一种低比重高强PVC电缆料的制备方法技术

本发明专利技术涉及PVC电缆料的制备领域，尤其涉及一种低比重高强PVC电缆料的制备方法，包括以下制备步骤：1)配料：按照PVC树脂100重量份，复合介孔微粒增塑剂80～105重量份，润滑剂10～15重量份，热稳定剂3～7重量份，流动改性剂3～6重量份和成膜剂11～20重量份的比例称取各组分；2)混料：将步骤1)称取的各组分混合后搅拌均匀，搅拌温度为45～60℃，搅拌速率为60～80r/min，搅拌时间为5～10h，搅拌均匀后得到混合料；3)造粒：将步骤2)得到的混合料造粒，得到低比重高强PVC电缆料。其中复合介孔微粒增塑剂是将填料和增塑剂的混合物，其填料成分和增塑剂成分之间起到一定的协同强化作用。

【技术实现步骤摘要】
一种低比重高强PVC电缆料的制备方法
本专利技术涉及PVC电缆料的制备领域，尤其涉及一种低比重高强PVC电缆料的制备方法。
技术介绍
电线电缆的基料主要为PVC塑料，PVC塑料是五大通用合成塑料之一，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。由于聚氯乙烯树脂具有良好的物理机械性能，可用于生产建筑材料，包装材料，电子材料，日用消费品等，广泛用于工业、农业、建筑、交通运输，电力电讯和包装等各领域。电线电缆是工农业生产和现代生活不可或缺的重要设施，在我国国民经济中占有非常重要的地位，但是，目前PVC电缆料在比重、强度和成本之间却存在着一定的矛盾和缺陷。通常来说，电缆料中PVC和塑化剂的均为0.9～1.4范围内，而填料的比重均远大于该数值范围，如碳酸钙填料的比重就可达2.7作用。因此，目前电缆料的总比重波动范围较大，电缆料的生产商往往期望制备较大比重的电缆料，一来可以降低成本提高利润，还可以在一定程度内提高电缆料的力学性能，但电缆线的生产商却会因此造成成本上升利润下降的问题，因此电缆线的生产商更倾向于采购比重较小、利润率更高的电缆料。但低比重电缆料往往伴随着极高的甘油等塑化剂使用量，大大增大了电缆料生产商的成本，且由此也容易出现电缆料出油、力学性能较差等问题。因此这个矛盾一直介于比重、强度和成本之间。中国专利局于2017年12月12日公开了一种添加聚氨酯的低密度PVC管及其制备工艺，其以重量组分计包括：PVC140～160份，低密度聚乙烯30～50份，膨润土5～10份，消泡剂3～3.5份，酚基丙烷环氧树脂5～8份，硬脂酸2～3份，珍珠微粉1～2份，壳聚糖0.5～1份，石蜡0.1～0.2份，磷酸三丁酯1.2～1.6份，三氧化铬0.5～1份，碳酸钙2～6份，聚磷酸铵2～8份，聚氨酯2～8份。因为添加有聚氨酯使得管材表面附着力大大降低，这样霉菌就不易生长，并且因为含有纳米氧化锌，所以管材抗菌性能也得到显著提高，而且管材在低温下不易变脆，抗弯曲强度受温度变化影响非常小。但其仍是采用增加聚氨酯来降低比重，提高了PVC材料的生产成本。
技术实现思路
为解决目前PVC电缆料在比重、强度和成本之间却存在着一定的矛盾和缺陷，如低比重的电缆料生产成本高、力学性能不稳定甚至较差，而采用高比重的电缆料时电缆线的生产商却会因此造成成本上升利润下降的问题，本专利技术本专利技术提供了一种低比重高强PVC电缆料的制备方法，其采用经改良的填料增塑剂和工艺上的改进，使得所制备的PVC电缆料整体比重进行了降低，同时具备优良的力学性能。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种低比重高强PVC电缆料的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：1)配料：按照PVC树脂100重量份，复合介孔微粒增塑剂80～105重量份，润滑剂10～15重量份，热稳定剂3～7重量份，流动改性剂3～6重量份和成膜剂11～20重量份的比例称取各组分；2)混料：将步骤1)称取的各组分混合后搅拌均匀，搅拌温度为45～60℃，搅拌速率为60～80r/min，搅拌时间为5～10h，搅拌均匀后得到混合料；3)造粒：将步骤2)得到的混合料造粒，得到低比重高强PVC电缆料。