一种耐高低温高力学强度PVC电缆料制造技术

本发明专利技术涉及一种电缆材料，尤其涉及一种耐高低温高力学强度PVC电缆料。所述的电缆料按照重量份数计包括以下组分：PVC树脂100份、硅橡胶/三元乙丙共混橡胶30~45份、氨基硅油25‑40份、环氧基聚倍半硅氧烷20‑45份、硅烷偶联剂3‑8份、润滑剂1‑3份以及抗氧化剂1‑3份。本发明专利技术具有如下有益效果：（1）耐高低温性能以及耐候性良好；（2）得到的PVC树脂电缆料力学性能优异；（3）配方简单成本低廉，无需改变现有设备便能生产，适合大规模生产。

A kind of PVC cable material with high and low temperature and high mechanical strength

The invention relates to a cable material, in particular to a PVC cable material with high and low temperature and high mechanical strength. The cable material comprises the following components by weight: 100 phr of PVC resin, 30-45 phr of silicone rubber/EPDM blend rubber, 25-40 phr of amino silicone oil, 20-45 phr of epoxy-based polysilsesquioxane, 3-8 phr of silane coupling agent, 1-3 phr of lubricant and 1-3 phr of antioxidant. The invention has the following beneficial effects: (1) good high and low temperature resistance and weatherability; (2) excellent mechanical properties of the PVC resin cable material obtained; (3) simple formula and low cost, can be produced without changing existing equipment, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高低温高力学强度PVC电缆料
本专利技术涉及一种电缆材料，尤其涉及一种耐高低温高力学强度PVC电缆料。
技术介绍
PVC电缆料是以聚氯乙烯为基础树脂，添加稳定剂、邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异癸酯，对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯等增塑剂以及碳酸钙等无机填充物、助剂和润滑剂等添加剂，经过混配捏合挤出而制备的粒子。我国高寒地区面积约占国土总面积的27.9％，能源丰富的东北、内蒙、西北等地区大部分处于高寒区，并且冬季气温常低于-50℃，如何提高电缆的低温可靠性成为亟待解决的一项重大技术问题。传统PVC电缆材料的低温冲击脆化温度在-15℃～-20℃，远远达不到实际运行要求。电缆在高寒地区的敷设过程中绝缘及护套往往受到损害，因此这些地区使用耐低温电缆是十分必要的。随着城乡电网改造的深入，对于耐低温PVC电缆料的需求会越来越大。此外，聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃，于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体，(氯化氢气体是有毒气体)使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。这便是一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。例如一种在中国专利文献上公开的一种耐低温PVC电缆料配方，其申请公布号为CN106519511A，其由以下按照重量份的原料组成：PVC树脂30～40份、超低密度聚乙烯10～15份、β晶成核剂3～8份、聚烯烃热塑弹性体3～6份、辛烯乙烯共聚物3～6份、聚戊二酸丙二醇酯5～8份、POE弹性体增韧剂3～7份、抗氧剂1～3份、碳化硅纤维2～5份、纳米硫酸钡1～3份、载银沸石2～4份、玻璃纤维2～5份、纳米二氧化钛4～10份、氢氧化镁5～10份、增韧剂1～3份、石蜡3～6份、硅烷偶联剂3～5份、增塑剂1～4份。该专利技术虽然具有耐低温性能，但是其具体的耐低温性能没有量化指标，无法判断其确定适用温度，同时其配方中的物料过于复杂，其成本过高，无法良好的用于实际应用。又例如一种在中国专利文献上那个公开的一种轻质耐热阻燃改性PVC树脂复混电缆料及其制备方法，其申请公布号为CN105482296A，该电缆料由以下重量份的原料制成：PVC树脂55-65、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40、拖玛琳0.01-0.02、可膨胀石墨10-15、聚四亚甲基乙二醇醚5-8、硅酸铝15-22、桐油酸3-4、六甲基二氮硅烷3-4、棉浆22-30、硬脂酸锌2-4、二甘醇二苯甲酸酯14-18、色母料8-10、助剂2-3；该电缆料将PVC树脂与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混作为树脂基料，并以经改性处理后的棉浆作为填料，再结合具有改善加工性能功效的助剂及其它辅助原料，使得该专利技术电缆料较传统PVC树脂在使用时表现出更为优良的耐热阻燃性能。但是其在树脂基料中添加了较多的可膨胀石墨，虽然其具有了较强的阻燃性能，但是由于可膨胀石墨为导电体，将其作为填料加入电缆料中会大幅降低其绝缘性能，导致漏电触电等危险的发生。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中PVC电缆料中无法同时具有耐高低温性能，配方组分复杂成本高昂、加入阻燃填料后绝缘性能下降的缺陷，提供了一种有效的提高PVC电缆料耐高低温性能，配方简单，成本低廉工艺步骤简单以及绝缘性能好的一种耐高低温高力学强度PVC电缆料。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种耐高低温高力学强度PVC电缆料，所述的电缆料按照重量份数计包括以下组分：本专利技术中采用PVC树脂以及硅橡胶/三元乙丙共混橡胶作为基体材料，能够有效的改善PVC树脂的耐高低温性能以及其加工性能。