本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備方法和含有聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的電纜。

背景技術(shù)：

目前，從公開的技術(shù)標準，聚氯乙烯電纜材料，在美國ul758/1581標準中最高耐溫等級為105℃，而加速老化的條件是136℃/168小時加速恒溫，中國gb8815標準中，最高耐溫等級為90℃，其加速老化條件是135℃/240小時，歐洲vde0218標準中，最高耐溫等級為90℃，其加速老化條件是135℃/336小時。然而，耐溫等級為125℃及以上耐溫等級材料，基本都是使用交聯(lián)聚乙烯材料，硅橡膠材料，氟材料等，但這些材料生產(chǎn)過程相對復(fù)雜，成本相對高昂，且難以回收使用。

目前，聚氯乙烯電纜材料被廣泛用于汽車中，如作為在汽車電線絕緣材料以及汽車充電樁專用電纜絕緣護套材料，但是這類電線絕緣材料通常要求耐高溫，耐各類油腐蝕，良好的耐低溫性能及良好的耐磨性和機械性能。但是目前的聚氯乙烯電纜材料不能同時具有耐高溫、耐低溫、耐油腐蝕等性能。因此，當前聚氯乙烯電纜材料的使用受到一定的限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備，以解決現(xiàn)有聚氯乙烯電纜復(fù)合材料不同時具有耐熱性、耐油性、耐低溫的技術(shù)問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種電纜，以解決現(xiàn)有聚氯乙烯電纜由于不同時具有耐熱性、耐油性、耐低溫而導(dǎo)致其使用受限的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一方面，提供了一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料。所述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料包括以下重量份數(shù)的配方組份：

本發(fā)明另一方面，提供了一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的制備方法。所述制備方法包括如下步驟：

按照本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料配方分別稱取各組分；

將稱取的所述各組分進行混料處理，獲得混合物料；

將所述混合物進行熔融擠出。

本發(fā)明實施例又一方面，提供了一種電纜。所述電纜包括導(dǎo)體和包覆在所述導(dǎo)體的絕緣層，所述絕緣層材料為本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料或由本發(fā)明制備方法制備的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料以聚氯乙烯樹脂為基體樹脂，在所含的添加劑的協(xié)同作用下，賦予本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料優(yōu)異的耐高溫、耐低溫性(-40℃)，高絕緣性，且耐油，環(huán)保無毒，可以回收使用。

本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的制備方法將配方組分進行混料處理，從而使得各組分能夠混料均勻，在將混合物料進行熔融擠出塑煉處理過程中，使得 添加劑之間產(chǎn)生增效作用對聚氯乙烯基體樹脂進行改性，賦予本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料優(yōu)異的耐高溫、耐低溫性，高絕緣性，且耐油，環(huán)保無毒。另外，本發(fā)明制備方法工藝易控，使得生產(chǎn)的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料性能穩(wěn)定，相對同耐溫等級的材料成本低廉。

本發(fā)明電纜由于采用本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料作為絕緣層，因此，賦予本發(fā)明電纜優(yōu)異的耐高溫、耐低溫性，高絕緣性，且耐油，環(huán)保無毒，而且成本低。

具體實施方式

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)明實施例說明書中所提到的相關(guān)成分的重量不僅僅可以指代各組分的具體含量，也可以表示各組分間重量的比例關(guān)系，因此，只要是按照本發(fā)明實施例說明書相關(guān)組分的含量按比例放大或縮小均在本發(fā)明實施例說明書公開的范圍之內(nèi)。具體地，本發(fā)明實施例說明書中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工領(lǐng)域公知的質(zhì)量單位。

一方面，本發(fā)明實施例提供一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的配方組份：

這樣，該實施例的聚氯乙烯復(fù)合材料在高聚合度聚氯乙烯的基礎(chǔ)上引入合適的填充劑、增塑劑、環(huán)保穩(wěn)定劑、改性劑、絕緣抵抗劑、環(huán)保阻燃劑及著色劑，從而設(shè)計出一種滿足在125℃溫度下長期使用，且各項力學(xué)性能和物理機械性能也優(yōu)異的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料，其相關(guān)性能參數(shù)請參見下文表1中的數(shù)據(jù)。

具體的，上述實施例中，所述聚氯乙烯樹脂作為基體樹脂。在一實施例中，所述聚氯乙烯樹脂的聚合度≥2500，也即是該聚氯乙烯樹脂選用聚合度≥2500的聚氯乙烯樹脂。選用聚合度≥2500的聚氯乙烯樹脂為基體樹脂，相對于目前傳統(tǒng)的聚氯乙烯樹脂如聚合度為1000或1300的聚氯乙烯樹脂具有更好的耐熱性能，更好的耐刮磨和機械性能。

