專利名稱：耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料。
背景技術(shù)：
目前，普遍生產(chǎn)使用的電源連接線的綜合性能比較普通，檔次偏低，一般不會(huì)同時(shí) 具有耐低溫脆化和耐低溫沖擊、耐高溫老化、阻燃和耐表面遷移等綜合性能，不適用于低溫 環(huán)境或者高溫環(huán)境下又要求阻燃和耐表面遷移的電器、電子、通訊產(chǎn)品中。由于缺乏中高檔 品種，在無(wú)毒環(huán)保型，耐低溫，耐高溫，耐油水抽提，低揮發(fā)，阻燃，耐表面遷移等多功能的中 高檔電源連接線領(lǐng)域中，急需創(chuàng)新品種，迫切需要優(yōu)良綜合性能的聚氯乙烯絕緣材料。中國(guó) 專利文獻(xiàn)CN101481480A公開(kāi)了一種防水耐寒耐溫阻燃聚氯乙烯絕緣材料及其制造方法， 按照該專利可以得到防水、耐低溫脆化和耐低溫沖擊、耐高溫老化、阻燃等優(yōu)異綜合性能的 聚氯乙烯絕緣材料，但是，該發(fā)明專利中沒(méi)有涉及到耐表面遷移性能。小分子增塑劑如D0P、 DINP、D0A、D0S、T0TM等可以改善PVC絕緣材料的耐低溫性能，但是小分子增塑劑容易遷移， 太多的小分子增塑劑會(huì)造成軟質(zhì)PVC材料分子遷移過(guò)大，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中析出，使PVC軟 質(zhì)材料變硬，使用性能降低。選用分子質(zhì)量較大的聚酯增塑劑可大大提高材料的分子遷移 性能，但是聚酯增塑劑與PVC樹(shù)脂的相容性較差，使PVC材料的加工性能、耐低溫性能變差。 例如，在某個(gè)地區(qū)，冬季氣溫在零下40°C，而夏季氣溫又高達(dá)45°C，使用場(chǎng)合又要求所有電 子電器具有阻燃性能，同時(shí)又要求與電子電器產(chǎn)品接觸的電源線具有耐表面遷移性能，因 此，就需要一種綜合性能優(yōu)異的聚氯乙烯絕緣材料制造的電源連接線來(lái)代替普通電源連接 線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服以上缺點(diǎn)，向社會(huì)提供一種耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙 烯絕緣材料。本發(fā)明的基本思路是選用高分子聚酯增塑劑與D0A、D0S、T0TM、環(huán)氧大豆油等小分 子增塑劑配合使用，獲取最佳平衡的耐低溫、耐高溫和耐表面遷移綜合性能。同時(shí)添加高分 子改性劑丁腈橡膠(NBR)、氯化聚乙烯(CPE)等進(jìn)一步改善軟質(zhì)PVC的彈性、柔軟性和耐低 溫性能。丁腈橡膠與PVC同屬極性高聚物，溶解度參數(shù)非常相近，因此兩者的相容性很好， 可按任意比例混合。氯化聚乙烯(CPE)改善效果雖然不及NBR，但是改善效果還是非常明 顯。在配方中添加三氧化二銻和氫氧化鋁或者氫氧化鎂的復(fù)合阻燃劑，達(dá)到阻燃和抑煙的 目的。加入DOA或者DOS等可改善軟質(zhì)PVC絕緣材料的耐低溫性能，卻降低了材料的耐 表面遷移性能；加入聚酯增塑劑則正相反，即提高了材料的耐高溫性能和耐表面遷移性能， 卻降低了材料的耐低溫性能和加工性能，也提高了材料的成本。NBR和CPE高分子改性劑可 以同時(shí)改善軟質(zhì)PVC材料的耐低溫性和耐表面遷移性，但是其用量不能太多，否則將影響 材料的塑化性、加工性，并且增加成本。通過(guò)增塑劑的復(fù)配使用，采用適量NBR或者CPE改性，可以得到耐低溫性、耐高溫性和耐表面遷移性較好的軟質(zhì)PVC絕緣材料。本發(fā)明所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料和用這種絕緣材料制 造的電源連接線可耐_40°C低溫和耐105°C高溫，并且具有阻燃和耐表面遷移性能，是一種 高檔環(huán)保聚氯乙烯絕緣材料和電源連接線。按照優(yōu)選配方比例，在高速捏合機(jī)中加入聚氯乙烯樹(shù)脂、熱穩(wěn)定劑、阻燃劑、填充 劑、潤(rùn)滑劑和顏料，在300轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌2分鐘，并在此轉(zhuǎn)速下分兩批加入耐寒增塑 劑、耐溫增塑劑和環(huán)氧大豆油，提高攪拌速度到600-1000轉(zhuǎn)/分鐘，充分捏合，等到捏合機(jī) 內(nèi)的PVC完全吸收耐寒增塑劑、耐溫增塑劑和環(huán)氧大豆油呈干粉狀時(shí)，再加入聚酯高分子 增塑劑和改性劑，然后在100-120°C溫度下繼續(xù)攪拌2分鐘，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機(jī)中低速攪 拌，進(jìn)入雙螺桿擠出造粒機(jī)在130-170°C溫度下塑化和切粒，得到外觀光亮、顆粒均勻的聚 氯乙烯絕緣材料。