專利名稱：環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電纜用材料領(lǐng)域，確切地說屬于環(huán)保型電纜用護(hù)套材料。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，鉛鎘等重金屬元素的危害性已受到人們普遍關(guān)注，目前已有不少國家和地區(qū)立法對(duì)物質(zhì)含鉛含鎘量作了規(guī)定，如歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-71中“特定元素的過境規(guī)定”即對(duì)八大重金屬含量作出了明確規(guī)定；又如歐盟于2000年6月頒布了“廢棄電氣電子設(shè)備回收法草案”，要求歐洲在2008年前禁止使用含有鉛鎘和汞等的電纜材料；瑞士巴賽爾條約中“對(duì)有害廢棄物過境的規(guī)定”要求鉛含量小于0.1％，日本SONY公司已禁止使用含鎘電線。而目前我們廣泛使用的普通70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料含有大量鉛鎘等有害重金屬元素，已嚴(yán)重地污染了生態(tài)環(huán)境，因此急需用新型的環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料來取代它。
目前，國內(nèi)現(xiàn)有的電纜用普通70℃聚氯乙烯護(hù)套料，廣泛采用傳統(tǒng)熱穩(wěn)定劑(如三鹽基性硫酸鉛、二鹽基性亞磷酸鉛、硬脂酸鎘等)，這些熱穩(wěn)定劑均為細(xì)微粉末狀，含有鉛鎘等有害重金屬元素。雖然這些傳統(tǒng)熱穩(wěn)定劑具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能，但是用戶在使用過程中必須經(jīng)過研磨等工序分散后使用，工序繁瑣，且有鉛毒鎘毒粉末飛揚(yáng)，污染環(huán)境。另外，使用普通70℃聚氯乙烯護(hù)套料的電纜一旦埋敷在土壤中，其中的鉛鎘元素會(huì)在土壤中慢慢析出，危害環(huán)境。通常鉛鎘會(huì)積累在人的腦骨、血液中，所積累的鉛的生物半衰期達(dá)20年以上，對(duì)人體健康有極大的危害。目前國外現(xiàn)已研制出的環(huán)保型無鉛無鎘聚氯乙烯電纜護(hù)套料所采用的熱穩(wěn)定劑多是價(jià)格昂貴的鈣鋅或鋇鋅類金屬穩(wěn)定劑，制造成本太高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，且應(yīng)用最多的鈣鋅類金屬穩(wěn)定劑在電纜材料中吸水性強(qiáng)，影響了護(hù)套材料的電性能。
本發(fā)明的目的就是提供一種不含鉛鎘有害重金屬元素且制造成本低廉、各種性能優(yōu)良的環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要采用懸浮法聚氯乙烯樹脂為基料，以不含鉛鎘等有害重金屬元素的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑取代傳統(tǒng)鉛鹽類熱穩(wěn)定劑，加入適量的主增塑劑、輔助增塑劑、輔助熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、填充改性材料、炭黑、潤滑劑等，在一定溫度下攪拌混合，然后通過雙螺桿擠塑機(jī)擠出造粒制成本護(hù)套料。
本發(fā)明環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料是由50％～55％的聚氯乙烯樹脂基料、2％～4％的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑、20％～25％的主增塑劑、5％～7％的輔助增塑劑癸二酸二辛酯、3％～4％的輔助熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣、0.8％～1.0％的抗氧劑、10％～15％的填充改性材料、0.5％～0.6％的潤滑劑硬脂酸和0.8％～1.2％的炭黑組成。其中，主增塑劑可以使用68％鄰苯二甲酸二辛酯和32％鄰苯二甲酸二異癸酯合用，也可以使用68％鄰苯二甲酸二辛酯和32％四氫化鄰苯二甲酸二辛酯合用；抗氧劑可以使用四季戊四醇酯，也可以使用雙酚A；填充改性材料可以使用超細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣，也可以使用超細(xì)高嶺土。
本發(fā)明熱穩(wěn)定機(jī)理是聚氯乙烯樹脂是種熱敏性樹脂，在受熱加工過程中或在空氣中長期受光會(huì)發(fā)生熱氧老化，且在熱氧分解時(shí)放出微量的HCL，而HCL本身又是一種促進(jìn)分解的催化劑，導(dǎo)致熱氧老化成為自動(dòng)催化過程，材料顏色就會(huì)變深并焦化。而我們采用的稀土類熱穩(wěn)定劑是以輕稀土(鑭La、鈰Ce、鐠Pr等)元素?zé)o機(jī)鹽為主要原料與酸醇類有機(jī)酸絡(luò)合而成。稀土元素具有特殊的結(jié)構(gòu)，具有從6至12的各種配位數(shù)，有眾多的軌道可作為中心離子接受配位體的孤對(duì)電子，同時(shí)稀土金屬離子有較大的離子半徑，與無機(jī)或有機(jī)配位體主要通過靜電引力形成離子配鍵。稀土熱穩(wěn)定劑中的稀土原子Re+和PVC鏈上的氯原子CL-之間具有很強(qiáng)的配位作用，能有效地阻止共軛雙鍵的產(chǎn)生，因此稀土金屬離子的存在能有效地抑制PVC鏈上不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的活潑氯脫除反應(yīng)(即脫HCL反應(yīng))達(dá)至穩(wěn)定的目的。另外，稀土金屬離子與PVC降解產(chǎn)生的CL-離子或〔CLHCL〕-離子易形成絡(luò)合物，盡管這種絡(luò)合物不穩(wěn)定，但它能將CL-離子或〔CLHCL〕-離子吸附在稀土離子的周圍而不參與催化脫HCL反應(yīng)，對(duì)PVC也起到了熱穩(wěn)定作用。