所述填充劑能夠起到不強的作用，同時能夠改善材料表面性能，并降低復(fù)合材料的成本，在一實施例中，所述填充劑包括重質(zhì)碳酸鈣和納米級碳化鈣；其中，所述重質(zhì)碳酸鈣與納米級碳化鈣的重量比為(0.5-1):1，具體的可以但不僅僅為1:1、1:2、2:1等。其中，重質(zhì)碳酸鈣為物理法生產(chǎn)超細碳酸鈣粉(2800目)，納米級碳化鈣為化學(xué)法生產(chǎn)的納米級碳酸鈣。這樣搭配使用在生產(chǎn)電線絕緣過程中使其外觀更加光滑細膩，同時又避免全部使用納米級碳酸鈣產(chǎn)生彩色材料加工中容易黃變的問題。

所述增塑劑能夠在其他添加劑的協(xié)同作用下，提供本發(fā)明實施例復(fù)合材料的耐油性能、耐低溫性能、耐高溫性能等性能。在一實施例中，所述增塑劑選w-797-zh、c810、un380中的至少一種。在具體實施例中，所選用的w-797-zh為日本dic公司生產(chǎn)的w-797-zh，所選用的c810為日本adk公司生產(chǎn)的c810，所選用的un380為臺灣聯(lián)成公司生產(chǎn)的un380。所選用的該些增塑劑在其他添加劑的協(xié)同作用下賦予本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料優(yōu)良的耐油性能，耐低溫性能，耐高溫性能，能在長時間的高溫(如150℃)環(huán)境下不易揮發(fā)，保持良好的柔軟性。

所述穩(wěn)定劑能夠在其他添加劑的協(xié)同作用下，提供本發(fā)明實施例復(fù)合材料的抗老化和熱穩(wěn)定性等性能。在一實施例中，所述穩(wěn)定劑選rup-110c、a290中的至少一種。在具體施例中，所述rup-110c可選用日本adk公司生產(chǎn)的環(huán)保無毒鈣-鋅體系的高性能穩(wěn)定劑環(huán)保rup-110c，a290可選用熊牌公司生產(chǎn)的環(huán)保無毒鈣-鋅體系的高性能穩(wěn)定劑環(huán)保a290。

所述絕緣抵抗劑能夠在其他添加劑的協(xié)同作用下，提供本發(fā)明實施例復(fù)合材料的絕緣性等性能。在一實施例中，所述絕緣抵抗劑選用sp-33、pvc-y特中的至少一種。在具體施例中，所述sp-33為巴斯夫化學(xué)生產(chǎn)的sp-33，pvc-y特為廣西聯(lián)壯公司生產(chǎn)的pvc-y，其作為絕緣抵抗劑添加至聚氯乙烯電纜復(fù)合材料中，能夠提高復(fù)合材料的絕緣性，同時也可以作為填充劑使用，降低成本。

所述改性劑能夠在其他添加劑的協(xié)同作用下，提供本發(fā)明實施例復(fù)合材料的整體的加工性等性能。在一實施例中，所述改性劑選自im812、e920、中的至少一種。在具體施例中，所述im812為韓國lg化學(xué)生產(chǎn)的im812；所述e920為法國阿科瑪公司生產(chǎn)的e920。選用這兩類改性劑具有在低溫下良好的抗沖擊強度，也可以改善材料整體的加工性，解決本發(fā)明實施例聚合度聚氯乙烯樹脂粉難加工成型的問題，同時，又可以改善材料外觀，使其更加光滑細膩。

在一所述中，所述環(huán)保阻燃劑選用三氧化二銻、氫氧化鎂中的至少一種。其中，所選用的三氧化二銻在燃燒初期，首先是熔融，在材料表面形成保護膜隔絕空氣，通過內(nèi)部吸熱反應(yīng)，降低燃燒溫度，并且在高溫狀態(tài)下三氧化二銻被氣化，稀釋了空氣中氧濃度，從而起到阻燃作用。

