聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的製作方法

2023-10-31 05:55:47

專利名稱：聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的製作方法
技術領域：
本發明涉及塑料絕緣電工套管用料，尤其涉及一種由6000目無機材料粉 體與聚氯乙烯(PVC)樹脂混合構成的聚氯乙烯絕緣電工套管專用料。
背景技術：
聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、加工改性劑、增塑劑、硬脂酸、硬脂酸轉、
聚乙烯蠟、顏料及無機材料粉體等合理混配，能夠生產出各種不同用途的聚 氯乙烯塑料製品，如硬質或半硬質的聚氯乙烯絕緣電工套管。
目前，我國的建材行業飛速發展，對電氣線路進行穿管保護已經作為國 家對建築業和電力輸送等行業要求強制執行的標準。國家法規和相關標準除 了對動力線路和照明線路有要求外，還要求將包括網絡線、電話線、報警線
路等所有強、弱電線路都進行穿管保護。絕緣電工套管(以下簡稱PVC絕緣
電工套管)的作用越來越重要，其應用範圍越來越廣，絕大多數生產管材的
廠家都在生產PVC絕緣電工套管，生產量非常大，其應用前景十分廣泛。
PVC絕緣電工套管是指以聚氯乙烯樹脂為主要原料，加入其他助劑、添 加劑經擠出成型的用於2000V以下工業與建築工程中的電線電纜保護平直導
管。因其輕質、阻燃、絕緣性好、安裝使用方便快捷、衛生、無汙染、價格 低廉、使用壽命長等優點，近年來被廣泛使用於建築工程水電安裝以及家庭 室內裝修等的穿管保護。
近年來，由於聚氯乙烯(PVC)樹脂價格的居高不下，致使聚氯乙烯絕
緣電工套管生產企業不斷地想方設法降低產品成本，以至於絕緣電工套管產 品市場良莠不齊，部分正規企業堅持生產優質產品，保證質量但其競爭力越
來越弱；大部分企業為追求利潤、降低成本而面向低端市場，粗製濫造，大 量添加普通無機粉體造成產品質量下降，擾亂了市場。
目前塑料加工企業大多採用PVC樹脂幹混料進行PVC樹脂管件的擠出 成型加工。但是，硬質PVC樹脂擠出成型加工工藝中存在料鬥加料困難、容
易架橋、加工流動性差、主機電流變化大等問題，造成產品質量不穩定。因
此，改進PVC樹脂材料的性能，以便能在保證聚氯乙烯加工製品質量的前提
下，降低成本是該行業中所有加工企業共同面臨並亟待解決的難題。

發明內容
本發明的主要目的在於克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種聚氯
乙烯絕緣電工套管專用料，其包括聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、加工改性劑、
抗衝擊改性劑、增塑劑、硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、顏料及較大比例的
6000目無機材料粉體；製備方法是先將計量好的6000目無機材料粉體和硬 脂酸共混，繼而加入抗衝擊改性劑，使無機材料粉體得到改性，共混出的改 性無機材料粉體物料經擠出機造粒備用；然後將計量好的各種原料經高混機 充分混合均勻，製成聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料，該聚氯乙烯絕緣電工 套管專用粉料可以直接經擠出機擠出成型，製成各種規格的聚氯乙烯絕緣電 工套管，也可以將聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料經造粒機擠出造粒，製成 聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，再經擠出機擠出成型，製成各種規格的絕 緣電工套管；該聚氯乙烯絕緣電工套管專用料具有較好的分散性和兼容性， 能夠改善體系流動性及加工性能，賦予製品較好的物理機械性能，使產品得 到增韌補強的效果，並達到降低產品成本的目的。 本發明的目的是由以下技術方案實現的。