本發(fā)明的無鉛無鎘機(jī)理以不含鉛鎘等有害重金屬元素的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑取代傳統(tǒng)鉛鹽類熱穩(wěn)定劑，對(duì)加入的幾種配合劑如主增塑劑、輔助增塑劑、輔助熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、填充改性材料、炭黑、潤滑劑等原材料先進(jìn)行重金屬離子檢測，從根本上確保了護(hù)套料的無鉛無鎘環(huán)保性。
本發(fā)明的特點(diǎn)是以價(jià)格低廉的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑取代傳統(tǒng)鉛鹽類熱穩(wěn)定劑和國外昂貴的無鉛無鎘型鈣鋅或鋇鋅類金屬穩(wěn)定劑，從根本上解決了制造環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料中的關(guān)鍵性技術(shù)難題，即無鉛無鎘性與制造成本之間的矛盾、無鉛無鎘性與熱穩(wěn)定性之間的矛盾。制成的護(hù)套料比重不大于1.4g/cm3，拉伸強(qiáng)度大于18MPa，斷裂伸長率大于200％，200℃時(shí)熱穩(wěn)定時(shí)間大于70min，20℃時(shí)體積電阻率大于1.0×1010Ω.m，鉛含量小于10ppm，鎘含量小于10ppm，具有良好的綜合性能，為電纜護(hù)套料領(lǐng)域提供了一種新型材料。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料是由55％的聚氯乙烯樹脂基料、4％的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑、20％的主增塑劑(68％鄰苯二甲酸二辛酯和32％鄰苯二甲酸二異癸酯合用)、5％的輔助增塑劑癸二酸二辛酯、3.5％的輔助熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣、1.0％的抗氧劑雙酚A、10％的超細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣、0.5％的潤滑劑硬脂酸和1.0％的炭黑組成。本實(shí)施例可以達(dá)到護(hù)套料密度為1.38g/cm3，拉伸強(qiáng)度為18.2MPa，斷裂伸長率為220％，200℃時(shí)熱穩(wěn)定時(shí)間為85min，20℃時(shí)體積電阻率為1.8×1010Ω.m，鉛含量為9.5ppm，鎘含量為5.0ppm。
實(shí)施例2本發(fā)明環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料是由53％的聚氯乙烯樹脂基料、3％的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑、20％的主增塑劑(68％鄰苯二甲酸二辛酯和32％四氫化鄰苯二甲酸二辛酯)、5.5％的輔助增塑劑癸二酸二辛酯、3％的輔助熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣、1.0％的抗氧劑雙酚A、13％的超細(xì)高嶺土、0.5％的潤滑劑硬脂酸和1.0％的炭黑組成。本實(shí)施例可以達(dá)到護(hù)套料密度為1.39g/cm3，拉伸強(qiáng)度為18.8MPa，斷裂伸長率為230％，200℃時(shí)熱穩(wěn)定時(shí)間為80min，20℃時(shí)體積電阻率為2.5×1010Ω.m，鉛含量為8.0ppm，鎘含量為4.5ppm。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料，其特征在于它是由50％～55％的聚氯乙烯樹脂基料、2％～4％的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑、20％～25％的主增塑劑、5％～7％的輔助增塑劑癸二酸二辛酯、3％～4％的輔助熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣、0.8％～1.0％的抗氧劑、10％～15％的填充改性材料、0.5％～0.6％的潤滑劑硬脂酸和0.8％～1.2％的炭黑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料，其特征在于所述的主增塑劑可以使用68％鄰苯二甲酸二辛酯和32％鄰苯二甲酸二異癸酯合用，也可以使用68％鄰苯二甲酸二辛酯和32％四氫化鄰苯二甲酸二辛酯合用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料，其特征在于所述的抗氧劑可以使用四季戊四醇酯，也可以使用雙酚A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料，其特征在于所述的填充改性材料可以使用超細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣，也可以使用超細(xì)高嶺土。
全文摘要
一種環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料，本發(fā)明涉及電纜用材料領(lǐng)域，確切地說屬于環(huán)保型電纜用護(hù)套材料。本發(fā)明解決了制造環(huán)保型無鉛無鎘70℃聚氯乙烯電纜護(hù)套料中的關(guān)鍵性技術(shù)難題，即無鉛無鎘性與制造成本之間的矛盾、無鉛無鎘性與熱穩(wěn)定性之間的矛盾。它主要以采用懸浮法聚氯乙烯樹脂為基料，以不含鉛鎘等有害重金屬元素的多功能稀土類熱穩(wěn)定劑取代傳統(tǒng)鉛鹽類熱穩(wěn)定劑，加入適量的耐熱型主增塑劑、輔助增塑劑、輔助熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、填充改性材料、炭黑、潤滑劑等，在一定溫度下攪拌混合，然后通過雙螺桿擠塑機(jī)擠出造粒構(gòu)成本發(fā)明。本發(fā)明不含鉛鎘等有害重金屬元素，既具有良好的無鉛無鎘環(huán)保性能又能滿足電纜護(hù)套機(jī)械性能、電性能、加工性能，為電纜護(hù)套料領(lǐng)域提供了一種新型材料。
文檔編號(hào)H01B7/17GK1805063SQ200510042010
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者陳濤, 張進(jìn), 許啟發(fā), 楊洪亮, 任嫦娥, 王丙喜 申請(qǐng)人:特變電工山東魯能泰山電纜有限公司