一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料及其制备方法与应用与流程
1.本发明属于电线电缆技术领域，尤其涉及一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料及其制备方法与应用。
背景技术：
2.聚氯乙烯，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
3.聚氯乙烯为无定形结构的白粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77℃～90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
4.常规聚氯乙烯护套料是以聚氯乙烯树脂为基料，添加增塑剂(降低树脂加工温度，降低产品软化点)、阻燃剂(提高产品阻燃性能)、稳定剂(提高产品耐热性能，延缓聚氯乙烯降解)、润滑剂(改善产品加工性能，使物料更容易脱模流动)等通过适当的比例经过螺杆挤出塑化后混合在一起的产品。如果对产品有耐寒(低温脆化温度-40℃)需求，产品中一般增加己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等耐寒增塑剂，但此类增塑剂耐热性能差。如果对产品有耐热(使用温度105℃以上)需求，产品中一般增加偏苯三酸三辛酯及聚酯类增塑剂，但此类增塑剂耐寒性能较差。如果对产品即有耐寒需求又有耐热需求的话，使用常规的增塑剂材料很难实现这一目的。
5.因此，为了解决上述问题，亟待提供一种既耐寒又耐热的电缆料。
技术实现要素：
6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料。
7.本发明是通过以下技术方案实现的：
8.本发明的第一个目的是提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
[0009][0010]
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000～2500。
[0011]
在本发明的一个实施方式中，所述聚氯乙烯树脂选自sg-1型树脂、sg-3型树脂、sg-5型树脂和sg-8型树脂中的一种或多种。
[0012]
在本发明的一个实施方式中，所述增塑剂选自偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯和环氧大豆油中的一种或多种。
[0013]
在本发明的一个实施方式中，所述阻燃剂选自三氧化二锑、三嗪类氮磷阻燃剂、氢氧化镁、氢氧化铝和膨胀石墨中的一种或多种。
[0014]
在本发明的一个实施方式中，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸和蒙旦蜡中的一种或多种。
[0015]
在本发明的一个实施方式中，所述钙锌复合稳定剂中钙与锌的重量比例为3～4:1。
[0016]
在本发明的一个实施方式中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯和dltp中的一种或多种。
[0017]
在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
[0018][0019]
本发明的第二个目的是提供了所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0020]
(1)将聚氯乙烯树脂、树脂、增塑剂、乙烯-丙烯酸丁酯、阻燃剂、润滑剂、钙锌复合稳定剂和抗氧剂进行混合，得到混合组分；
[0021]
(2)将步骤(1)所得混合组分进行加热搅拌，搅拌温度为120℃～130℃；
[0022]
(3)将步骤(2)中所得混合好的物料进行冷却，并搅拌至70℃～80℃出料；
[0023]
(4)出料后用经双螺杆挤出机挤出后，再经单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在150℃～170℃，得到所述聚氯乙烯电缆料。
[0024]
本发明的第三个目的是提供了所述耐寒耐热的的聚氯乙烯电缆料在风能电机、船缆和新能源电池连接线中的应用。
[0025]
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0026]
(1)本发明通过使用耐寒和耐热性能均比较优秀的原材料，辅助特定加工工艺，解决了聚氯乙烯电缆料耐寒性能与耐热性能不能兼顾的问题，从而确保电缆通过高温及低温卷绕测试。
[0027]
(2)在使用一定份数的乙烯-丙烯酸丁酯后，产品在达到相同耐寒性能及阻燃性能后，所需使用的耐寒增塑剂及阻燃剂份数大大减少，进而降低了配方成本。乙烯-丙烯酸丁酯加入后还可以使聚氯乙烯电缆料的低冲性能得到明显提高，同时氧指数也得到了一定改善。
[0028]
(3)本发明中偏苯三酸三辛酯与对苯二甲酸二辛酯/邻苯二甲酸二辛酯复合使用时可缓解产品塑化过度的情况发生；由于偏苯三酸三辛酯增塑效果较强，单一使用会造成产品塑化过度。
[0029]
(4)本发明聚氯乙烯电缆料中的环氧大豆油中含有环氧基团，与钙锌复合稳定剂同时使用，对产品耐热性能起到协同效应，会明显提高产品的耐热性能，但环氧大豆油耐低温性能差，会降低产品的耐低温性能，因此添加量不能过大。
具体实施方式
[0030]
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032]
实施例1
[0033]
本实施例提供了一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0034][0035]
本实施例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料的制备方法为：
[0036]
(1)将上述组分投入高速混合机搅拌至物料温度为120℃～130℃；
[0037]
(2)将高速混合机中混合好的物料排入冷却混合机并搅拌至70℃～80℃出料；
[0038]
(3)出料后用经双螺杆挤出机挤出后，再经单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在150℃～170℃，得到所述耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料。
[0039]
实施例2
[0040]
本实施例提供一种耐寒耐热的的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0041][0042][0043]
本实施例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料的制备方法为：
[0044]
(1)将上述组分投入高速混合机搅拌至物料温度为120℃～130℃；
[0045]
(2)将高速混合机中混合好的物料排入冷却混合机并搅拌至70℃～80℃出料；
[0046]
(3)出料后用经双螺杆挤出机挤出后，再经单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在150℃～170℃，得到所述耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料。
[0047]
实施例3
[0048]
本实施例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0049][0050]
本实施例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料的制备方法为：
[0051]
(1)将上述组分投入高速混合机搅拌至物料温度为120℃～130℃；
[0052]
(2)将高速混合机中混合好的物料排入冷却混合机并搅拌至70℃～80℃出料；
[0053]
(3)出料后用经双螺杆挤出机挤出后，再经单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在150℃～170℃，得到所述耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料。
