[發明專利]一種環保型高強度聚氯乙烯電纜料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110754546.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113402826B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 汪知信
• 申請（專利權）人: 深圳市鵬塑科技發展有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L25/08;C08K5/11;C08K5/1515;C08K3/22;C08K3/34;C08K13/06;C08K9/12;C08K3/26;C08K3/28;H01B3/44
• 代理公司: 安徽盟友知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34213
• 代理人: 周榮

本發明涉及聚氯乙烯電纜料技術領域，公開了一種環保型高強度聚氯乙烯電纜料及其制備方法。所述聚氯乙烯電纜料按重量份計，包括以下原料：聚氯乙烯樹脂90?100份，增塑劑20?40份，鉬系阻燃抑煙劑5?10份，熱穩定劑5?8份，納米高嶺土20?30份；所述熱穩定劑為表面接枝有硫脲且內部負載有碳酸鈣的多孔聚合物。本發明中采用具有特殊結構的熱穩定劑，與聚氯乙烯之間的相容性好，能減少PVC電纜料在加工和使用過程中的降解，提高電纜料強度；同時，熱穩定劑還能減少聚氯乙烯電纜燃燒時HCl的釋放。

技術領域

本發明涉及聚氯乙烯電纜料技術領域，尤其涉及一種環保型高強度聚氯乙烯電纜料及其制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)是世界上使用最廣泛的塑料之一，其價格低廉，具有優良的耐腐蝕性、電絕緣性，尤其是具有耐燃自熄性，使聚氯乙烯已廣泛地應用于電纜料的生產，在電線電纜絕緣保護材料中長期占有重要地位，廣泛用于各類電線電纜絕緣與護層材料。但同時，聚氯乙烯也存在一些缺點。

首先，由于聚氯乙烯的結構特殊性，其在高溫和高剪切條件下進行加工時易脫去分子上的氯化氫，催化聚氯乙烯的降解脫氯化氫反應，生成的氯化氫由將催化聚氯乙烯更快地降解，最終致使聚氯乙烯強度下降。因此，在聚氯乙烯加工中需要添加熱穩定劑來提高其穩定性。PVC電纜料中常用的環保型熱穩定劑是鈣鋅熱穩定劑，其具有良好的潤滑性和透明性，但作用過程會生成路易斯酸氯化鋅，催化PVC降解，存在顯著的鋅燒現象，導致長期熱穩定效果不佳，此外，還存在與PVC相容性差的問題，會影響PVC電纜料的強度。

其次，聚氯乙烯自身具有很好的阻燃性能，其含氯量達到56％，氧指數可大于45％，但PVC電纜料中由于加入了大量增塑劑和其他助劑，造成耐燃性不足，在燃燒時會產生黑煙(主要由芳香族化合物形成的碳組成)，并放出大量的HCl，后者會與大氣中的水作用形成腐蝕性的云霧，對人體傷害很大，造成電纜燃燒的二次災害。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種環保型高強度聚氯乙烯電纜料及其制備方法。本發明中采用具有特殊結構的熱穩定劑，與聚氯乙烯之間的相容性好，能減少PVC電纜料在加工和使用過程中的降解，提高電纜料強度；同時，熱穩定劑還能減少聚氯乙烯電纜燃燒時HCl的釋放。

本發明的具體技術方案為：

一種環保型高強度聚氯乙烯電纜料，按重量份計，包括以下原料：聚氯乙烯樹脂90-100份，增塑劑20-40份，鉬系阻燃抑煙劑5-10份，熱穩定劑5-8份，納米高嶺土20-30份；所述熱穩定劑為表面接枝有硫脲且內部負載有碳酸鈣的多孔聚合物。

鉬系阻燃抑煙劑能在不損害材料阻燃性的同時達到低發煙的目的，一般認為，鉬系阻燃抑煙劑加入到聚氯乙烯中能以路易斯酸機理催化聚氯乙烯脫除HCl形成反式多烯，后者不能環化生成芳香族結構，而此類化合物乃是煙的主要成分，從而有效地減少了可燃氣體的生成量，通過這種方式實現阻燃抑煙。熱穩定劑中，多孔聚合物能利用其多孔結構吸附HCl，同時，多孔聚合物內部負載的碳酸鈣能及時中和吸附的HCl，提高熱穩定劑對氯化氫的吸附量，并防止HCl脫附，通過這種多孔結構與碳酸鈣之間的協同作用，能有效減少聚氯乙烯電纜在燃燒時的腐蝕氣體釋放量。

除了減少電纜燃燒時HCl的釋放外，本發明所使用的熱穩定劑還能在電纜加工和使用過程中，發揮熱穩定劑的作用，提高聚氯乙烯電纜料的強度，其作用方式包括以下兩個方面：

1)利用其表面的硫脲，置換聚氯乙烯分子鏈中的不穩定氯原子，能夠阻斷不穩定氯原子的繼續形成以及大量共軛雙鍵的形成，從而減緩PVC降解；并且，硫脲置換不穩定氯原子后，能夠與PVC分子鏈形成共價連接，通過這種方式，熱穩定劑能在PVC分子鏈之間形成交聯，從而提高聚氯乙烯電纜料的強度。