電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料的製作方法
2023-10-09 04:59:34 2
專利名稱：電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料的製作方法
技術領域：
本發明屬於工業用高分子材料中的電線電纜絕緣材料，更為具體地講是一種用於電線電纜的特殊耐熱軟聚氯乙烯塑料。
背景技術：
電線電纜的銅導線需輸送電能，負載一定量電流，同時銅線在運行時產生較高的溫度。當銅導體截面積一定時，輸送的電流越大，則產生的溫度也越高，因此對電線電纜的絕緣材料有耐熱性的要求；按照輸送電流的大小，產生不同的溫度，因此對絕緣材料有不同的耐熱要求，以使其在長期高溫下保持良好的機械物理性能以滿足使用要求。
軟聚氯乙烯塑料具有綜合良好的物理機械電氣性能，適用作低壓電線電纜的絕緣材料和護套材料。按不同使用要求，其耐熱等級大致分為70℃、80℃、90℃和105℃等幾個等級，對這些耐熱等級的加速老化考核指標分為100℃×168h(即在100℃熱老化箱中老化168小時)，113℃×168h，121℃×168h和135℃×168h。已有技術中的軟聚氯乙烯塑料的最高耐熱等級為105℃，即熱老化溫度為135℃。
針對電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料的我國國家標準為GB/T8815，此標準中最高的熱老化試驗條件為135℃×240h，美國UL標準中PVC絕緣料的最高耐熱等級為105℃，試驗條件為136℃×168h，目前世界上列入國家標準的最高試驗條件為VD0207中的試驗條件為140℃×336h。
中國專利公開號CN1341681A，介紹了一種電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其所公開的重量配比為聚氯乙烯樹脂 100份主增塑劑 30-90份鈣鋅複合穩定劑 3-10份輔助增塑劑 2-15份填料 5-50份其熱穩定時間為100-120分鐘，在電線電纜上使用的耐熱等級為70-105℃。該專利所述的最高耐熱溫度為105℃。存在的缺點為它的增塑劑的耐熱性不能滿足更高耐熱等級使用要求，它的穩定體系和抗氧體系不足以滿足高溫下的穩定和抗氧化要求。在更高耐熱等級使用時，不能經受150℃×312h的熱老化試驗，在此條件下材料已變棕色或黑棕色。
日本專利JP2001-266649A和JP10-306185A以及JP9-132689A均公開有電線的聚氯乙烯組合物，在三篇文獻的組合物中對抗氧劑似乎有所偏廢，但是，申請人認為作為電線的聚氯乙烯組合物，是否含有抗氧劑對產品的耐熱性能的優劣是相關的，具體而言，對老化後拉伸強度保留率、老化後斷裂伸長率保留率、熱穩定時間等都會帶來影響，尤其，對於抗氧劑品種的具體選擇得當與否也會直接影響前述的機械物理性能。
已有技術中的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料的最高耐熱等級僅為105℃，耐熱等級並不理想。因此，通過提高電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料的耐熱性能，可以改善其在120℃下長期使用保持良好的機械物理性能，藉以避免過早老化而延長電線電纜的使用壽命。
發明內容
本發明的任務是要提供一種具有優異耐熱性能的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料。
本發明的任務是這樣來完成的，一種電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其是由以下重量份配比的原料構成聚氯乙烯樹脂100份；耐熱增塑劑 40-100份；穩定劑 8-12份；抗氧劑 0.5-1.5份；填充劑 5-60份；潤滑劑 0-3份。