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，包括聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、 加工改性劑、抗衝擊改性劑、增塑劑、'硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、顏料; 其特徵在於，還包括6000目無機材料粉體；該無機材料粉體為6000目的重 質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 矽灰石或它們的混合物，其粒徑的90%小於2微米(可表示為D9Q《2um); 所述抗衝擊改性劑為氯化聚乙烯(CPE)、聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁二烯-聚苯 乙烯共聚物(MBS)、聚乙烯-聚乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚丙烯氰-聚丁二 烯-聚苯乙烯共聚物(ABS)或它們的混合物；所述顏料為鈦白粉、增白劑或 色粉。
前述的聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，其中所述聚氯乙烯的重量份數為
100;所述穩定劑的重量份數為1.5至8;加工改性劑的重量份數為0.5至4; 抗衝擊改性劑的重量份數為1至15;增塑劑的重量份數為1至5;硬脂酸的 重量份數為0.3至1.5;硬脂酸鈣的重量份數為0.3至1.5;聚乙烯蠟的重量份 數為0.3至1.5;鈦白粉的重量份數為1至4;增白劑的重量份數為0.01至0.2;
6000目無機材料粉體的重量份數為5至80。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的製備方法，其特徵在於，①將計
量後的6000目無機材料粉體放入高混機中高速攪拌混合，溫度達到8(TC至 90'C時開始抽溼，溫度達到ll(TC至160'C後，加入硬脂酸混合攪拌5至10 分鐘，再加入抗衝擊改性劑混合攪拌5至10分鐘，然後將高混機中的混合料 放進冷混機中進行冷卻，冷卻到30'C至5(TC後出料得到改性的6000目無機 材料粉體;②將改性後的6000目無機材料粉體經擠出機擠出造粒，製成6000 目無機材料粒料；③將聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、硬脂酸鈣、增塑劑(DOP) 放入高混機中高速混合攪拌，溫度達到8(TC至9(TC時開始抽溼，抽溼的同 時將改性後的6000目無機材料粒料、聚乙烯蠟、鈦白粉、增白劑放入高混 機中並繼續混合攪拌，當溫度升至105"至135"C時，將高混機中的混合料 放進冷混機中進行冷卻，冷卻到70'C至8(TC時加入加工改性劑(ACR401)， 繼續冷卻到3(TC至50'C後出料，放出的物料為聚氯乙烯絕緣電工套管專用 粉料。 .
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的應用，其特徵在於，聚氯乙烯絕 緣電工套管專用粉料經擠出機擠出造粒，製成聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒 料；該聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，經擠出機擠出成型製成聚氯乙烯絕 緣電工套管。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的應用，其特徵在於，聚氯乙烯絕 緣電工套管專用粉料，直接經擠出機擠出成型，製成聚氯乙烯絕緣電工套管。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的有益效果是，該聚氯乙烯絕緣電 工套管專用料添加科學合理粒徑的6000目無機材料粉體，並改進了專用料 的製備工藝，在製備過程中採用除溼和改性的工序，使添加的無機材料粉體 由無機性向有機性轉變，由表面親水^油性能，改變為親油疏水性能，成功 地解決了 6000目無機材料粉體添加時粒子團聚和分散性差的問題，使得聚 氯乙烯(PVC)材料加工體系提高了分散性和兼容性，改善體系流動性能及 加匸件能，而且可賦予製品較好的物理機械性能，使絕緣電工套管專用料的 基質材料聚氯乙烯性能得到增韌補強，因此可以在PVC樹脂混合料中較大比 例的添加6000目無機材料粉體，這樣，能夠在不降低產品質量的前提下有 效降低原料成本，提高產品的市場競爭能力。
具體實施例方式
