一種可用于汽車電纜的聚氨酯/pvc交聯(lián)電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性聚氨酯是由二異氰酸酯、多元醇和擴鏈劑聚合而成的彈性體材料，其具有高強度、高彈性、耐磨、耐油、耐氣候、耐低溫、柔軟等特點，這是綜合任何橡膠和塑料不全具備的。按照分子結(jié)構(gòu)可以分為聚醚型和聚酯型兩大類，由于電纜的使用環(huán)境較復雜，要求的使用壽命在10年以上，而聚酯型聚氨酯的高溫耐水解性能較差，且低溫柔韌性也不及聚醚型，故在電纜領(lǐng)域多使用聚醚型聚氨酯材料。聚醚型聚氨酯材料的氧指數(shù)只有18%，屬于易燃材料，且燃燒時具有濃煙并伴有有毒氣體和嚴重熔滴，而且聚氨酯的價格相對比較高，這就限制了在電纜行業(yè)上面的應(yīng)用，因此需要對聚醚型聚氨酯進行阻燃改性以及成分上面的交聯(lián)改性。PVC的成本低、應(yīng)用廣，是一種重要的通用塑料，有研究將聚醚型聚氨酯與PVC共混，得到成本低、加工性能佳的材料。本發(fā)明則希望通過聚醚型聚氨酯與PVC進行交聯(lián)改性，通過阻燃成分的添加，制備出一種成本低、應(yīng)用范圍廣、阻燃防火性能優(yōu)異、加工流動性好、耐低溫性能佳的軟性電纜護套料。
[0003]汽車電線電纜有別于一般的電線電纜，是專門為汽車的需要而設(shè)計的。由于汽車內(nèi)部是一個十分復雜的小環(huán)境，存在震動、摩擦、油污、高熱、寒冷和電磁輻射等各種復雜條件，因而要求汽車電線具有耐熱、耐寒、耐磨、無味和抗干擾等各種功能。汽車電纜料的關(guān)鍵技術(shù)之一就是耐磨性能的研究改進，汽車線由于其使用位置特殊，汽車在運行過程中無法避免線與線之間的互相摩擦，一旦塑料護套磨穿會直接導致短路造成交通事故隱患，所以車用電線要求有足夠的耐磨性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，由下列重量份的原料制備制成??聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸鋁20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、鈦酸鋁4.3-4.5、PVC50-52、交聯(lián)劑TAIC1.6-1.8、硬脂酸鈣6_7、乙酰檸檬酸三丁酯20-22、氧化鋅4_5、錫酸鈉3-4、液體石蠟3-4.2、尿素2-2.5、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯1_1.2,600目碳酸鈣9-11、高耐磨炭黑5-6、順丁烯二酸二丁酯2-3。
[0006]所述一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，由以下具體步驟制成:
(I)將二乙基次膦酸鋁、氰尿酸三聚氰胺、鈦酸鋁、一半量的硬脂酸鈣放入高速混合機中，常溫下以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后，然后加熱至80°C，以1200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘，得到分散均勻的復配阻燃劑；將聚醚型聚氨酯放置在溫度為90°C的鼓風干燥箱中干燥3小時，密封冷卻至室溫后取出后送入雙輥開煉機，控制前后輥溫度均為130°C，開練2-3分鐘，再加入復配阻燃劑，繼續(xù)開練8分鐘后倒出，送入雙螺桿擠出機中，在溫度為140°C的條件下擠出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
(2)將PVC、交聯(lián)劑TAIC、乙酰檸檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸鈣加入到高速混合機中，控溫100°C，以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘，然后將物料放入冷混機中，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌，直至物料冷卻至室溫時加入步驟(2)得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常溫下以1000轉(zhuǎn)/分的速度混合5分鐘后出料，再將混合好的物料送入平行雙螺桿擠出機中，混合30分鐘，控制擠出溫度為145°C，擠出造粒，得到交聯(lián)改性母料；
(3)將高耐磨炭黑研磨至過600目篩與600目碳酸鈣混合均勻待用；尿素加熱至熔融，與液體石蠟、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯混合，加入氧化鋅、錫酸鈉，攪拌混合均勻，控溫在80 0C時保溫30分鐘后噴灑在上述混合粉末中，加入高速混合機中混合20分鐘后倒出，烘箱中以90 °C的溫度烘干得到改性填料；
(4)將步驟(2)得到的交聯(lián)改性母料與步驟(3)得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入雙螺桿擠出機中，混合10分鐘后，以150°C的溫度擠出造粒即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明在聚醚型聚氨酯的改性中采用二乙基次膦酸鋁和氰尿酸三聚氰胺為主阻燃劑，復配鈦酸鋁，協(xié)同作用，能有效提高燃燒過程的成炭量，且使得炭層更致密，同時也降低了最大熱釋放速率，顯示出優(yōu)異的阻燃防火功效；再利用PVC與改性后的聚醚型聚氨酯進行交聯(lián)，阻燃性能進一步增強，不僅保持了聚氨酯柔軟、耐磨、耐低溫的性質(zhì)，同時降低了成本，提高了交聯(lián)物料的熱穩(wěn)定性，更適合市場需求。
[0008]本發(fā)明通過一系列的工藝將氧化鋅、錫酸鈉等包覆在碳酸鈣與高耐磨炭黑表面，形成阻燃性能良好的耐磨填料；通過科學合理的成分配比以及可控的工藝制備出的產(chǎn)品具有良好的耐磨性，抗沖擊性，在低溫下也能保持柔韌性，結(jié)實不易開裂，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0009]—種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚醚型聚氨酯100、二乙基次膦酸鋁20、氰尿酸三聚氰胺17、鈦酸鋁4.3、PVC50、交聯(lián)劑TAIC1.6、硬脂酸鈣6、乙酰檸檬酸三丁酯20、氧化鋅4、錫酸鈉3、液體石蠟3、尿素2、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯1、600目碳酸鈣9、高耐磨炭黑5、順丁烯二酸二丁酯2。