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是提供一種耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材 料，包括如下重量份的組份，100份PVC樹(shù)脂、5-20份耐寒增塑劑、20-40份耐溫增塑劑、6-40 份聚酯高分子增塑劑、3-8份環(huán)保熱穩(wěn)定劑、20-80份填充劑、4-15份阻燃劑、2_8份加工改 性劑、0. 3-1. 5份潤(rùn)滑劑和0. 1-1. 2份色粉。所述PVC樹(shù)脂分子量在650-1400之間，K值在58-70之間，聚合度在650-1400之 間；或者，所述PVC樹(shù)脂分子量在650-850之間，K值在58-60之間，聚合度在650-850之 間，用于注塑成型插頭、線卡和連接器；或者，所述PVC樹(shù)脂分子量在1000-1400之間，K值 在65-70之間，聚合度在1000-1400之間，用于押出芯線和護(hù)套。所述耐寒增塑劑為己二酸酯類增塑劑、癸二酸酯類增塑劑、A. G. S.酸酯類增塑劑 中的任意一類或其混合物。所述耐溫增塑劑為偏苯三酸酯類增塑劑，并添加相對(duì)偏苯三酸酯類增塑劑的 5-20%重量的環(huán)氧大豆油。所述耐溫增塑劑為均苯四酸酯類增塑劑，并添加相對(duì)均苯四酸酯類增塑劑的 5-20%重量的環(huán)氧大豆油。所述聚酯高分子增塑劑為多元酸與多元醇經(jīng)過(guò)酯化、縮聚反應(yīng)而成的粘度為 2000-8000毫帕·秒的高分子聚合物增塑劑，所述多元酸包括丁二酸、己二酸、辛二酸、壬 二酸、癸二酸和鄰苯二甲酸；所述多元醇包括乙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、聚丙二醇、1， 3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇、聚丁二醇、1，6-己二醇、丙三醇、山梨糖醇、季戊四醇和雙季戊四所述環(huán)保熱穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑或者稀土復(fù)合穩(wěn)定劑中的一種或其混合物。所述填充劑為重質(zhì)碳酸鈣、納米活性碳酸鈣、煅燒高嶺土中的一種或其混合物；所述阻燃劑為三氧化二銻；或者三氧化二銻與氫氧化鋁的混合物；或者三氧化二 銻與氫氧化鎂的混合物；或者三氧化二銻與氫氧化鋁和氫氧化鎂的混合物。所述加工改性劑為丁腈橡膠或氯含量33-37%重量的塑改型氯化聚乙烯中的一種 或兩者的混合物；所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸及其酯類、硬脂酸鹽類、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、石 蠟、硬脂酸酰胺、油酸酰胺中的任意一種或者一種以上的混合物。所述色粉為焦油炭黑或者金紅石型鈦白粉或者各種配合彩色顏料。本發(fā)明的有益效果是用這種耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料制成的電源連接線在零下40°C低溫試驗(yàn)箱中經(jīng)過(guò)4小時(shí)彎曲試驗(yàn)，聚氯乙烯絕緣材料試樣和插頭 網(wǎng)尾、連接器網(wǎng)尾、線卡網(wǎng)尾、電線均不會(huì)破裂。耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材 料和由它制成的電線在136°C老化試驗(yàn)箱中老化168小時(shí)，老化后的抗張強(qiáng)度和延伸率都 達(dá)到UL1581和UL2556標(biāo)準(zhǔn)要求，聚氯乙烯絕緣材料試樣、電線、插頭、連接器和線卡在60°C 烘箱中壓重1000克72小時(shí)，在聚苯乙烯(PS)板表面不產(chǎn)生遷移現(xiàn)象，耐寒耐溫阻燃耐表 面遷移聚氯乙烯絕緣材料的阻燃等級(jí)達(dá)到UL 94V-0標(biāo)準(zhǔn)要求，由它制成的電線阻燃等級(jí) 達(dá)到UL Vff-I標(biāo)準(zhǔn)要求。由于配方體系中添加了一種最佳比例的組合增塑劑，還添加了一種改性劑，所以， 這種聚氯乙烯復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐低溫脆化和耐低溫沖擊、耐高溫老化、阻燃和耐表面 遷移等綜合性能。


圖1是本發(fā)明中的加工方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料的制備方法如下選取如表1 任何一個(gè)實(shí)施例中的重量份數(shù)的組分，在高速捏合機(jī)中加入聚氯乙烯樹(shù)脂、熱穩(wěn)定劑、阻燃 齊 、填充劑、潤(rùn)滑劑和顏料，在300轉(zhuǎn)/分鐘速度下攪拌2分鐘，并在此轉(zhuǎn)速下分兩批加入耐 寒增塑劑、耐溫增塑劑和環(huán)氧大豆油，提高攪拌速度到600-1000轉(zhuǎn)/分鐘，充分捏合，等到 捏合機(jī)內(nèi)的PVC樹(shù)脂完全吸收耐寒增塑劑、耐溫增塑劑和環(huán)氧大豆油呈干粉狀時(shí)，再加入 聚酯高分子增塑劑和改性劑，再在100-12(TC溫度下繼續(xù)攪拌2分鐘，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機(jī)中 低速攪拌，進(jìn)入雙螺桿擠出造粒機(jī)在130-170°C溫度下塑化和切粒，得到表觀光亮和顆粒均 勻的聚氯乙烯絕緣材料，見(jiàn)圖1，圖中1、2、3是加料順序。表1.耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料的組分(重量份)