對于本發(fā)明實施例，所含的著色劑沒有太大要求，可選擇色粉，使得聚氯乙烯電纜復(fù)合材料具有耐高溫有機環(huán)保顏料。

因此，本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料選用填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、改性劑、阻燃劑、著色劑、絕緣抵抗劑對基體樹脂進行改性，從而賦予本 發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料同時具有優(yōu)異的耐高溫(實現(xiàn)聚氯乙烯電纜復(fù)合材料在125℃溫度下長期使用)、耐低溫性(-40℃)，高絕緣性，且耐油，環(huán)保無毒。另外，通過對相應(yīng)添加劑種類的選用和基體樹脂特性的控制，能夠顯著提高本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料耐高溫、耐低溫性和耐油性，同時賦予了本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料優(yōu)異的耐磨性和相關(guān)機械性能，基于其該些性能，有效擴寬了聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。

另一方面，本發(fā)明實施例提供了上述實施例中聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的一種制備方法。在一實施例中，所述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料制備方法包括如下步驟：

步驟s01.獲取聚氯乙烯組分原料：按照上文本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料配方分別稱取各組分；

步驟s02.將稱取的各組分進行混料處理：將稱取的所述各組分進行混料處理，獲得混合物料；

步驟s03.對混合物料進行熔融擠出塑化：將步驟s02中獲得的所述混合物進行熔融擠出塑化。

其中，上述步驟s01中稱取的各組分的含量和所選用的成分均如上文本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料中所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。

上述步驟s02中混料處理是為了使得各組分能夠混合均勻，形成高度分散的混合物料，以保證制備的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料性能穩(wěn)定。

在一實施例中，該混料處理可以按照如下方法進行，也即是混合物料按照如下方法混料處理：

步驟s021：將稱取的增塑劑呈流動態(tài)，并將其分成兩部分，一部分與稱取的聚氯乙烯樹脂進行混料處理，形成第一混合物；

步驟s022：將另一部分流動態(tài)的所述增塑劑和稱取的除絕緣抵抗劑之外的其他組分與所述第一混合物進行混料處理，形成第二混合物；

步驟s023：待所述第二混合物料溫度達到105℃-115℃后，與所述緣抵抗 劑進行混料處理，形成所述混合物。

其中，步驟s021中，將增塑劑控制呈流動態(tài)，以增加其流動性，從而提高其與其他組分混合效果提高其他組分對其吸收性。在一實施例中，該呈流動態(tài)的增塑劑的溫度控制為50℃-70℃。具體的如，在環(huán)境溫度低于30℃時，需要對增塑劑w-797-zh進行加熱處理，加熱溫度為50℃-70℃。

在另一實施例中，呈流動態(tài)的增塑劑分成兩部分，在具體實施例中，其中一份占總增塑劑的70％，則另一份轉(zhuǎn)總增塑劑的30％，且將該70％的該份增塑劑與聚氯乙烯樹脂進行混料處理，優(yōu)選的是將70％的該份增塑劑若干批次逐步加入聚氯乙烯樹脂進行混料處理。

在該步驟s021中的混料處理只要是能夠使得兩者能夠充分混合均勻，使得基體樹脂對增塑劑充分吸收的混料方式均可，如采用攪拌處理。

在一實施例中，步驟s022中的混料處理是分階段混料處理，如先低速攪拌混合，混合5～8分鐘后，進行高速混合5～8分鐘。其中低速攪拌的轉(zhuǎn)速為小于1000轉(zhuǎn)/分鐘，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為大于3000轉(zhuǎn)/分鐘。該分階段進行混料處理，能夠使得各組分充分混合均勻。

在一實施例中，步驟s023中的混料處理采用低速攪拌混合，如混合2～3分鐘分鐘。其中低速攪拌的轉(zhuǎn)速為小于1000轉(zhuǎn)/分鐘。該混料處理以保證緣抵抗劑能夠與第二混合物充分混合至均勻。

上述步驟s03中，將混合物料進行熔融擠出過程中，各組分在高壓高溫的環(huán)境對基體樹脂發(fā)生作用，進行塑化，從而形成本發(fā)明上述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料。在一實施例中，所述熔融擠出的溫度為160℃-200℃，優(yōu)選170℃-200℃。該溫度使得各組分在熔融狀態(tài)下充分混合均勻且充分作用，使得塑化后形成的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料性能更優(yōu)，且更穩(wěn)定。

