CN103665672B - 一种耐热免辐照pvc阻燃绝缘汽车线料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，由聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂、填充剂、阻燃剂、润滑剂、丙烯酸酯和被肤耦合剂按照以下重量百分比的原料构成：45-57％；4.2-6.7％；21-22.8％；14-19.5％；0.7-1.2％；0.7-0.8％；0.45-1.6％；1.4-3.1％。本发明通过高混捏和、挤出喂料、挤出造粒与水冷三个步骤完成。本发明提供的线材比重轻，物理机械性能好；无须辐照交联可达到电缆125℃长期使用工作要求，实现环保阻燃；易加工，用传统的PVC线材挤出机就能生产，且具有很好的线材挤出速度，挤出线材表面光洁度十分优良，线材柔韧性高、线壁薄。

Description

一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料
技术领域
本发明涉及一种阻燃绝缘材料，特别涉及一种耐125℃高温的免辐照阻燃绝缘聚氯乙烯材料。
背景技术
电线电缆中主要使用聚氯乙烯，但由于其属于耐温不高的材料，当电线电缆在运行中存在外部和内部故障时，电线电缆很容易因耐温等级达不到要求产生溶胶并发生燃烧，为了降低故障损失，需在材料中增加特殊的被肤耦合剂材料来提高聚氯乙烯耐热性。传统的聚氯乙烯电线电缆材料最高长期耐温等级只能达到105℃，一旦电流过高或者负载高时，传统的聚氯乙烯电线电缆极其容易溶胶开裂并发生火灾，容易产生大量烟雾对周围的环境造成污染。
现在市面上耐温125℃的汽车线绝缘料有两种：一种是经电子加速器辐照交联的聚烯烃材料，另一种是二步法硅烷交联的聚烯烃材料。其中以辐照交联为主，但是辐照设备投资大，辐照时产生大量的废水对环境污染大，同时废水处理成本太高，辐照时射线对操作人员身体的伤害也是无法估量的，在辐照交联过程中对材料的伤害比较大，材料内部容易产生残余成分，并且押出过程中很难切换颜色，很难清机，且线材经辐照容易开裂。而交联型的硅烷聚烯烃材料需要分二步法才能实现交联，工艺较为复杂，并且费时，其需分开单独挤出造料，生产电线电缆时再进行混合；生产的成缆要通过水煮或者蒸气才能发生交联反应，大量的水分减低了材料的机械性能，能耗较大，而且性能极其不稳定，给产品品质带来很大的不稳定性，产品存放期短。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明目的是提供一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其具有优越的阻燃性能，并具有优良的机械性能，尤其是高的柔软度和耐油、阻燃、耐高低温性能，可在-40℃—125℃范围内使用，产品硬度具有可调节性，加工性能优异。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：由以下重量百分比的原料构成：
聚氯乙烯：45-57％
稳定剂：4.2-6.7％
增塑剂：21-22.8％
填充剂：14-19.5％
阻燃剂：0.7-1.2％
润滑剂：0.7-0.8％
丙烯酸酯：0.45-1.6％
被肤耦合剂：1.4-3.1％，
所述被肤耦合剂由氧化钙、亲油性活性剂和表面活性剂按照3：1：2.5的重量份配比构成，且上述原料经过以下处理步骤：
1)高混捏和：将按照上述配比的聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、丙烯酸酯和阻燃剂依次加入高速捏和机内进行调整捏和，当原料温度达到110℃时加入被肤耦合剂高速搅拌，待温度达到130℃时排料至冷混机进行冷却；
2)挤出喂料：当原料在冷混机中温度下降到50℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料；
3)挤出造粒、水冷：将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，其中，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为170℃-180℃，塑化区为185℃-190℃，机头温度为190℃-195℃，水冷的温度为20℃-40℃。
进一步的技术方案，所述的稳定剂为粉体钙锌稳定剂。
进一步的技术方案，所述的增塑剂为聚酯增塑剂。
进一步的技术方案，所述的填充剂为纳米活性轻质碳酸钙。
进一步的技术方案，所述的阻燃剂为三氧化二锑。
进一步的技术方案，所述的润滑剂为PE蜡。
在本发明中，在聚氯乙烯中加入各组分的作用如下：
粉体钙锌稳定剂在加工过程中，与聚氯乙烯有很好的分散性、相容性、加工流动性、热稳定性，提升了本发明的表面光洁度，该稳定剂同时可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等；
聚酯增塑剂的分子结构具有极性部分和非极性部分，增塑剂分子可***高聚物分子链之间，削弱分子间作用力，增大高聚物分子链之间的距离和活动空间，增加高聚物的塑性，降低高聚物的加工温度；
纳米活性轻质碳酸钙具有增韧补强的作用，提高了本发明的弯曲强度、弯曲弹性、热变形温度和尺寸稳定性，还提高本发明的硬度、表面光泽和表面平整性，同时赋予了其滞热性；
三氧化二锑作为阻燃协效剂，使本发明的阻燃效果明显提高，其反应时放出H2O，并生成熔点较低、能够气化的卤化锑，起到稀释可燃性气体的作用，同时它的相对密度较大，覆盖于高分子材料表面隔绝空气，能促进炭化反应，降低燃烧***的温度，能捕捉燃烧过程中气相里游离的HO和H，从而抑制燃烧；
PE蜡具有优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用，是以提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能为目的的助剂，润滑剂除了改进流动性外，还可以起到熔融促进剂、防粘连和防静电剂、爽滑剂等作用；