本發明採用在基體樹脂中較大比例填充6000目無機材料粉體，並在製備過程中採用除溼和改性的工序，製成具有較好分散性和兼容性的聚氯乙烯絕 緣電工套管專用粉料和粒料，使用這種專用粉料和粒料製造的絕緣電工套管 質量好，成本低，效果理想。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，包括聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、 加工改性劑、抗衝擊改性劑、增塑劑、硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、顏料; 其特徵在於，還包括6000目無機材料粉體；該無機材料粉體為6000目的重 質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 矽灰石或它們的混合物，其粒徑的90%小於2微米(可表示為D9。《2ixm); 所述抗衝擊改性劑為氯化聚乙烯(CPE)、聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁二烯-聚苯 乙烯共聚物(MBS)、聚乙烯-聚乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚丙烯氰-聚丁二 烯-聚苯乙烯共聚物(ABS)或它們的混合物；所述顏料為鈦白粉、增白劑或 色粉。 '
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，其中，所述聚氯乙烯的重量份數 為100;所述穩定劑的重量份數為1.5至8;加工改性劑的重量份數為0.5至
4;抗衝擊改性劑的重量份數為1至15;增塑劑的重量份數為1至5;硬脂酸 的重量份數為0.3至1.5;硬脂酸鈣的重量份數為0.3至1.5;聚乙烯蠟的重量 份數為0.3至1.5;鈦白粉的重量份數為l至4;增白劑的重量份數為0.01至 0.2; 6000目無機材料粉體的重量份數為5至80。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的製備方法，其特徵在於，①將計
量後的6000目無機材料粉體放入高混機中高速攪拌混合，溫度達到80'C至 卯。C時開始抽溼，溫度達到ll(TC至i6(TC後，加入硬脂酸混合攪拌5至10 分鐘，再加入抗衝擊改性劑混合攪拌5至10分鐘，然後將高混機中的混合料 放進冷混機中進行冷卻，冷卻到30。C至5(TC後出料得到改性的6000目無機 材料粉體②將改性後的6000目無機材料粉體經擠出機擠出造粒，製成6000 目無機材料粒料；(D將聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、硬脂酸轉、增塑劑(DOP) 放入高混機中高速混合攪拌，溫度達到8(TC至9(TC時開始抽溼，抽溼的同 時將改性後的6000目無機材料粒料、聚乙烯蠟、鈦白粉、增白劑放入高混 機中並繼續混合攪拌，當溫度升至105t:至135t:時，將高混機中的混合料 放進冷混機中進行冷卻，冷卻到7(TC至80。C時加入加工改性劑(ACR401)， 繼續冷卻到3(TC至5(TC後出料，放m的物料為聚氯乙烯絕緣電工套管專用本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專角料的應用，其特徵在於，聚氯乙烯絕 緣電工套管專用粉料經擠出機擠出造粒，製成聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒 料；該聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，經擠出機擠出成型製成聚氯乙烯絕
緣電工套管。
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的應用，其特徵在於，聚氯乙烯絕 緣電工套管專用粉料，直接經擠出機擠出成型，製成聚氯乙烯絕緣電工套管。
由上所述可知，使用本發明提供的聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料，可 以採用直接擠出成型的方法，製成絕緣電工套管，也可採用先擠出造粒製成 聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，再經擠出機擠出成型，製成各種規格的絕 緣電工套管的方法。另外，採用專用粒料加料可以改善加工環境、保證室內
