專利名稱：一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
隨著國家電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展，高壓電力電纜的應(yīng)用越來越多，人們對供電可靠率的要求也越來越高。為確保電纜安全穩(wěn)定運行，杜絕新投產(chǎn)及運行線路出現(xiàn)接地線、同軸電纜出現(xiàn)各種安全問題。目前，同軸電纜及 接地電纜采用多為普通聚氯乙烯絕緣材料，絕緣厚度
2.(T2. 5mm。由于長期在室外運行，加上我國北方大部分地區(qū)冬天溫度比較低，普通PVC絕緣材料由于絕緣厚度相對比較薄，在使用過程中已出現(xiàn)一些耐低溫不夠、電氣絕緣性能不夠，高壓試驗時容易被擊穿等問題，嚴重影響供電可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其制備工藝。一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其包括按照重量配比的如下組分聚氯乙烯100份；有機改性高嶺土30 40份；增塑劑50 70份；穩(wěn)定劑5 10份；阻燃劑5 10份； 低溫抗沖增韌劑5 8份；潤滑劑I 3份。以及，一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝，其包括如下步驟按照上述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的配方稱取各組分；將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，再加入70% 90%的增塑劑混合，得混合物I ;向所述混合物I中加入穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑、潤滑劑和剩余的增塑劑混合，得混合物II ;向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，得混合物III ;將混合物III加入至雙螺桿造粒機中，在165°C 175°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。本發(fā)明實施例提供的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，利用有機改性高嶺土、增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑和潤滑劑對聚氯乙烯樹脂改性，在材料的絕緣性和耐低溫性能方面，有顯著提高。進一步，該環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料制備工藝簡單、材料易得、效果顯著。由于不同添加劑的添加次序和添加時間、溫度對材料的穩(wěn)定性和加工性能有較大的影響，本發(fā)明中環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝根據(jù)各種添加劑不同的性質(zhì)以及其作用，采取分段加入的方式，使得添加劑和聚氯乙烯之間具有良好的相容性和穩(wěn)定性，不僅有利于獲取高性能的材料，可以克服某些功能添加劑性能上的不穩(wěn)定性，減少了混料時間，縮短加工周期，降低加工成本。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其包括按照重量配比的如下組分聚氯乙烯100份；有機改性高嶺土30 40份；增塑劑50 70份；穩(wěn)定劑5 10份； 阻燃劑5 10份；低溫抗沖增韌劑5 8份；潤滑劑I 3份。優(yōu)選地，聚氯乙烯的聚合度在1000 1500之間。所述有機改性高嶺土優(yōu)選為大分子偶聯(lián)改性高嶺土，具體地，為(甲基)丙烯酸酯類單體與Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑共聚物改性高嶺土，更優(yōu)選地，為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑三元共聚物改性高嶺土。共聚物中PMMA鏈段和PBA鏈段與聚氯乙烯(PVC)有很好的相容性，可以成為共混體系，因此能有效地提聞聞嶺土微粒與PVC樹脂的界面結(jié)合力。有機改性聞嶺土在環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的用量為30 40份，由于多種添加劑的協(xié)同影響，導(dǎo)致有機改性高嶺土的用量非常關(guān)鍵，過多過少都會影響PVC電纜料的沖擊韌性和力學(xué)性能。所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯(TOTM)和/或D0A。優(yōu)選地，為TOTM與DOA的混合物，其配比為3: f 5:1。增塑劑通常是難揮發(fā)的高沸點酯類，少數(shù)是低熔點固體，它們一般不與PVC發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是增塑劑像催化劑一樣可以吸收Y射線的能量，并轉(zhuǎn)移給PVC分子鏈上的氫或氯，使其更易解離，從而提高交聯(lián)效率。增塑劑的使用條件是與樹脂有良好的相容性，價格低廉，增塑效率高，增塑速度快，耐久性好，環(huán)境穩(wěn)定性好，衛(wèi)生性好(對人、畜和農(nóng)作物無毒、不污染、無味)，電絕緣性好，粘度穩(wěn)定性好。但是沒有一種增塑劑能滿足所有條件。因此，在實際使用時，多數(shù)是由兩種或多種并用以取長補短，獲得最佳的增塑效果并達到完善的性能要求。DOA與PVC的相容性較差，屬二次增塑劑，是用量最多的耐寒增塑齊U，盡管具有一些二次增塑劑的缺點，如耐久性、耐揮發(fā)性、耐移行性及耐油性不太理想，但是選擇和PVC相容性好的TOTM復(fù)合使用，可以增加其相容性，防止其后期析出，使得PVC材料具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。本實施例將兩種或多種增塑劑混用，能夠取長補短，得到揮發(fā)性小、耐低溫、電氣性能及耐遷移性極佳的增塑劑混合物。總之，通過控制和設(shè)計添加助劑的選擇，實現(xiàn)對PVC有目的、有針對性地改性，能夠使得PVC具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性。所述穩(wěn)定劑為環(huán)保無毒鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。