[發(fā)明專利]用于耐超低溫電線電纜的組合物及其加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410276084.1
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104045936A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 呂增國;王國鵬
• 申請（專利權）人: 成都鑫成鵬線纜材料有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L9/02;C08K13/02;C08K5/12;C08K5/11;C08K3/26;B29C47/92;H01B3/44
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 馬林中

技術領域

本發(fā)明屬于電線電纜絕緣材料領域，具體涉及一種用于耐超低溫電線電纜的組合物及其加工方法。

背景技術

聚氯乙烯因為良好的電氣絕緣性能、優(yōu)異的加工性能和低廉的成本，已廣泛應用于電線電纜的絕緣材料。作為電線電纜的絕緣材料，由于其應用環(huán)境的不同，對其性能要求也不一樣。對于寒帶或極寒帶地區(qū)，冬季氣溫會低至-50℃，甚至更低，這就要求作為絕緣材料的PVC電纜材料也需要能在這個超低溫下正常工作，避免出現(xiàn)硬脆開裂，失去絕緣保護的作用。衡量高分子材料的耐低溫性能，可通過材料的玻璃化溫度判斷。對于PVC材料來說，其玻璃化溫度在78℃左右，因此就該材料本身而言是不耐低溫，但其玻璃化溫度可通過引入增塑劑而得以降低，降低的程度受所引入的增塑劑種類和添加量有關系。增塑劑的種類主要受限于增塑劑與PVC基材的相容性以及能承受材料加工溫度的沸點，而添加量的多少則受限于材料的力學性能的要求，增塑劑的引入通常會降低材料的拉伸強度。

因此，目前常規(guī)的PVC電纜料的玻璃化溫度在-25℃左右，因此其耐寒溫度為-25℃左右，經(jīng)過特殊耐低溫橡膠改性的聚氯乙烯彈性體的耐寒溫度也只有-40℃左右。對于需要在-50℃以下工作的電纜，比如在寒帶及極寒帶地區(qū)的地質勘探、軍事等戶外作業(yè)，目前還沒有相關的基于聚氯乙烯的電線電纜材料，而只能選用其他價格昂貴的彈性體材料。因此需要開發(fā)這種可耐超低溫的基于聚氯乙烯的電纜材料，在保證耐超低溫的前提下，還可降低使用成本。

聚氯乙烯由于玻璃化溫度較高，耐寒性較差，而針對聚氯乙烯耐低溫改性，通常是兩種途徑：(1)添加低分子量增塑劑；(2)采用高分子量的橡膠彈性體增韌，也可同時應用兩種方法。增塑劑對聚氯乙烯玻璃化溫度的降低，受所用增塑劑的種類和添加量有關，添加量的多少受限于電纜材料強度的要求，因為增塑劑的加入會降低材料的拉伸強度；而增塑劑的種類則要求與聚氯乙烯基材相容性好，并具有能滿足材料加工溫度的沸點，現(xiàn)主要采用含苯環(huán)的長鏈二酸酯，如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二壬酯等，由于苯環(huán)結構的存在，增加了剛性，降低了分子鏈的柔順性，因此其耐低溫性不高，在滿足強度要求的極限增塑劑添加量的情況下，只能達到-25℃的低溫應用環(huán)境，還無法滿足超寒的應用環(huán)境。而采用高分子量的橡膠彈性體增韌聚氯乙烯，由于橡膠彈性體具有很低的玻璃化溫度，可提高聚氯乙烯的低溫沖擊性能，避免材料低溫脆斷開裂，橡膠彈性體的選擇，必須保證橡膠彈性體與聚氯乙烯良好的相容性，通常選用丁腈橡膠，而丁腈橡膠的玻璃化溫度隨丙烯腈含量的降低而降低，但丙烯腈含量降低則與氯乙烯的相容性變差，因此，在與聚氯乙烯相容性較好的丁腈橡膠(丙烯腈含量25％左右)，其玻璃化溫度為-50℃，脆化溫度為-45℃，因此使用丁腈橡膠對聚氯乙烯改性增韌的能力有限，也不能應用到超寒的環(huán)境。結合增塑劑和丁腈橡膠增韌，降低聚氯乙烯的玻璃化溫度，至今能把聚氯乙烯的玻璃化溫度降低至-45℃左右，不能耐受-50℃以下的超寒環(huán)境。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于聚氯乙烯的可耐超低溫的電線電纜物料，以滿足超低溫環(huán)境的應用。

為了達到上述的技術效果，本發(fā)明采取以下技術方案：

一種用于耐超低溫電線電纜的組合物，包括下述重量份的組分：

聚氯乙烯：100份；

復配增塑劑：40-90份，所述的復配增塑劑由30-80wt％的環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯和20-70wt％的葵二酸二辛酯組成；

輕質碳酸鈣：10-30份；

鈣鋅復合穩(wěn)定劑：2-7份；

潤滑劑：0.5-2份。

復配增塑劑中的環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯的結構式如下：

環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯是由鄰苯二甲酸二異壬酯催化加氫得到，與鄰苯二甲酸二異壬酯相比不存在苯環(huán)結構，與聚氯乙烯相容性好；更重要的是，由于不存在苯環(huán)結構，增塑后使得聚氯乙烯分子鏈段的柔順性增加，玻璃化溫度降低明顯；由于不含有苯環(huán)，該增塑劑為一種環(huán)保的增塑劑，可應用于食品、醫(yī)療行業(yè)。

葵二酸二辛酯作為聚氯乙烯的增塑劑，與聚氯乙烯具有很好的相容性，同時具有較好的高低溫特性。選擇該增塑劑與具有較好低溫特性的環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯復配使用，既可彌補環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯耐高溫性的不足，又可保持整個體系的耐低溫特性。