复合介孔微粒增塑剂是将填料和增塑剂在使用前即进行均混的混合物，其填料成分和增塑剂成分之间起到一定的协同强化作用，在混炼进行均混能够有效提高填料成分和增塑剂成分在后续加工过程中能够以更高的均匀度混合在材料中，起到更良好的协同强化作用。作为优选，步骤1)所述复合介孔微粒增塑剂由以下方法制备：a-1)将3.1～4.25mol/L的碳酸钠溶液和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯以体积比1：(2.85～3.3)的比例混合，搅拌均匀后形成混合底液；a-2)将步骤a-1)所得混合底液、25wt％的硬脂酸溶液、30wt％的油酸钠溶液和0.5～1wt％的淀粉浆以体积比1：(0.1～0.15)：(0.03～0.05)：(0.01～0.015)的比例混合配制成混合液，加入占混合液总质量0.05％～0.08％的三磷酸五钠，对其进行1100～1300r/min的高速搅拌，并在搅拌过程中滴加与步骤a-1)所添加碳酸钠溶液等体积的氯化钙溶液，氯化钙溶液浓度为3.1～4.25mol/L，搅拌至其形成均匀乳液；a-3)对步骤a-2)所得的乳液进行超声震荡，至其无气泡产生，再将乳液和硬脂酸以体积比1：(8～13)的比例混合形成混合酯液，再向混合酯液中加入36wt％的乙酸调节pH值为2.5～3，再缓慢加入氧化锌，加入氧化锌过程中对pH值进行持续监控检测，至pH值≥5.2后停止加入氧化锌，搅拌均匀后进行过滤，收集固相，对固相进行清洗并在80～95℃条件下进行烘干，得到复合介孔微粒增塑剂。所述复合介孔微粒增塑剂中的填料成分为介孔纳米碳酸钙，反应时混合底液中的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯形成大量分散的乳胶团，通过体积效应对碳酸钙分子簇的生长产生极大的抑制效果，且乳胶团分散后形成网状溶液骨架结构，使得初始生产的介孔纳米碳酸钙只能在网状溶液骨架结构内形成晶核，逐渐生长在分子簇，所形成的碳酸钙分子簇与聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯接触后会被聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯所包裹，降低表面活性并抑制分子簇间的吸附作用，避免进一步生长，形成十几或几十纳米尺寸的分子簇，并且并且分子簇无法形成致密堆积而存在介孔结构。由此制备的介孔纳米碳酸钙相较于普通的碳酸钙，具有更低的密度，即使用时能够有效降低比重，并且在作为原料中的填料制备PVC电缆料时，更加容易均匀分散在PVC电缆料中，挤出成型的过程等加工过程中，表面的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯容易被除去，除去后介孔纳米碳酸钙分子簇的吸附作用及表面活性极大地增强、激活，形成大量微网状结构，微网状结构相较于普通填料的致密堆积，其在拉伸强度的提升更加有利，并且避免了普通填料大量使用造成PVC电缆料硬化催化等缺陷的产生，具有更优的力学性能，且实际使用成本低于大量使用油性增塑剂成本。此外，作为辅料的硬脂酸可以在介孔纳米碳酸钙生长完成后快速转化为硬脂酸锌增塑剂，与介孔纳米碳酸钙共同析出，极大地提高了两者混合的均匀性且避免了资源浪费，提高了物料利用率。作为优选，步骤a-2)所用氯化钙溶液浓度与碳酸钠溶液浓度相等。同浓度的氯化钙溶液和碳酸钠溶液能够提高物料利用率，溶液中的杂质含量。