空氣清潔、減少粉塵汙染，適應塑料加工企業生產需要。在PVC管件製品中， 100份(重量)樹脂中添加了5至80份(重量)6000目無機材料粉體，絕緣 電工套管性能仍能達到JG3050-1998的性能要求，且可使材料成本降低5 15%。
本發明實施例所使用的原料
ZS-5型管材級PVC樹脂(天津渤天化工有限責任公司)、6000目無機材 料粉體(安徽雪納有限公司)、無塵複合鉛鹽穩定劑(溫州佳達塑料助劑有 限公司)、加工改性劑ACR401 (吉化集團蘇州安利化工有限公司)、抗衝擊 改性劑CPE (淄博濟維澤化工有限公司)、增塑劑DOP (天津溶劑廠)、硬脂 酸200型(上海制皂有限公司)、硬脂酸鈣(天津市朗湖化工有限公司)、聚 乙烯蠟(北京燕山石化)、鈦白粉A-100 (廣西東藤鈦化工有限公司)、增白 劑(南京龍溪化工有限公司)等。
本發明實施例所使用的設備
造粒使用的擠出成型機為同向雙螺杆擠出機組KY50/100南京科倍隆科
亞機械有限公司；
混料使用的冷混機為SRL-Z200/500張家港市億利機械有限公司； 混料使用的高混機已經另案申請專利，專利號為200520000496.9; 聚氯乙烯絕緣電工套管擠出成型機為錐形雙螺杆塑料擠出機SJZ-45上
海金緯機械製造有限公司
本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，其配方及組成為(以重量份數計)-聚氯乙烯(PVC) 100
穩定劑(市售無塵複合鉛鹽穩定劑)
加工改性劑(巿售ACR401，聚丙烯酸酯類) 抗衝擊改性劑CPE (淄博濟維澤化工有限公司) 增塑劑(DOP，聚鄰苯二甲酸二辛酯) 硬脂酸(HSt)
硬脂酸鈣(CaSt) '
聚乙烯蠟(WAX)
鈦白粉(Ti02)
增白劑(市售) ' 6000目無機材料粉體(重質碳酸鈣)
0.01至0.2
5至80
0.3至1.5 0.3至1.5
0.3至1.5
1至4
1.5至8 0.5至4 1至15 l至5
此配方中的6000目無機材料粉體採用重質碳酸鈣，亦可採用輕質碳酸 鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽灰石或它們的混 合物。此配方中的抗衝擊改性劑採用CPE,亦可採用聚甲基丙烯酸甲酯-聚 丁二烯-聚苯乙烯共聚物(MBS)、聚乙烯-聚乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚丙 烯氰-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物(ABS)或它們的混合物。 本發明聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的製備方法
A、 將6000目的無機材料粉體放入高混機中高速攪拌混合，待溫度達 到8(TC至卯r時開始抽溼，溫度達到ll(TC至160。C後加入硬脂酸混合5至 10分鐘，然後加入抗衝擊改性劑CPE混合5至10分鐘，將混合料放進冷混 機，冷卻到4(TC至5(TC後出料，經擠出機造粒得到改性的6000目無機材料 粒料備用；將聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、硬脂酸鈣、增塑劑(DOP)放入 高混機中高速混合攪拌，溫度達到80。C至9(TC時開始抽溼，抽溼的同時將 改性後的6000目無機材料粒料、聚乙烯蠟、鈦白粉、增白劑放入高混機中 並繼續混合，當溫度升至105r至135"時，將高混機中的混合料放進冷混 機中進行冷卻，冷卻到8(TC以下時加入加工改性劑(ACR401)，繼續冷卻到 3(TC至5(TC後出料，放出的物料為聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料。
B、 將上述配製的聚氯乙烯專用摯料進行擠出造粒，製得聚氯乙烯絕緣 電工套管專用粒料，該聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，經擠出成型機擠出 成型，製成各種規格的聚氯乙烯絕緣電工套管。
C、 將上述配製的聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料，經擠出成型機擠出 成型，製成聚氯乙烯絕緣電工套管。
實施例l:
聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料配方