本發明所述的聚氯乙烯樹脂為SG2型樹脂、SG3型樹脂中的任意一種或從SG2型樹脂、SG3型樹脂中任擇其一與聚合度為1300-2500的樹脂相混合的混合物。
本發明所述的耐熱增塑劑為均苯四酸酯類增塑劑或者均苯四酸酯類增塑劑和雙季戊四醇酯類增塑劑、偏苯三酸酯類增塑劑的混合物。
本發明所述的穩定劑為鉛鹽穩定劑或者鉛鹽穩定劑和稀土穩定劑、鈣鋅複合穩定劑的混合物。
本發明所述的抗氧劑為酚類抗氧劑中的抗氧劑B225、抗氧劑CA、抗氧劑1010中的任意一種或抗氧劑B225與抗氧劑CA的混合物或抗氧劑B225和抗氧劑CA兩者任擇其一與輔助抗氧劑DLTP的混合物。
本發明所述的填充劑為碳酸鈣、煅燒陶土中的任意一種或一種以上的混合物。
本發明所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鹽類、聚乙烯蠟、石蠟中的任意一種或一種以上的混合物。
本發明所述的均苯四酸酯類增塑劑為均苯四酸四辛酯、均苯四酸四壬酯、均苯四酸四異癸酯中的任意一種或一種以上的混合物；所述的雙季戊四醇酯為雙季戊四醇辛酯、雙季戊四醇混合酯中的任意一種或一種以上的混合物；而所述的偏苯三酸酯類增塑劑為偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三壬酯、偏苯三酸三異癸酯中的任意一種或一種以上以上的混合物。
本發明所述的鉛鹽穩定劑為氰尿酸鉛。
由本發明所提供的軟聚氯乙烯塑料的耐熱等級為120℃、熱老化條件為150℃×312h或150℃×168h，在150℃×312h條件下加速老化後拉伸強度、伸長率保留率在70％以上，重量損失4％以下；熱穩定時間大於300min，耐熱性能優異；此外還具有高溫下揮發性小、無氣味、易加工的優點。
圖1所示為用本發明所公開的原料加工成得以擠包到電線電纜上去的粒子的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面申請人對本發明作詳細敘述，以有助於對本發明的理解。
在申請人所推薦的聚氯乙烯樹脂中，SG2型樹脂及SG3型樹脂是指中國國家標準中GB/T5761中所述的SG2型樹脂及SG3型樹脂，其中SG2型樹脂如中國上海天原化工股份有限公司生產、銷售的牌號為SG2型樹脂；所謂的聚合度為1300-2500的樹脂是指以氯乙烯為單體聚合度為1300-2500的樹脂，聚合度為1300的聚氯乙烯樹脂如中國上海氯鹼化工股份有限公司生產、銷售的牌號為S-PVC WS-1300S；聚合度為2500的聚氯乙烯樹脂如中國上海天原化工股份有限公司生產、銷售的牌號為SH200。在整個原料配比中，既可以獨立使用SG2型樹脂或SG3型樹脂，也可將SG2型樹脂或SG3型樹脂與高聚合度樹脂混合使用。由上述可知，PVC1300即為PVC樹脂的聚合度為1300；PVC SH200即為PVC樹脂的聚合度為2500。
在申請人所述的耐熱增塑劑中，作為均苯四酸酯類，雖列舉了均苯四酸四辛酯(TOPM)、均苯四酸四壬酯、均苯四酸四異癸酯，但並不排除未舉及的不在名單中的屬於均苯四酸酯類的原料；同例，作為偏苯三酸酯類，雖僅僅舉及了偏苯三酸三辛酯(TOTM)、偏苯三酸三壬酯、偏苯三酸三異癸酯，但只要屬於偏苯三酸酯類範疇，均應認為在名單之列；同樣，作為雙季戊四醇酯，也並不僅僅限於所述的雙季戊四醇辛酯、雙季戊四醇混合酯。這些耐熱增塑劑可以是一種，也可以是一種以上的混合物，例如均苯四酸四辛酯與雙季戊四醇酯共用到整個配方中。
申請人提及的穩定劑由鉛鹽穩定劑、稀土穩定劑、鈣鋅複合穩定劑，其中對於鉛鹽穩定劑優選為氰尿酸鉛；作為抗氧劑的酚類抗氧劑同樣不受所列名單的限制，填充劑及潤滑劑也然，所以均不能由此而限制本發明。