鈣鋅穩(wěn)定劑對聚氯乙烯的穩(wěn)定化具有明顯的協(xié)同作用。其具體性能可以通過調(diào)整它們的配比而得到不同的效果。一方面鈣皂和鋅皂能與PVC分解釋放的氯化氫進行反應(yīng)，抑制了 PVC脫氯化氫的催化作用，另一方面鋅皂能與PVC分解生成的烯丙基氯發(fā)生酯化反應(yīng)，抑制PVC進一步脫氯化氫，同時生成的氯化鋅再與鈣皂反應(yīng)生成鋅皂和穩(wěn)定的氯化鈣。此外，鈣鋅穩(wěn)定劑的耐寒熱性能接近重金屬穩(wěn)定劑，不含有有毒成分，價格也遠遠低于有機錫類穩(wěn)定劑。優(yōu)選地，所述鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為為硬脂酸鋅和硬脂酸鈣的混合物，進一步，所述鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑還包括抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。所述鈣鋅穩(wěn)定劑中脂酸鋅和硬脂酸鈣質(zhì)量配比約為2:1。所述阻燃劑為氫氧化鎂和三氧化二銻的混合物。PVC在加入易燃性物質(zhì)以后，導(dǎo)致氧指數(shù)下降，可燃增強。加入氫氧化物，受熱后分解釋放出水，吸收熱量，能夠使得溫度下降。此外，三氧化二銻與氯化氫反應(yīng)，生成鹵化銻，鹵化銻的相對密度很大，包圍燃燒物周圍，隔斷空氣中的氧氣，達到阻燃的效果，并且在氣態(tài)時也有捕捉自由基的作用。優(yōu)選地，氫氧化鎂和三氧化二鋪質(zhì)量比為5:1。所述低溫抗沖增韌劑優(yōu)選為丙烯酸酯類聚合物(ACR)和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)的混合物。ACR和MBS能夠促進PVC塑化，降低PVC和其他助劑混合物的熔體黏度，MBS改善PVC的抗沖擊強度是由于形成了大量終止了的微裂紋，吸收了沖擊能所致。更優(yōu)選地，所述ACR和MBS的質(zhì)量比為3:1 1:1。所述潤滑劑為聚乙烯蠟和硬脂酸丁脂的混合物，硬脂酸丁脂主要為內(nèi)滑劑，減少PVC混合物分子之間的摩擦力，便于材料充分融融和減少放熱。PE蠟主要為外滑劑，主要作用是減少PVC混合物同生產(chǎn)設(shè)備之間的摩擦力，便于加工，提升效率。另外，還可在本實施例的PVC材料中添加染色劑，其重量份數(shù)為0. 5 I份，染色劑可采用聚氯乙烯電線色母料，能夠保證染色劑在產(chǎn)品中的分散性和著色力。本發(fā)明實施例還提供一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝，該制備工藝包括如下步驟SOl :按照上述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的配方稱取各組分；S02 :將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，再加入70% 90%的增塑劑混合，得混合物I ;S03 :向所述混合物I中加入穩(wěn)定齊U、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑、潤滑劑和剩余的增塑劑混合，得混合物II ;S04 向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，得混合物III ;S05 :將混合物III加入至雙螺桿造粒機中，在165°C 175°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。步驟SOl中，所有物料稱量準確，精確至0. 01千克，放入相應(yīng)的物料袋中并且做好標示，優(yōu)選地，增塑劑分成兩部分，其中一部分為增塑劑的70% 90%。步驟S02中，將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，分批量加入70% 90%的增塑劑混合，使增塑劑被PVC樹脂充分均勻的吸收，得混合物I。

步驟S03具體為，向所述混合物I中加入剩余的增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑和潤滑劑混合，攪拌均勻，得混合物II ;
步驟S04中，待混合物11中的所有物料完全混合均勻，塑化劑被充分吸收，向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，再混合3min，攪拌均勻。此處需要混合物II中的所有物料和增塑劑混合吸收均勻后，再加入有機改性高嶺土，否則會降低材料的絕緣性。步驟S05中，混合物III放料至雙螺桿高混煉擠出機，在165°C 175°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。以下通過具體配方和制備方法的實施例來說明上述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其制備工藝。實施例一本實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其含量為聚氯乙烯100份；有機改性高嶺土30份；增塑劑50份；穩(wěn)定劑5份；

阻燃劑5份；低溫抗沖增韌劑5份；潤滑劑I份；著色劑0.5份。本實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝具體過程如下Sll :按照上述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的配方稱取各組分，將增塑劑分成兩部分，其中一部分為增塑劑的70% ；S12 :將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，再分批量加入70%的增塑劑混合，使增塑劑被PVC樹脂充分均勻的吸收，得混合物I ;S13 :向所述混合物I中加入穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑、潤滑劑、著色劑和剩余的增塑劑混合，攪拌均勻，得混合物II ;S14 :待混合物II中的所有物料完全混合均勻，塑化劑被充分吸收，向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，再混合3min，攪拌均勻，得混合物III ；S15 :將混合物III加入至雙螺桿造粒機中，在165°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。實施例二 本實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其含量為聚氯乙烯100份；有機改性高嶺土40份；增塑劑70份；穩(wěn)定劑10份；阻燃劑10份；低溫抗沖增韌劑8份；潤滑劑3份；著色劑I份。本實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝具體過程如下