聚氯乙烯(PVC)賺kg
穩定劑(市售無塵複合鉛穩定劑)5kg
加工改性劑(市售ACR401，聚丙烯酸酯類)2kg
抗衝擊改性劑CPE (淄博濟維澤化工有限公司)10kg
增塑劑(DOP，聚鄰苯二甲酸二辛酯)2kg
硬脂酸(HSt)0.8kg
硬脂酸鈣(CaSt)0.8kg
聚乙烯蠟(WAX)lkg
鈦白粉0102)2kg
增白劑(市售)0.04kg
6000目無機材料粉體(重質碳酸鈣)50kg
將6000目無機材料粉體放入高混機中高速攪拌混合，溫度達到8(TC時開始抽溼，溫度達到ll(TC後加入硬脂酸混合IO分鐘，然後加入抗衝擊改性 劑CPE混合IO分鐘，將混合料放入冷混機，冷卻到40'C後出料，經擠出成 型機造粒得到改性的6000目無機材k粒料；將聚氯乙烯(PVC)、增塑劑
(DOP)、穩定劑、硬脂酸鈣放入高混機中混合攪拌，溫度達到8(TC時開始 抽溼，抽溼的同時將改性後的6000目無機材料粒料、聚乙烯蠟、鈦白粉、 增白劑放入高混機中並繼續混合，當溫度升至105。C時，將高混機中的混合 料放進冷混機中進行冷卻，冷卻到80'C以下時加入加工改性劑(ACR401)， 繼續冷卻到3(TC後出料，放出的物料為聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料。
此配方中的6000目無機材料粉體採用重質碳酸鈣，亦可採用輕質碳酸 鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽灰石或它們的混 合物。此配方中的抗衝擊改性劑採用氯化聚乙烯(CPE)，亦可採用聚甲基丙 烯酸甲酯-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物(MBS)、聚乙烯-聚乙酸乙烯共聚物
(EVA)、聚丙烯氰-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物(ABS)或它們的混合物。 按此配方生產的聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料經擠出成型機擠出成 型，製成各種規格的聚氯乙烯絕緣電工套管，其擠出成型工藝(溫度。C)的 參數如下
l段2段3段4段5段6段模頭
溫度，140 140 150 150 160 170 180
。c160160170170180190200
製成的聚氯乙烯絕緣電工套管按JB3050—1998測試，各項指標均達到 標準的要求①抗壓性能載荷lmin'時Df-22X，卸載lmin時Df=9%;
②衝擊性能12個試件中僅有l個破壞；③彎曲性能無可見裂紋； 彎扁 性能量規自重通過；⑤跌落性能無震裂、破碎；⑥耐熱性能Di=1.8mm; ⑦阻燃性能自熄時間33s，氧指數34;⑧電氣性能15min內不擊穿，絕 緣電阻105MQ。 實施例2
聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料配方
聚氯乙烯(PVC)100kg
穩定劑(市售無塵複合鉛穩定劑)5kg
加工改性劑(市售ACR401，聚丙烯酸酯類)2kg
抗衝擊改性劑CPE (淄博濟維澤化工有限公司)10kg
增塑劑(DOP，聚鄰苯二甲酸二辛酯)2kg
硬脂酸(HSt)0.8kg
硬脂酸鈣(CaSt)0.8kg
聚乙烯蠟(WAX)lkg
鈦白粉(Ti02)2kg
增白劑(市售)0.04kg
6000目無機材料粉體(重質碳酸鈣)50kg
將6000目無機材料粉體放入高混機中高速攪拌混合，溫度達到9(TC時開始抽溼，溫度達到160'C後加入硬脂酸混合5分鐘，然後加入抗衝擊改性 劑CPE混合5分鐘，將混合料放入冷混機，冷卻到5(TC後出料，經擠出造 粒得到改性的6000目無機材料粒料；將聚氯乙烯(PVC)、增塑劑(DOP)、 穩定劑、硬脂酸鈣放入高混機中混合攪拌，溫度達到9(TC時開始抽溼，抽溼 的同時將改性後的6000目無機材料粒料、聚乙烯蠟、鈦白粉、增白劑放入 高混機中並繼續混合，當溫度升至135。C時，將高混機中的混合料放進冷混 機中進行冷卻，冷卻到80。C以下時加入加工改性劑(ACR401)，繼續冷卻到 5(TC後出料，放出的物料為聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料。