在具體實施例中，該熔融擠出可以采用但不僅僅采用雙螺桿擠出機來實現(xiàn)。

待熔融擠出塑化處理后，還可以包括對塑化處理后的復(fù)合材料進行切粒冷卻等后續(xù)步驟。

因此，本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的制備方法將配方組分進行混料處理，優(yōu)選的是先分批次的將增塑劑與高聚合度的聚氯乙烯樹脂進行混料處理，使得從而使得增塑劑與樹脂充分混合并被吸收，隨后，加入剩余的增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、阻燃劑、抗沖改性劑、著色劑使物料混合均勻，加入絕緣抵抗劑，以使得各組分能夠均勻混合，賦予本發(fā)明聚氯乙烯電纜復(fù)合材料優(yōu)異的耐高溫、耐低溫性，高絕緣性，且耐油，環(huán)保無毒以及相應(yīng)的機械性能。另外，本發(fā)明實施例制備方法工藝易控，對設(shè)備要求低的特點，且生成的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料性能穩(wěn)定，相對同耐溫等級的材料成本低廉。

又一方面，基于上文所述的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例還提供了一種電纜。所述電纜的結(jié)構(gòu)可以是現(xiàn)有電纜的常規(guī)結(jié)構(gòu)，也可以是在現(xiàn)有電纜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行改進后的結(jié)構(gòu)，在一實施例中，該電纜包括導(dǎo)體和包覆在所述導(dǎo)體的絕緣層，其中，所述絕緣層材料為上文所述的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料或本發(fā)明實施例制備方法制備的聚氯乙烯電纜復(fù)合材料。

以下結(jié)合具體實施例對上述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備方法進行詳細闡述。

實施例1：

本實施例提供了一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備方法。其中，所述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料包括下述重量份數(shù)的組分：

其中，所用聚氯乙烯樹脂為高聚合度聚氯乙烯樹脂粉，選擇聚合度為≥2500；所用增塑劑材料為日本dic公司生產(chǎn)的w-797-zh；所用穩(wěn)定劑為日本adk公司生產(chǎn)的環(huán)保無毒鈣-鋅體系的高性能穩(wěn)定劑rup-110c；所用改性劑為韓國lg化學(xué)生產(chǎn)的im812；所述絕緣抵抗劑為巴斯夫化學(xué)生產(chǎn)的sp-33；填充劑i為重質(zhì)碳酸鈣2800目，填充劑ii為納米級碳酸鈣ccr。

該聚氯乙烯電纜復(fù)合材料的制備方法如下：

s11.按照上文所述的聚氯乙烯所含的組分分別稱取相對應(yīng)的重量分數(shù)；

s12.將上述稱量好的聚氯乙烯樹脂加入到攪拌混料機中，然后分批次加入增塑劑，首次加入增塑劑70％左右；

s13.加入剩余的增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、阻燃劑、抗沖改性劑，使物料均勻混合；

s14.提高混料溫度后，加入絕緣抵抗劑sp-33,使其混合均勻；

s15.將混合均勻的物料加入雙螺旋桿造粒機中，于170℃-200℃高溫塑化，最后切粒冷卻，得到成品。

實施例2

本實施例提供了一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備方法。其中，所述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料包括下述重量份數(shù)的組分：

其中，各組分具體所選用的組分如同實施例1.

本實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料制備方法按照實施例1的制備方法制備。

實施例3

本實施例提供了一種聚氯乙烯電纜復(fù)合材料及其制備方法。其中，所述聚氯乙烯電纜復(fù)合材料包括下述重量份數(shù)的組分：

其中，所用聚氯乙烯樹脂為高聚合度聚氯乙烯樹脂粉，選擇聚合度為≥2500；所用增塑劑材料為c810；所用穩(wěn)定劑為a290；所用改性劑為韓國lg化學(xué)生產(chǎn)的im812或者法國阿科瑪公司生產(chǎn)的e920；所述絕緣抵抗劑為pvc-y特；填充劑i為重質(zhì)碳酸鈣2800目，填充劑ii為納米級碳酸鈣ccr。

本實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料制備方法按照實施例1的制備方法制備。

相應(yīng)性能的測試

將上述實施例1至實施例3提供的按上述配方制成聚氯乙烯電纜復(fù)合材料，熱空氣老化試驗按gb/t3515-2001測試，具體數(shù)據(jù)見下表1：

表1聚氯乙烯力學(xué)性能

注：老化條件i：150℃*240h恒溫，老化條件ii：標準902#實驗用油*60℃*168h，老化條件iii：125℃*3000h恒溫

由表1數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明實施例聚氯乙烯電纜復(fù)合材料同時具有優(yōu)異的耐高溫、耐低溫性(-40℃)，高絕緣性，且耐油，耐候，環(huán)保無毒，機械性能穩(wěn)定。

以上是對本發(fā)明所提供的聚氯乙烯電纜材料復(fù)合材料及其制備方法進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。