S21 :按照上述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的配方稱取各組分，將增塑劑分成兩部分，其中一部分為增塑劑的90% ；S22 :將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，再分批量加入90%的增塑劑混合，使增塑劑被PVC樹脂充分均勻的吸收，得混合物I ;S23 :向所述混合物I中加入穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑、潤滑劑、著色劑和剩余的增塑劑混合，攪拌均勻，得混合物II ;S24 :待混合物II中的所有物料完全混合均勻，塑化劑被充分吸收，向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，再混合5min，攪拌均勻，得混合物III ；S25 :將混合物III加入至雙螺桿造粒機中，在175°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。實施例三本實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料及其含量為聚氯乙烯100份；有機改性高嶺土35份；增塑劑60份；穩(wěn)定劑7份；阻燃劑 7份；低溫抗沖增韌劑6份；潤滑劑2份；著色劑0.8份。本實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝具體過程如下S31 :按照上述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的配方稱取各組分，將增塑劑分成兩部分，其中一部分為增塑劑的80% ；S32 :將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，再分批量加80%的增塑劑混合，使增塑劑被PVC樹脂充分均勻的吸收，得混合物I ;S33 :向所述混合物I中加入穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑、潤滑劑、著色劑和剩余的增塑劑混合，攪拌均勻，得混合物II ;S34 :待混合物II中的所有物料完全混合均勻，塑化劑被充分吸收，向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，再混合3min，攪拌均勻，得混合物III ；S35 :將混合物III加入至雙螺桿造粒機中，在170°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。請參閱表1，顯示本發(fā)明實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的性能。表I中測試是按照GB/1410-2006及GB/T5470-2008中規(guī)定的聚氯乙烯電纜測試標準對該環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)的成品進行體積電阻率和低溫沖擊脆性實驗測試。表I本發(fā)明實施例的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)的成品性能試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，包括按照重量配比的如下組分 聚氯乙烯100份； 有機改性高嶺土30 40份； 增塑劑50 70份； 穩(wěn)定劑5 10份； 阻燃劑5 10份； 低溫抗沖增韌劑5 8份； 潤滑劑I 3份。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述聚氯乙烯的聚合度為1000 1500。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述有機改性高嶺土為丙烯酸酯類單體與Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑共聚物改性高嶺土。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯(TOTM)和/或D0A。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述阻燃劑為氫氧化鎂和三氧化二銻的混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述低溫抗沖增韌劑優(yōu)選為丙烯酸酯類聚合物和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其特征在于，所述潤滑劑為聚乙烯蠟和硬脂酸丁脂的混合物。
9.一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的制備工藝，其包括如下步驟 按權(quán)利要求1 8任一所述的環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料的配方稱取各組分； 將聚氯乙烯加入至攪拌混料機中，再加入70% 90%的增塑劑混合，得混合物I ; 向所述混合物I中加入穩(wěn)定劑、阻燃劑、低溫抗沖增韌劑、潤滑劑和剩余的增塑劑混合，得混合物II ; 向所述混合物II中加入有機改性高嶺土，得混合物III ； 將混合物III加入至雙螺桿造粒機中，在165°C 175°C下塑化，切粒，冷卻，獲得所述環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，其包括按照重量配比的如下組分聚氯乙烯100份、有機改性高嶺土30～40份、增塑劑50～70份、穩(wěn)定劑5～10份、阻燃劑5～10份、低溫抗沖增韌劑5～8份和潤滑劑1～3份。本發(fā)明還提供一種防變色交聯(lián)聚氯乙烯材料的制備工藝。該環(huán)保無毒高絕緣耐低溫聚氯乙烯電纜料，原料成本低廉而且環(huán)保，材料的絕緣性和耐低溫性能優(yōu)異，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C08K13/06GK103059471SQ20121057588
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者張萬濤, 曹明勇, 曾美昌, 熊陶 申請人:深圳市帝源新材料科技有限公司