此配方中的6000目無機材料粉體採用重質碳酸鈣，亦可採用輕質碳酸 鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽灰石或它們的混 合物。此配方中的抗衝擊改性劑採用CPE，亦可採用MBS、 EVA、 ABS或 它們的混合物。
將上述配製的聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料，按以下工藝條件在雙螺 杆擠出機(KY50/100同向雙螺杆配混擠出機組)上擠出造粒，製得各種規 格的塑料絕緣電工套管專用粒料，其擠出造粒工藝(溫度r)參數如下
l段2段3段4段5段6段模頭
溫度，140 140 150 .150 160 170 180
。c160160170170180190200
製成的聚氯乙烯絕緣電工套管按JB3050—1998測試，各項指標均達到 標準的要求①抗壓性能載荷lmin時Df二22X，卸載lmin時Df=9%;
②衝擊性能12個試件中僅有l個破壞；(D彎曲性能無可見裂紋； 彎扁 性能量規自重通過；⑤跌落性能無震裂、破碎；⑥耐熱性能Di=1.8mm;
⑦阻燃性能自熄時間33s，氧指數34;⑧電氣性能15min內不擊穿，絕 緣電阻105MQ 。 實施例3:
聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料配方
聚氯乙烯(PVC) 100kg
穩定劑(市售無塵複合鉛穩定劑) 3kg
加工改性劑(市售ACR401，聚丙烯酸酯類) lkg
抗衝擊改性劑CPE (淄博濟維澤化工有限公司) 1.5kg
增塑劑(DOP，聚鄰苯二甲酸二辛酯) lkg
硬脂酸(HSt) 0.5kg
硬脂酸鈣(CaSt) 0.5kg
聚乙烯蠟(WAX) 0.6kg
鈦白粉(Ti02)1.5kg
增白劑(市售) 0.02kg
6000目無機材料粉體(重質碳酸鈣) 5kg
此配方中的6000目無機材料粉體採用重質碳酸鈣，亦可採用輕質碳酸 鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽灰石或它們的混 合物。此配方中的抗衝擊改性劑採用CPE，亦可採用MBS、 EVA、 ABS或 它們的混合物。 .
物料混合工藝、擠出造粒工藝(溫度t:)參數和擠出成型工藝(溫度-c)
參數與實施例2相同，製成的聚氯乙烯絕緣電工套管按JB3050~1998測試， 各項指標均達到標準的要求①抗壓性能載荷lmin時Df二24X,卸載lmin 時Df二8X;②衝擊性能12個試件無破壞；③彎曲性能無可見裂紋； 彎扁性能量規自重通過；⑤跌落性能無震裂、破碎；⑥耐熱性能Di = 1.6mm;⑦阻燃性能自熄時間32s，氧指數33;⑧電氣性能15min內不 擊穿，絕緣電阻103MQ。
此配方中的6000目無機材料粉體採用重質碳酸鈣，亦可採用輕質碳酸 鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽灰石或它們的混 合物。此配方中的抗衝擊改性劑採用CPE，亦可採用MBS、 EVA、 ABS或 它們的混合物。
物料混合工藝、擠出造粒工藝(溫度'C)參數和擠出成型工藝(溫度'C) 參數與實施例2相同，製成的聚氯乙烯絕緣電工套管按JB3050—1998測試， 各項指標均達到標準的要求①抗壓性能載荷lmin時Df二22X，卸載lmin
實施例4:
聚氯乙烯塑料絕緣電工套管專用粒料配方-聚氯乙烯(PVC) '
穩定劑(市售無塵複合鉛鹽穩定劑)
加工改性劑(市售ACR401，聚丙烯酸酯類)
抗衝擊改性劑CPE (淄博濟維澤化工有限公司)
增塑劑(DOP，聚鄰苯二甲酸二辛酯)
硬脂酸(HSt)
硬脂酸鈣(CaSt)
聚乙烯蠟(WAX)
鈦白粉0102)
增白劑(市售) 6000目無機材料粉體(重質碳酸鈣)
100 kg 6.5kg
4kg 15kg
4kg 1.2kg 1.2kg 1.5kg 2.5kg 0.05kg
80kg
時Df二9X;②衝擊性能12個試件中僅有2個破壞；③彎曲性能無可見 裂紋；④彎扁性能量規自重通過；⑤跌落性能無震裂、破碎；⑥耐熱性 能Di=1.9mm;⑦阻燃性能自熄時間33s，氧指數35;⑧電氣性能15min 內不擊穿，絕緣電阻106MQ。 '
以上的實施例子可根據實際情況，在不降低性能指針的前提下，選用不 同添加量的6000目無機材料粉體來達到降低生產成本的目的，根據不同的添 加量與相應的普通填料的產品比較可節省5% 15%的成本。
選用6000目無機材料粉體是以無機剛性粒子增強、增韌理論作為研究理 論依據的。