權(quán)利要求
一種耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于包括如下重量份的組份，100份PVC樹(shù)脂、5 20份耐寒增塑劑、20 40份耐溫增塑劑、6 40份聚酯高分子增塑劑、3 8份環(huán)保熱穩(wěn)定劑、20 80份填充劑、4 15份阻燃劑、2 8份加工改性劑、0.3 1.5份潤(rùn)滑劑和0.1 1.2份色粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述PVC樹(shù)脂分子量在650-1400之間，K值在58-70之間，聚合度在650-1400之間；或者， 所述PVC樹(shù)脂分子量在650-850之間，K值在58-60之間，聚合度在650-850之間，用于注 塑成型插頭、線卡和連接器；或者，所述PVC樹(shù)脂分子量在1000-1400之間，K值在65-70之 間，聚合度在1000-1400之間，用于押出芯線和護(hù)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述耐寒增塑劑為己二酸酯類增塑劑、癸二酸酯類增塑劑、A. G. S.酸酯類增塑劑中的任意 一類或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述耐溫增塑劑為偏苯三酸酯類增塑劑，并添加相對(duì)偏苯三酸酯類增塑劑的5-20%重量的 環(huán)氧大豆油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述耐溫增塑劑為均苯四酸酯類增塑劑，并添加相對(duì)均苯四酸酯類增塑劑的5-20%重量的 環(huán)氧大豆油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述聚酯高分子增塑劑為多元酸與多元醇經(jīng)過(guò)酯化、縮聚反應(yīng)而成的粘度為2000-8000毫 帕·秒的高分子聚合物增塑劑，所述多元酸包括丁二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和 鄰苯二甲酸；所述多元醇包括乙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、聚丙二醇、1，3-丁二醇、1， 4_ 丁二醇、聚丁二醇、1，6-己二醇、丙三醇、山梨糖醇、季戊四醇和雙季戊四醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述環(huán)保熱穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑或者稀土復(fù)合穩(wěn)定劑中的一種或其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述填充劑為重質(zhì)碳酸鈣、納米活性碳酸鈣、煅燒高嶺土中的一種或其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述阻燃劑為三氧化二銻；或者三氧化二銻與氫氧化鋁的混合物；或者三氧化二銻與氫氧 化鎂的混合物；或者三氧化二銻與氫氧化鋁和氫氧化鎂的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，其特征在于 所述加工改性劑為丁腈橡膠或氯含量33-37%重量的塑改型氯化聚乙烯中的一種或兩者的 混合物；所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸及其酯類、硬脂酸鹽類、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、石蠟、硬脂 酸酰胺、油酸酰胺中的任意一種或者一種以上的混合物；所述色粉為焦油炭黑或者金紅石 型鈦白粉或者各種配合彩色顏料。
全文摘要
一種耐寒耐溫阻燃耐表面遷移聚氯乙烯絕緣材料，包括如下重量份的組份，100份PVC樹(shù)脂、5-20份耐寒增塑劑、20-40份耐溫增塑劑、6-40份聚酯高分子增塑劑、3-8份環(huán)保熱穩(wěn)定劑、20-80份填充劑、4-15份阻燃劑、2-8份加工改性劑、0.3-1.5份潤(rùn)滑劑和0.1-1.2份色粉。本發(fā)明聚氯乙烯復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐低溫脆化和耐低溫沖擊、耐高溫老化、阻燃和耐表面遷移等綜合性能。
文檔編號(hào)C08L23/28GK101967250SQ20101028889
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者王長(zhǎng)明 申請(qǐng)人:王長(zhǎng)明