前面所述的稀土穩定劑採用如中國廣東省廣洋高科技股份有限公司生產、銷售的牌號REC-259E或REC-459或REC-409中的任意一個牌號的稀土穩定劑；所述的鈣鋅複合穩定劑既可採用由德國熊牌公司生產並在中國上海銷售的商品編號為BAEROPANR8890號鈣鋅複合穩定劑，也可採用由德國科寧公司生產並在中國上海銷售的產品牌號為Stabiol cz 3046鈣鋅複合穩定劑；所述的硬脂酸類如硬脂酸等；所述的硬脂酸鹽類如硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鹽鉛等；所述的抗氧劑B225為包括抗氧劑1010和亞磷酸酯的複合抗氧劑，由瑞士汽巴公司生產、銷售的商品編號為Irganox B225；抗氧劑CA的化學名稱為1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷，商品名稱為抗氧劑CA，由中國天津力生化工廠生產；抗氧劑1010即為四[3-(3』，5』-二叔丁基-4』-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，由瑞士汽巴公司生產、銷售的商品編號為Irganox1010；抗氧劑DLTP的化學名稱為硫代二丙酸二月桂酯，如由美國大湖化工公司的LOWINOX DLTDP。
實施例下面的實施例將更加有助於理解本發明，但並不限制本發明的內容。
實施例1聚合度為1300PVC樹脂 100份；均苯四酸四辛酯(TOPM) 50份；氰尿酸鉛 10份；抗氧劑B225 0.8份；抗氧劑DLTP 0.2份；
碳酸鈣 30份；硬脂酸鋇 1份。
實施例2聚合度為1300PVC樹脂 30份；聚合度為2500PVC樹脂 70份；均苯四酸四辛酯(TOPM) 90份；氰尿酸鉛 10份；抗氧劑B225 0.8份；抗氧劑DLTP 0.2份；碳酸鈣 30份；硬脂酸鋇 1份。
實施例3抗氧劑B225 0.5份；抗氧劑DLTP 0.1份；其餘取量同實施例1。
實施例4聚合度為1300PVC樹脂 100份；均苯四酸四辛酯(TOPM) 65份；氰尿酸鉛 10份；抗氧劑B225 0.8份；抗氧劑DLTP 0.2份；碳酸鈣 30份；硬脂酸鋇 1份。
實施例5均苯四酸四辛酯(TOPM) 55份；偏苯三酸三辛酯(TOTM) 10份；其餘取量同實施例4。
比較例1聚合度為1300PVC樹脂 100份；均苯四酸四辛酯(TOPM) 50份；
氰尿酸鉛 10份；碳酸鈣 30份；硬脂酸鋇 1份。
比較例2聚合度為1300PVC樹脂100份；均苯四酸四辛酯(TOPM) 50份；氰尿酸鉛 10份；抗氧劑雙酚A0.5份；碳酸鈣 30份；硬脂酸鋇 1份。
比較例3聚合度為1300PVC樹脂100份；偏苯三酸三辛酯(TOTM) 65份；氰尿酸鉛 10份；抗氧劑B225 0.8份；抗氧劑DLTP 0.2份；碳酸鈣 30份；硬脂酸鋇 1份。
實施例1、2和3在150℃×312h熱老化下的拉伸強度和斷裂伸長率的保留率均在70％以上，老化後試樣表面呈黃色。
比較例1與實施例1相比，沒有添加抗氧劑B225和DLTP，熱老化後的伸長率保留率為37％，明顯低於70％，老化後失重也大，而且老化後試樣表面呈棕色；比較例2與實施例1相比，添加抗氧劑為雙酚A，老化後的伸長率低於70％，但優於不加抗氧劑的比較例1，具體的測試性能見下表
實施例4和5在150℃下熱老化312h後，試樣拉伸強度和伸長率的保留率均大於70％。
比較例3與實施例4和5相比，增塑劑採用偏苯三酸三辛酯，試樣的伸長率保留率低於70％，具體的測試性能見下表
實施例和比較例在150℃下熱老化312h，測定熱老化後拉伸強度保留率和伸長率保留率，拉伸強度和伸長率的保留率用熱老化後的拉伸強度或伸長率除以老化前的拉伸強度或伸長率計算而得。要求保留率70％以上。加熱老化後失重，用老化前試片重量減去老化後試片重量再除以老化前試片重量計算而得。熱穩定時間指將材料在200℃下進行試驗，以剛果紅試紙變藍，即開始釋放氯化氫(HCL)的時間為熱穩定時間。
實施例和比較例將PVC樹脂和各組分混合後在160℃的雙滾開煉機上混煉塑化拉成片，然後在170℃下壓成1mm後，切成試片進行試驗。