在PVC的物理改性中，改性劑按剛性大小區分有彈性體和非彈性體兩類。 用彈性體的方法雖然可取得較為理想的韌性，增加廉價改性劑的填充量，卻 降低了材料的強度、剛性、耐熱性以及加工流動性，是以犧牲某種力學性能 為代價達到降低成本的目的。而非彈性體增韌則是一種較新的方法，尤其是 近年發展起來的"無機剛性粒子增強、增韌的理論"，不但可以提高PVC的 韌性、剛性、增加尺寸的穩定性，而且還可使強度、模量、熱變形溫度、加 工流動性得到適當的改善。
該理論一般解釋為無機粒子均勻分散在基體樹脂中，當受外力衝擊時， 由於無機粒子的存在產生了應力集中效應，引發周圍樹脂產生微開裂。同時，
粒子之間的基體也產生了塑性變形，吸收衝擊能，從而達到增韌效果；無機
粒子的存在使基體裂紋擴展受阻和鈍化，最終阻止微裂紋不致發展為破壞性
開裂；隨著粒子的粒徑變細，粒子的比表面積增大，粒子與基體接觸面積增 大，材料在受衝擊時會產生更多的微開裂紋和塑性變形，從而吸收能量。另 一種機理認為基體與粒子的作用在兩扭為拉應力，在赤道位置為壓應力，由 於力的作用，粒子的赤道附近會受壓力作用，有利於屈服出現。此外，由於 兩極受到拉應力作用，當接口粘接性較弱時，會在兩極首先發生界面脫粘， 相當於使粒子周圍形成一個空穴，依據對於空穴的應力分析，在空穴赤道面 上的應力為本體應力的3倍。因此，在本體應力尚未達到基體屈服應力時，
局部點己開始產生屈服，即同樣也促使基體屈服，綜合的效應使高聚物的韌 性提高。
通過對不同粒徑CaC03與PVC複合體系性能的研究發現在無機剛性粒
子不團聚的情況下，粒徑越小所得到的複合材料性能越好，尤其是當共混體
系中加入適量的納米CaC03粒子時，其衝擊強度、拉伸強度及斷裂伸長率均 會同時得到提高。力化學方法改性納米CaC03 ，能使其在PVC基體中均勻分 散並且接口間的相互作用增強，從而導致其衝擊強度、斷裂伸長率、拉伸模 量均大幅度增加，而拉伸強度幾乎保持不變；但是，當CaC03用量超過15% 時，納米級CaC03改性的複合材料在拉伸強度和缺口衝擊強度上均低於由微 米級CaC03改性的複合材料體系。經分析，粒徑越細，粉體發生二次團聚的 現象越嚴重，雖然理論上添加料的粒徑越細，添加到聚合物中得到的增強、 增韌力學性能越突出，但實際上，由於納米粉體極容易產生二次團聚，應用 時納米粉體的真實粒逕往往遠大於理，粒徑。在實驗室環境下尚可控制，一 旦放大到中間試驗，產品的質量不但不能提高反而出現下降的現象。
因此，本發明應用的6000目無機材料粉體，其粒徑的90%小於2微米 (可表示為D9。《2ym)，既具有部分納米粉體的優點，又基本解決了納米 粉體"易團聚、難分散"的缺點。本發明的特殊工藝方法也是解決此問題的 一項重要措施，通過給改性後的6000目無機材料粉體包覆一層抗衝擊改性 劑使添加的無機材料粉體由無機性向有機性轉變，由表面親水疏油性能，轉 變為親油疏水性能，成功地解決了 6000目無機材料粉體添加時粒子團聚和 分散性差的問題，使得聚氯乙烯(PVC)材料加工體系提高了分散性和兼容 性，改善體系流動性能及加工性能，而且可賦予製品較好的物理機械性能， 使絕緣電工套管專用料的基質材料聚氯乙烯性能得到增韌補強。
本發明綜合國內外6000目粉體的研究結果，認為6000目粉體在塑料改 性領域中的地位一定會越來越高，其應用也一定會越來越成熟;從微米級6000 目粉體的應用技術入手，克服納米粉體所遇到的問題，將6000目無機粉體 應用於聚氯乙烯絕緣電工套管是本發明的技術特徵。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上 的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等 同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1、一種聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，包括聚氯乙烯、穩定劑、加工改性劑、抗衝擊改性劑、增塑劑、硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、顏料；其特徵在於，還包括6000目無機材料粉體；該無機材料粉體為6000目的重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、二氧化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽灰石或它們的混合物，其粒徑的90％小於2微米；所述抗衝擊改性劑為氯化聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物、聚乙烯-聚乙酸乙烯共聚物、聚丙烯氰-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物或它們的混合物；所述顏料為鈦白粉、增白劑或色粉。
