISO 4892-3-2003进行测试，样品尺寸5cm×5cm，紫外波长为295-360nm，光照强度为100W/m2，测试辐照20天后的拉伸强度保持率；
LOI测试：按照ASTM D2863-97测试，样品尺寸50mm×5mm×5mm；
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，相比于对比例3和对比例4获得的PVC电缆护套料而言，本发明获得的PVC电缆护套料对环境更加友好，且兼具良好的力学性能、抗紫外以及阻燃性能，具有更高的实用价值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，包括以下重量份原料：
PVC树脂100份、支化型生物基增塑剂35-45份、复合稳定剂3-5份、改性TiO2 6-8份、无机填料15-20份、润滑剂5份；
其中，支化型生物基增塑剂通过以下步骤制成：
S1、将接枝蓖麻油和对甲苯磺酸混合，140℃加入2,2-二羟甲基丙酸，通入氮气并在氮气保护下，搅拌反应3h，停止通氮气，抽真空，继续反应1.5h，冷却至室温，得到支化型多元醇；
S2、将异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡和丙酮混合，搅拌下滴加环氧丙醇，滴加完毕后，45℃下反应4h后升温至60℃，滴加支化型多元醇的丙酮溶液，滴加完毕后，补加二月桂酸二丁基锡，保温反应5h，旋蒸去除丙酮，得到支化型生物基增塑剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，S1中接枝蓖麻油、对甲苯磺酸和2,2-二羟甲基丙酸的质量比为43.3-44：0.18：14.5，S2中异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、环氧丙醇和支化型多元醇的用量比为24g：0.1mL：8g：30.9-31.6g，两次二月桂酸二丁基锡加入量体积比为1：1。
3.根据权利要求1所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，接枝蓖麻油通过以下步骤制成：
将蓖麻油、巯基苯并唑类化合物、安息香双甲醚和丙酮混合，0℃紫外光照射下，氮气氛围中搅拌反应48h，旋蒸去除丙酮即可。
4.根据权利要求3所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，控制蓖麻油中双键和巯基苯并唑类化合物中巯基摩尔比为1：1，安息香双甲醚用量为蓖麻油和巯基苯并唑类化合物质量和的1％。
5.根据权利要求3所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，巯基苯并唑类化合物为2-巯基苯并恶唑、2-巯基苯并咪唑和2-巯基苯并噻唑中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，改性TiO2通过以下步骤制成：
将TiO2粉末置于乙醇溶液中，超声分散后加入氮磷硅基偶联剂，50-60℃下搅拌反应8-12h，之后过滤，滤饼烘干，得到改性TiO2。
7.根据权利要求6所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，TiO2粉末、乙醇溶液和氮磷硅基偶联剂的用量比为4g：20mL：0.8-1.1g。
8.根据权利要求6所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料，其特征在于，氮磷硅基偶联剂通过以下步骤制成：
将氯磷酸二苯酯和THF混合，冰水浴搅拌下滴加三乙胺的THF溶液，滴加完毕后，滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷的THF溶液，滴加完毕后，搅拌反应5-6h，过滤，滤液减压蒸馏去除THF即可，氯磷酸二苯酯、三乙胺和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：1：1。
9.根据权利要求1所述的一种环保型抗紫外线的PVC电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按比例称量PVC树脂、支化型生物基增塑剂、复合稳定剂、改性TiO2、无机填料和润滑剂，置于高速混合机中，温度95-105℃，搅拌后转移至双螺杆挤出机中，温度140-160℃挤出造粒，得到环保型抗紫外线的PVC电缆护套料。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1150086A (ja) * | 1997-08-04 | 1999-02-23 | Hokoku Seiyu Kk | ひまし油変性ポリオールとそれを配合した硬化性組成物 |
| CN113652039A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 湖南惟楚线缆高分子材料有限公司 | 一种耐高温韧性pvc电缆料及其制备方法 |
| JP2021178922A (ja) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | 昭和電工株式会社 | ウレタン樹脂組成物及びその硬化物 |
| CN115093653A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-23 | 广东裕泰实业有限公司 | 一种防紫外线pvc薄膜及其制备方法 |
| CN115304504A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-08 | 武汉武湖电缆有限公司 | 一种环保电缆及其制造工艺 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1150086A (ja) * | 1997-08-04 | 1999-02-23 | Hokoku Seiyu Kk | ひまし油変性ポリオールとそれを配合した硬化性組成物 |
| JP2021178922A (ja) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | 昭和電工株式会社 | ウレタン樹脂組成物及びその硬化物 |
| CN113652039A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 湖南惟楚线缆高分子材料有限公司 | 一种耐高温韧性pvc电缆料及其制备方法 |
| CN115093653A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-23 | 广东裕泰实业有限公司 | 一种防紫外线pvc薄膜及其制备方法 |
| CN115304504A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-08 | 武汉武湖电缆有限公司 | 一种环保电缆及其制造工艺 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 冯国东;马艳;贾普友;胡云;胡立红;周永红;: "植物油基PVC增塑剂化学合成与应用", 林业工程学报, no. 01, 31 December 2020 (2020-12-31) * |
| 徐会志;陈旻;谭莉莉;裘卫刚;夏佳峰;: "环保增塑剂的研究进展", 塑料助剂, no. 06, 20 December 2012 (2012-12-20) * |
| 胡云;冯国东;张猛;周永红;: "生物基阻燃型增塑剂的合成及在聚氯乙烯中的应用", 高分子材料科学与工程, no. 03, 31 December 2016 (2016-12-31) * |
| 韦代东;雍奇文;邓淑玲;曾娟娟;陈海基;: "蓖麻油基超支化环氧树脂的合成及其增韧应用", 热固性树脂, no. 01, 30 January 2020 (2020-01-30) * |
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