由上述實施例1-5所公開的原料經圖1所示的加工工藝流程圖，即將所推薦的聚氯乙烯樹脂、耐熱增塑劑、穩定劑、抗氧劑、填衝劑、潤滑劑按所推薦的重量份比稱重配製後，用常規的塑料粒子加工工藝以捏合溫度為100℃左右，捏合時間為5-8分鐘進行高速捏合，再依次序經雙螺杆擠出塑化、造粒、包裝得到具有特殊耐熱性能的且柔軟的聚氯乙烯塑料粒子。其中，擠出塑化的溫度和造粒溫度分別控制為130～150℃。該塑料粒子供電線電纜生產廠商可以用常規的電線電纜用擠塑機直接擠包到電線電纜線芯外。經測試具有下表所示的機械物理性能。
權利要求
1.一種電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於其是由以下重量份配比的原料構成聚氯乙烯樹脂 100份；耐熱增塑劑40-100份；穩定劑8-12份；抗氧劑0.5-1.5份；填充劑5-60份；潤滑劑0-3份。
2.根據權利要求1所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的聚氯乙烯樹脂為SG2型樹脂、SG3型樹脂中的任意一種或從SG2型樹脂、SG3型樹脂中任擇其一與聚合度為1300-2500的樹脂相混合的混合物。
3.根據權利要求1所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的耐熱增塑劑為均苯四酸酯類增塑劑或者均苯四酸酯類增塑劑和雙季戊四醇酯類增塑劑、偏苯三酸酯類增塑劑的混合物。
4.根據權利要求1所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的穩定劑為鉛鹽穩定劑或者鉛鹽穩定劑和稀土穩定劑、鈣鋅複合穩定劑的混合物。
5.根據權利要求1所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的抗氧劑為酚類抗氧劑中的抗氧劑B225、抗氧劑CA、抗氧劑1010中的任意一種或抗氧劑B225與抗氧劑CA的混合物或抗氧劑B225和抗氧劑C A兩者任擇其一與輔助抗氧劑DLTP的混合物。
6.根據權利要求1所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的填充劑為碳酸鈣、煅燒陶土中的任意一種或一種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鹽類、聚乙烯蠟、石蠟中的任意一種或一種以上的混合物。
8.根據權利要求3所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的均苯四酸酯類增塑劑為均苯四酸四辛酯、均苯四酸四壬酯、均苯四酸四異癸酯中的任意一種或一種以上的混合物；所述的雙季戊四醇酯為雙季戊四醇辛酯、雙季戊四醇混合酯中的任意一種或一種以上的混合物；而所述的偏苯三酸酯類增塑劑為偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三壬酯、偏苯三酸三異癸酯中的任意一種或一種以上的混合物。
9.根據權利要求4所述的電線電纜用的軟聚氯乙烯塑料，其特徵在於所述的鉛鹽穩定劑為氰尿酸鉛。
全文摘要
一種用於電線電纜的特殊耐熱軟聚氯乙烯塑料，屬於工業用高分子材料中的電線電纜絕緣材料，其是由以下重量份配比的原料構成聚氯乙烯樹脂100份；耐熱增塑劑40－100份；穩定劑8－12份；抗氧劑0.5－1.5份；填充劑5－60份；潤滑劑0－3份。由本發明所提供的軟聚氯乙烯塑料的耐熱等級為120℃、熱老化條件為150℃×312h或150℃×168h，在150℃×312h條件下加速老化後拉伸強度、伸長率保留率在70％以上，重量損失4％以下；熱穩定時間大於300min，耐熱性能優異；此外還具有高溫下揮發性小、無氣味、易加工的優點。
文檔編號C08K5/00GK1760258SQ20051009527
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月4日 優先權日2005年11月4日
發明者張爾梅, 王俊剛, 張國強, 計文龍, 朱俊, 張健 申請人:常熟市中聯光電新材料有限責任公司