2、 根據權利要求1所述的聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，其特徵在於， 所述聚氯乙烯的重量份數為100;所述穩定劑的重量份數為1.5至8;加工改 性劑的重量份數為0.5至4;抗衝擊改性劑的重量份數為1至15;增塑劑的 重量份數為1至5;硬脂酸的重量份數為0.3至1.5;硬脂酸鈣的重量份數為 0.3至1.5;聚乙烯蠟的重量份數為0.3至1.5;鈦白粉的重量份數為1至4;增白劑的重量份數為0.01至0.2; 6000目無機材料粉體的重量份數為5至80。
3、 一種權利要求1所述的聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的製備方法， 其特徵在於，①將計量後的6000目無機材料粉體放入高混機中高速攪拌混 合，溫度達到8(TC至90'C時開始抽溼，溫度達到ll(TC至160'C後，加入硬 脂酸混合攪拌5至10分鐘，再加入抗衝擊改性劑混合攪拌5至10分鐘，然 後將高混機中的混合料放進冷混機中進行冷卻，冷卻到3(TC至5(TC後出料 得到改性的6000目無機材料粉體；②將改性後的6000目無機材料粉體經擠 出機擠出造粒，製成6000目無機材料粒料；③將聚氯乙烯(PVC)、穩定劑、 硬脂酸鈣、增塑劑(DOP)放入高混機中高速混合攪拌，溫度達到8(TC至90 。C時開始抽溼，抽溼的同時將改性後的6000目無機材料粒料、聚乙烯蠟、 鈦白粉、增白劑放入高混機中並繼續混合攪拌，當溫度升至105X:至135°C 時，將高混機中的混合料放進冷混機中進行冷卻，冷卻到70。C至8(TC時加 入加工改性劑(ACR401)，繼續冷卻到3(TC至5(TC後出料，放出的物料為 聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料。
4、 一種權利要求1所述的聚氯乙烯絕緣電工套管專用料的應用，其特 徵在於，聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料經擠出機擠出造粒，製成聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料；該聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，經擠出機擠出 成型製成聚氯乙烯絕緣電工套管。
5、 一種權利要求1所述的聚氯t烯絕緣電工套管專用料的應用，其特 徵在於，聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料，直接經擠出機擠出成型，製成聚 氯乙烯絕緣電工套管。
全文摘要
一種聚氯乙烯絕緣電工套管專用料，包括聚氯乙烯、穩定劑、加工改性劑、抗衝擊改性劑、增塑劑、硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、顏料及6000目無機材料粉體；其製備方法是，先將計量好的6000目無機材料粉體和硬脂酸共混，繼而加入抗衝擊改性劑，使無機材料粉體改性，共混得到的物料經擠出機造粒備用；然後將計量好的各種原料經高混機混合均勻，製成聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料，或將聚氯乙烯絕緣電工套管專用粉料經擠出機造粒製成聚氯乙烯絕緣電工套管專用粒料，再經塑料擠出機擠出成型，製成各種規格的絕緣電工套管；該專用料具有較好的分散性和兼容性，使產品質量提高，降低成本。
文檔編號C08L27/06GK101177512SQ20061012922
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月6日 優先權日2006年11月6日
發明者揣成智, 獲 王, 昊 陳 申請人:天津德昊超微新材料有限公司