[0054]
实施例4
[0055]
本实施例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0056][0057]
本实施例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料的制备方法为：
[0058]
(1)将上述组分投入高速混合机搅拌至物料温度为120℃～130℃；
[0059]
(2)将高速混合机中混合好的物料排入冷却混合机并搅拌至70℃～80℃出料；
[0060]
(3)出料后用经双螺杆挤出机挤出后，再经单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在150℃～170℃，得到所述耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料。
[0061]
对比例1
[0062]
本对比例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0063]
[0064]
本对比例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料与实施例1的不同之处在于不添加乙烯-丙烯酸丁酯。
[0065]
对比例2
[0066]
本对比例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0067][0068]
本对比例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料与实施例1的不同之处在于不添加对苯二甲酸二辛酯。
[0069]
对比例3
[0070]
本对比例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0071][0072]
本对比例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料与实施例1的不同之处在于不添加树脂。
[0073]
对比例4
[0074]
本对比例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0075][0076]
本对比例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料与实施例1的不同之处在于不添加环氧大豆油。
[0077]
对比例4
[0078]
本对比例提供一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
[0079][0080]
本对比例耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料与实施例1的不同之处在于不添加硬脂酸。
[0081]
测试例：
[0082]
为了对比说明本发明各实施例和对比例制备得到耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，对
聚氯乙烯电缆料的氧指数、低冲脆化温度、密度、拉伸强度、静态热稳定和热老化后质量损失做对比，测试仪器和方法主要如下，对比结果见表1：
[0083]
(1)氧指数：参照gb t 2406.2-2009标准，计算电缆线的氧指数；
[0084]
(2)低冲脆化温度：参照gb/t 5470—1985，塑料冲击法脆化温度的测定；
[0085]
(3)密度：参照gb/t 1033—1986塑料密度和相对密度试验方法；
[0086]
(4)拉伸强度：参照gb/t 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件，测试设备为ph-768b保持力试验机；
[0087]
(5)静态热稳定；参照gb/t 8815；
[0088]
(6)热老化：参照gbt 2951.12-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法。
[0089]
表1不同实施例与对比例的聚氯乙烯电缆料的性能对比
[0090][0091]
由表1的数据明显可以看出：
[0092]
(1)本发明中乙烯-丙烯酸丁酯加入后聚氯乙烯电缆料的低冲性能得到明显提高，同时氧指数也得到了一定改善。
[0093]
(2)本发明中偏苯三酸三辛酯与对苯二甲酸二辛酯/邻苯二甲酸二辛酯复合使用时可缓解产品塑化过度的情况发生；由于偏苯三酸三辛酯增塑效果较强，单一使用会造成产品塑化过度。
[0094]
(3)本发明聚氯乙烯电缆料的环氧大豆油中含有环氧基团，与钙锌复合稳定剂同时使用，对产品耐热性能起到协同效应。但环氧大豆油添加量不能过大，否则会出现无法相容及油析出的隐患。
[0095]
(4)对比例4中润滑剂聚乙烯蜡单独使用时产品线径不稳，然而在添加硬脂酸后，增大了产品内润滑，解决了产品线经不稳定的问题。
[0096]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：
1.一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，按重量份计，所述组合物包含以下组分：所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000～2500。2.根据权利要求1所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂选自sg-1型树脂、sg-3型树脂、sg-5型树脂和sg-8型树脂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述增塑剂选自偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯和环氧大豆油中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述阻燃剂选自三氧化二锑、三嗪类氮磷阻燃剂、氢氧化镁、氢氧化铝和膨胀石墨中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸和蒙旦蜡中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述钙锌复合稳定剂中钙与锌的重量比例为3～4:1。7.根据权利要求1所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯和dltp中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料，其特征在于，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
9.如权利要求1-8中任一所述的耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将聚氯乙烯树脂、树脂、增塑剂、乙烯-丙烯酸丁酯、阻燃剂、润滑剂、钙锌复合稳定剂和抗氧剂进行混合，得到混合组分；(2)将步骤(1)所得混合组分进行加热搅拌，搅拌温度为120℃～130℃；(3)将步骤(2)中所得混合好的物料进行冷却，并搅拌至70℃～80℃出料；(4)出料后用经双螺杆挤出机挤出后，再经单螺杆挤出机挤出造粒，挤出造粒的加工温度为150℃～170℃，得到所述聚氯乙烯电缆料。10.由权利要求1-8任一所述耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料在风能电机、船缆和新能源电池连接线中的应用。
技术总结
本发明涉及一种耐寒耐热的聚氯乙烯电缆料及其制备方法与应用，属于电线电缆技术领域。本发明通过使用耐寒和耐热性能均比较优秀的原材料，辅助特定加工工艺，解决了聚氯乙烯电缆料耐寒性能与耐热性能不能兼顾的问题，从而确保电缆通过高温及低温卷绕测试。在使用一定份数的乙烯-丙烯酸丁酯后，产品在达到相同耐寒性能及阻燃性能后，所需使用的耐寒增塑剂及阻燃剂份数大大减少，进而降低了配方成本。乙烯-丙烯酸丁酯加入后还可以使聚氯乙烯电缆料的低冲性能得到明显提高，同时氧指数也得到了一定改善。了一定改善。