作为优选，步骤a-2)所述滴加氯化钙溶液时，控制滴加速率为每十分钟滴加氯化钙溶液总量的25～30％。缓慢滴加氯化钙能够进一步控制碳酸钙的生长速度，使得碳酸钙分子簇分散更加均匀，其尺寸更加细小，并且具备更加丰富的介孔结构，进一步降低比重。作为优选，步骤1)配料按照PVC树脂100重量份，复合介孔微粒增塑剂95～100重量份，润滑剂12～13.5重量份，热稳定剂4～5.5重量份，流动改性剂4.5～5.5重量份和成膜剂14.5～17重量份的比例称取各组分。作为优选，步骤1)配料按照PVC树脂100重量份，复合介孔微粒增塑剂98.5重量份，润滑剂12.5重量份，热稳定剂4.85重量份，流动改性剂5.15重量份和成膜剂16重量份的比例称取各组分。作为优选，步骤1)所述润滑剂为以质量比1：(0.5～0.8)比例混合的硬脂酸甘油酯和氧化聚乙烯蜡混合物。作为优选，步骤1)所述热稳定剂为三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低比重高强PVC电缆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下制备步骤：1)配料：按照PVC树脂100重量份，复合介孔微粒增塑剂80～105重量份，润滑剂10～15重量份，热稳定剂3～7重量份，流动改性剂3～6重量份和成膜剂11～20重量份的比例称取各组分；2)混料：将步骤1)称取的各组分混合后搅拌均匀，搅拌温度为45～60℃，搅拌速率为60～80r/min，搅拌时间为5～10h，搅拌均匀后得到混合料；3)造粒：将步骤2)得到的混合料造粒，得到低比重高强PVC电缆料。

【技术特征摘要】
1.一种低比重高强PVC电缆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下制备步骤：1)配料：按照PVC树脂100重量份，复合介孔微粒增塑剂80～105重量份，润滑剂10～15重量份，热稳定剂3～7重量份，流动改性剂3～6重量份和成膜剂11～20重量份的比例称取各组分；2)混料：将步骤1)称取的各组分混合后搅拌均匀，搅拌温度为45～60℃，搅拌速率为60～80r/min，搅拌时间为5～10h，搅拌均匀后得到混合料；3)造粒：将步骤2)得到的混合料造粒，得到低比重高强PVC电缆料。2.根据权利要求1所述的一种低比重高强PVC电缆料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述复合介孔微粒增塑剂由以下方法制备：a-1)将3.1～4.25mol/L的碳酸钠溶液和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯以体积比1：(2.85～3.3)的比例混合，搅拌均匀后形成混合底液；a-2)将步骤a-1)所得混合底液、25wt％的硬脂酸溶液、30wt％的油酸钠溶液和0.5～1wt％的淀粉浆以体积比1：(0.1～0.15)：(0.03～0.05)：(0.01～0.015)的比例混合配制成混合液，加入占混合液总质量0.05％～0.08％的三磷酸五钠，对其进行1100～1300r/min的高速搅拌，并在搅拌过程中滴加与步骤1)所添加碳酸钠溶液等体积的氯化钙溶液，氯化钙溶液浓度为3.1～4.25mol/L，搅拌至其形成均匀乳液；a-3)对步骤a-2)所得的乳液进行超声震荡，至其无气泡产生，再将乳液和硬脂酸以体积比1：(8～13)的比例混合形成混合酯液，再向混合酯液中加入36wt％的乙酸调节pH值为2.5～3，再缓慢加入氧化锌，加入氧化锌过程中对pH值进行持续监控检测，至pH值≥5.2后停止加入氧化锌，搅拌均匀后进行过滤，收集固相，对固相进行...

【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