丙烯酸酯用于改进本发明的热塑性熔体的流变性能，改善热弹性状态下的熔体力学性能，加快PVC的塑化过程并提高其外观质量。
本发明通过在聚氯乙烯添加稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、丙烯酸酯、阻燃剂和自制的被肤耦合剂，使本发明提供的聚氯乙烯比重轻，物理机械性能好，具有极好的力学平衡性；无须辐照交联可达到电缆125℃长期使用工作要求，实现环保阻燃；相比于传统辐照交联125℃以上聚烯烃无卤阻燃电缆料，该产品具有更为优越的综合性能，如阻燃性更佳、热稳定性好、无任何滴落；相比热固性PVC及其他材料，废料可以回收再利用，间接降低生产成本；易加工，用传统的PVC线材挤出机就能生产，且具有很好的线材挤出速度，挤出线材表面光洁度十分优良，线材柔韧性高、线壁薄。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，由以下重量百分比的原料构成：聚氯乙烯：47.48％；粉体钙锌稳定剂：6.65％；聚酯增塑剂：22.79％；纳米活性轻质碳酸钙：19％；三氧化二锑：0.95％；PE蜡：0.76％；丙烯酸酯：0.47％；被肤耦合剂：1.9％。其中，被肤耦合剂由氧化钙、亲油性活性剂、表面活性剂按照3:1:2.5的重量份配比的原料构成。
实施例2
本发明提供了一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，由以下重量百分比的原料构成：聚氯乙烯：56.87％；粉体钙锌稳定剂：4.25％；聚酯增塑剂：21.2％；纳米活性轻质碳酸钙：14.18％；三氧化二锑：0.7％；PE蜡：0.7％；丙烯酸酯：0.7％；被肤耦合剂：1.4％。被肤耦合剂的配方与实施例1一致。
实施例3
本发明提供了一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，由以下重量百分比的原料构成：聚氯乙烯：46.3％；粉体钙锌稳定剂：6.17％；聚酯增塑剂：21.6％；纳米活性轻质碳酸钙：19.3％；三氧化二锑：1.2％；PE蜡：0.79％；丙烯酸酯：1.54％；被肤耦合剂：3.1％。被肤耦合剂的配方与实施例1一致。
根据本发明制成的产品参照QC/T730-2005汽车用薄壁绝缘低压电线的标准进行实验检测，其检测数据如表1下，符合QC/T730-2005的标准要求，且能在-40℃-125℃的温度下工作。
表1本发明的实验数据
上述实施例通过以下制备方法进行，包括以下步骤：
1)高混捏和：将聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、丙烯酸酯和阻燃剂依次加入高速捏和机内进行调整捏和，当原料温度达到110℃时加入被肤耦合剂高速搅拌，待温度达到130℃时排料至冷混机进行冷却；
2)挤出喂料：当原料在冷混机中温度下降到50℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料；
3)挤出造粒、风冷：将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，其中，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为170℃-180℃，塑化区为185℃-190℃，机头温度为190℃-195℃。
以直径为120mm的螺杆挤出机为例，开机前应对进料区进行100℃的四小时加热预热，使喂料到达预热效果，然后设置双螺杆挤出机中各区的温度，当机头达到185℃，进料区为170℃，塑化区为190℃时，开启双螺杆挤出机，满足塑化要求的造粒被挤出后应以20～40℃的水温进行冷却，从而生产出满足耐热阻燃绝缘要求的免辐照聚氯乙烯。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：由以下重量百分比的原料构成：
所述被肤耦合剂由氧化钙、亲油性活性剂和表面活性剂按照3：1：2.5的重量份配比构成，且上述原料经过以下处理步骤：
1)高混捏和：将按照上述配比的聚氯乙烯、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、丙烯酸酯和阻燃剂依次加入高速捏和机内进行调整捏和，当原料温度达到110℃时加入被肤耦合剂高速搅拌，待温度达到130℃时排料至冷混机进行冷却；
2)挤出喂料：当原料在冷混机中温度下降到50℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料；
3)挤出造粒、水冷：将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，其中，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为170℃-180℃，塑化区为185℃-190℃，机头温度为190℃-195℃，水冷的温度为20℃-40℃。
2.根据权利要求1所述的一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：所述的稳定剂为粉体钙锌稳定剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：所述的增塑剂为聚酯增塑剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：所述的填充剂为纳米活性轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1或2所述的一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：所述的阻燃剂为三氧化二锑。
6.根据权利要求1或2所述的一种耐热免辐照PVC阻燃绝缘汽车线料，其特征在于：所述的润滑剂为PE蜡。
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