[0010]2、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將二乙基次膦酸鋁、氰尿酸三聚氰胺、鈦酸鋁、一半量的硬脂酸鈣放入高速混合機中，常溫下以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后，然后加熱至80°C，以1200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘，得到分散均勻的復配阻燃劑；將聚醚型聚氨酯放置在溫度為90°C的鼓風干燥箱中干燥3小時，密封冷卻至室溫后取出后送入雙輥開煉機，控制前后輥溫度均為130°C，開練3分鐘，再加入復配阻燃劑，繼續(xù)開練8分鐘后倒出，送入雙螺桿擠出機中，在溫度為140°C的條件下擠出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
(2)將PVC、交聯(lián)劑TAIC、乙酰檸檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸鈣加入到高速混合機中，控溫100°C，以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘，然后將物料放入冷混機中，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌，直至物料冷卻至室溫時加入步驟(2)得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常溫下以1000轉(zhuǎn)/分的速度混合5分鐘后出料，再將混合好的物料送入平行雙螺桿擠出機中，混合30分鐘，控制擠出溫度為145°C，擠出造粒，得到交聯(lián)改性母料；
(3)將高耐磨炭黑研磨至過600目篩與600目碳酸鈣混合均勻待用；尿素加熱至熔融，與液體石蠟、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯混合，加入氧化鋅、錫酸鈉，攪拌混合均勻，控溫在80 0C時保溫30分鐘后噴灑在上述混合粉末中，加入高速混合機中混合20分鐘后倒出，烘箱中以90 °C的溫度烘干得到改性填料；
(4)將步驟(2)得到的交聯(lián)改性母料與步驟(3)得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入雙螺桿擠出機中，混合10分鐘后，以150°C的溫度擠出造粒即得。
[0011]將本發(fā)明材料應(yīng)用于電纜的生產(chǎn)，電纜產(chǎn)品經(jīng)檢測，達到的指標如下:抗張強度為26.3MPa，斷裂伸張率為311%，氧指數(shù)彡30%，阻燃性能達到UL-94 V-O級。
【主權(quán)項】
1.一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸鋁20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、鈦酸鋁4.3-4.5、PVC50-52、交聯(lián)劑TAIC1.6-1.8、硬脂酸鈣6-7、乙酰檸檬酸三丁酯20-22、氧化鋅4-5、錫酸鈉3-4、液體石蠟3-4.2、尿素2-2.5、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯1-1.2、600目碳酸鈣9-11、高耐磨炭黑5-6、順丁烯二酸二丁酯2_3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將二乙基次膦酸鋁、氰尿酸三聚氰胺、鈦酸鋁、一半量的硬脂酸鈣放入高速混合機中，常溫下以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后，然后加熱至80°C，以1200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘，得到分散均勻的復配阻燃劑；將聚醚型聚氨酯放置在溫度為90°C的鼓風干燥箱中干燥3小時，密封冷卻至室溫后取出后送入雙輥開煉機，控制前后輥溫度均為130°C，開練2-3分鐘，再加入復配阻燃劑，繼續(xù)開練8分鐘后倒出，送入雙螺桿擠出機中，在溫度為140°C的條件下擠出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料； (2)將PVC、交聯(lián)劑TAIC、乙酰檸檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸鈣加入到高速混合機中，控溫100°C，以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘，然后將物料放入冷混機中，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌，直至物料冷卻至室溫時加入步驟(2)得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常溫下以1000轉(zhuǎn)/分的速度混合5分鐘后出料，再將混合好的物料送入平行雙螺桿擠出機中，混合30分鐘，控制擠出溫度為145°C，擠出造粒，得到交聯(lián)改性母料； (3)將高耐磨炭黑研磨至過600目篩與600目碳酸鈣混合均勻待用；尿素加熱至熔融，與液體石蠟、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯混合，加入氧化鋅、錫酸鈉，攪拌混合均勻，控溫在80 0C時保溫30分鐘后噴灑在上述混合粉末中，加入高速混合機中混合20分鐘后倒出，烘箱中以90 °C的溫度烘干得到改性填料； (4)將步驟(2)得到的交聯(lián)改性母料與步驟(3)得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入雙螺桿擠出機中，混合10分鐘后，以150°C的溫度擠出造粒即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可用于汽車電纜的聚氨酯/PVC交聯(lián)電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸鋁20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、鈦酸鋁4.3-4.5、PVC50-52、交聯(lián)劑TAIC1.6-1.8、硬脂酸鈣6-7、乙酰檸檬酸三丁酯20-22、氧化鋅4-5、錫酸鈉3-4、液體石蠟3-4.2、尿素2-2.5、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯1-1.2、600目碳酸鈣9-11、高耐磨炭黑5-6、順丁烯二酸二丁酯2-3。本發(fā)明通過科學合理的成分配比以及可控的工藝制備出的產(chǎn)品具有良好的耐磨性，在低溫下也能保持柔韌性，結(jié)實不易開裂，使用壽命長。
【IPC分類】C08K3/04, C08L75/08, C08K3/26, C08K9/10, C08L27/06, C08K5/11, C08K5/3492, C08K13/06, H01B3/30, C08L91/06, C08K5/098
【公開號】CN105131578
【申請?zhí)枴緾N201510602271
【發(fā)明人】張元船, 趙欣泰, 楊茂明, 華齊東
【申請人】安徽徽寧電器儀表集團有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月21日