同时在其中加入氨基硅油作为增塑剂，能够有效的改善整体树脂的可加工性能。环氧基聚倍半硅氧烷能够起到增强填料的作用，有效的增强电缆料的力学性能，保证了其使用强度，同时环氧基聚倍半硅氧烷中的环氧基能够与氨基硅油中的氨基发生开环反应，从而发生固化，形成网络状结构，进一步的增强了其力学性能。硅烷偶联剂的加入能够使得各个组分之间接合更为牢固。本专利技术中采用的硅橡胶/三元乙丙共混橡胶、氨基硅油以及环氧基聚倍半硅氧烷分子主链中均含有硅氧键，其具有一下特性：(1)Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；(2)C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱；(3)Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大；(4)Si-O键是具有50％离子键特征的共价键(共价键具有方向性，离子键无方向性)。因此由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。本专利技术中通过氨基硅油以及环氧基聚倍半硅氧烷的交联作用生成了网络状结构有有机硅骨架网络，能够在起到增塑效果的同时又能够有效的提高力学性能，同时能够将各组分固定连接在基体树脂中，保证了各组分不会随着时间以及环境的变化而流失，保证了本电缆料的使用稳定性。作为优选，所述的PVC树脂的熔融指数为1250～1450g/10min。当PVC树脂的熔融指数为1250～1450g/10min其软硬程度适中，可加工性能良好，适合作为制备电缆料的原料。作为优选，所述的硅橡胶/三元乙丙共混橡胶的制备方法如下：(a)接枝改性三元乙丙橡胶的合成：以重量份数计取三元乙丙橡胶100份，溶于500份干燥的甲苯中，加入顺丁烯二酸酐10-15份，搅拌均匀后加入BPO3份，升高温度至110℃，回流反应2-4小时，降低至室温，将反应液倒入1000份甲醇中，沉析出胶状产物，烘干得到接枝改性三元乙丙橡胶；(b)母炼胶的制备：(b1)三元乙丙母炼胶的制备：按照重量份数计取三元乙丙橡胶50份、以及步骤(a)中得到的接枝改性三元乙丙橡胶50份置于开炼机中进行混炼，依次加入甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷1.5份、DCP0.5份、防老剂2640.5份、超耐磨炉黑20份以及石蜡油10份，混炼成三元乙丙母炼胶的制备；(b2)硅橡胶母炼胶的制备：按照重量份数计取硅橡胶40份、超耐磨炉黑20份、氧化锌3份、氧化铁3份以及甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷1.5份依次置于开炼机中进行混炼，得到硅橡胶母炼胶；(c)硅橡胶/三元乙丙共混橡胶：将步骤(b1)中得到的三元乙丙母炼胶置于辊温为170℃的开炼机中反炼3-4遍，然后加入硅橡胶母炼胶，混炼均匀后薄通3-5遍，然后置于辊温为25-40℃的开炼机中加入硫化机DCP3份以及助交联剂用TMPTMA2份，薄通3-5遍后出片，在170℃下进行一段硫化10分钟，然后置于150℃下二段硫化60-120分钟，得到硅橡胶/三元乙丙共混橡胶。硅橡胶/三元乙丙共混橡胶中的三元乙丙橡胶具有较好的耐臭氧性、耐候性而著称，被誉为“无裂缝橡胶”，其他性能，如耐热、耐化学介质、耐紫外线等也较其他碳氢橡胶为优。加之成本低廉，售价低廉，因而在许多部门，特别在汽车部门中获得了广泛的应用。在其他需要要求耐高、低温性能的橡胶材料中，硅橡胶/三元乙丙共混橡胶因为兼具两种橡胶的优点而且成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高低温高力学强度PVC电缆料，其特征在于，所述的电缆料按照重量份数计包括以下组分：PVC树脂                             100份；硅橡胶/三元乙丙共混橡胶             30~45份氨基硅油                            25‑40份环氧基聚倍半硅氧烷                  20‑45份硅烷偶联剂                          3‑8份润滑剂                              1‑3份抗氧化剂                            1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高低温高力学强度PVC电缆料，其特征在于，所述的电缆料按照重量份数计包括以下组分：PVC树脂100份；硅橡胶/三元乙丙共混橡胶30~45份氨基硅油25-40份环氧基聚倍半硅氧烷20-45份硅烷偶联剂3-8份润滑剂1-3份抗氧化剂1-3份。2.根据权利要求1所述的一种耐高低温高力学强度PVC电缆料，其特征在于，所述的PVC树脂的熔融指数为1250~1450g/10min。3.根据权利要求1所述的一种耐高低温高力学强度PVC电缆料，其特征在于，所述的硅橡胶/三元乙丙共混橡胶的制备方法如下：（a）接枝改性三元乙丙橡胶的合成：以重量份数计取三元乙丙橡胶100份，溶于500份干燥的甲苯中，加入顺丁烯二酸酐10-15份，搅拌均匀后加入BPO3份，升高温度至110℃，回流反应2-4小时，降低至室温，将反应液倒入1000份甲醇中，沉析出胶状产物，烘干得到接枝改性三元乙丙橡胶；（b）母炼胶的制备：（b1）三元乙丙母炼胶的制备：按照重量份数计取三元乙丙橡胶50份、以及步骤（a）中得到的接枝改性三元乙丙橡胶50份置于开炼机中进行混炼，依次加入甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷1.5份、DCP0.5份、防老剂2640.5份、超耐磨炉黑20份以及石蜡油10份，混炼成三元乙丙母炼胶的制备；（b2）硅橡胶母炼胶的制备：按照重量份数计取硅橡胶40份、超耐磨炉黑20份、氧化锌3份、氧化铁3份以及甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷1.5份依次置于开炼机中进行混炼，得到硅橡胶母炼胶；（c）硅橡胶/三元乙丙共混橡胶：将步骤（b1）中得到的三元乙丙母炼胶置于辊温为170℃的开炼机中反炼3-4遍，然后加入硅橡胶母炼胶，混炼均匀后薄通3-5遍，然后置于辊温为25-40℃的开炼机中加入硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚琼，
申请(专利权)人：浙江威思康塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33