用于耐超低温电线电缆的组合物及其加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于耐超低温电线电缆的组合物及其加工方法，所述的组合物包括下述重量份的组分：聚氯乙烯：100份；复配增塑剂：40-90份，所述的复配增塑剂由30-80wt％的环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯和20-70wt％的葵二酸二辛酯组成；轻质碳酸钙：10-30份；钙锌复合稳定剂：2-7份；润滑剂：0.5-2份。发明的电线电缆物料采用由环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯和葵二酸二辛酯组成的复配增塑剂，不仅能使得聚氯乙烯增塑复合体系的玻璃化温度较低，同时也提升了体系的高温老化特性。
【专利说明】用于耐超低温电线电缆的组合物及其加工方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电线电缆绝缘材料领域，具体涉及一种用于耐超低温电线电缆的组合 物及其加工方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯因为良好的电气绝缘性能、优异的加工性能和低廉的成本，已广泛应用 于电线电缆的绝缘材料。作为电线电缆的绝缘材料，由于其应用环境的不同，对其性能要求 也不一样。对于寒带或极寒带地区，冬季气温会低至-50°C，甚至更低，这就要求作为绝缘材 料的PVC电缆材料也需要能在这个超低温下正常工作，避免出现硬脆开裂，失去绝缘保护 的作用。衡量高分子材料的耐低温性能，可通过材料的玻璃化温度判断。对于PVC材料来 说，其玻璃化温度在78°C左右，因此就该材料本身而言是不耐低温，但其玻璃化温度可通过 引入增塑剂而得以降低，降低的程度受所引入的增塑剂种类和添加量有关系。增塑剂的种 类主要受限于增塑剂与PVC基材的相容性以及能承受材料加工温度的沸点，而添加量的多 少则受限于材料的力学性能的要求，增塑剂的引入通常会降低材料的拉伸强度。
[0003] 因此，目前常规的PVC电缆料的玻璃化温度在-25°C左右，因此其耐寒温度 为_25°C左右，经过特殊耐低温橡胶改性的聚氯乙烯弹性体的耐寒温度也只有_40°C左右。 对于需要在-50°C以下工作的电缆，比如在寒带及极寒带地区的地质勘探、军事等户外作 业，目前还没有相关的基于聚氯乙烯的电线电缆材料，而只能选用其他价格昂贵的弹性体 材料。因此需要开发这种可耐超低温的基于聚氯乙烯的电缆材料，在保证耐超低温的前提 下，还可降低使用成本。
[0004] 聚氯乙烯由于玻璃化温度较高，耐寒性较差，而针对聚氯乙烯耐低温改性，通常是 两种途径：（1)添加低分子量增塑剂；（2)采用高分子量的橡胶弹性体增韧，也可同时应用 两种方法。增塑剂对聚氯乙烯玻璃化温度的降低，受所用增塑剂的种类和添加量有关，添加 量的多少受限于电缆材料强度的要求，因为增塑剂的加入会降低材料的拉伸强度；而增塑 剂的种类则要求与聚氯乙烯基材相容性好，并具有能满足材料加工温度的沸点，现主要采 用含苯环的长链二酸酯，如邻苯二甲酸二辛酯（D0P)、邻苯二甲酸二壬酯等，由于苯环结构 的存在，增加了刚性，降低了分子链的柔顺性，因此其耐低温性不高，在满足强度要求的极 限增塑剂添加量的情况下，只能达到_25°C的低温应用环境，还无法满足超寒的应用环境。 而采用高分子量的橡胶弹性体增韧聚氯乙烯，由于橡胶弹性体具有很低的玻璃化温度，可 提高聚氯乙烯的低温冲击性能，避免材料低温脆断开裂，橡胶弹性体的选择，必须保证橡胶 弹性体与聚氯乙烯良好的相容性，通常选用丁腈橡胶，而丁腈橡胶的玻璃化温度随丙烯腈 含量的降低而降低，但丙烯腈含量降低则与氯乙烯的相容性变差，因此，在与聚氯乙烯相容 性较好的丁腈橡胶（丙烯腈含量25%左右），其玻璃化温度为-50°C，脆化温度为_45°C， 因此使用丁腈橡胶对聚氯乙烯改性增韧的能力有限，也不能应用到超寒的环境。结合增 塑剂和丁腈橡胶增韧，降低聚氯乙烯的玻璃化温度，至今能把聚氯乙烯的玻璃化温度降低 至-45°C左右，不能耐受_50°C以下的超寒环境。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于聚氯乙烯的可耐超低温的电线电缆物料，以满足超 低温环境的应用。
[0006] 为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
[0007] 一种用于耐超低温电线电缆的组合物，包括下述重量份的组分：
[0008] 聚氯乙烯：100份；
[0009] 复配增塑剂：40-90份，所述的复配增塑剂由30-80wt%的环己烷1，2-二甲酸二异 壬基酯和20-70被％的葵二酸二辛酯组成；
[0010] 轻质碳酸钙：10-30份；
[0011] 钙锌复合稳定剂：2_7份；
[0012]润滑剂：0. 5-2 份。
[0013] 复配增塑剂中的环己烷1，2- 二甲酸二异壬基酯的结构式如下：
[0014]
【权利要求】
1. 一种用于耐超低温电线电缆的组合物，其特征在于该组合物包括下述重量份的组 分： 聚氯乙烯：100份； 复配增塑剂：40-90份，所述的复配增塑剂由30-80wt %的环己烷1，2- 二甲酸二异壬基 酯和20-70wt%的葵二酸二辛酯组成； 轻质碳酸钙：10-30份； 隹丐锌复合稳定剂：2-7份； 润滑剂：0. 5-2份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于还包括粉末丁腈橡胶，所述的粉末丁腈 橡胶用量为每100份聚氯乙烯中加入3-15份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的复配增塑剂用量为每100份聚氯 乙烯中加入55-75份。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的轻质碳酸钙的用量为每100份聚 氯乙烯中加入20-30份。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的钙锌复合稳定剂的用量为每100 份聚氯乙烯中加入3-6份。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的润滑剂的用量为每100份聚氯乙 烯中加入0. 5-1. 5份。
7.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于所述的粉末丁腈橡胶的用量为每100份 聚氯乙烯中加入4-12份。
8.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于包括下述重量份的组分： 聚氯乙烯：100份； 复配增塑剂：55-75份，所述的复配增塑剂由30-80wt %的环己烷1，2- 二甲酸二异壬基 酯和20-70wt%的葵二酸二辛酯组成； 轻质碳酸钙：20-30份； 隹丐锌复合稳定剂：3_6份； 润滑剂：0. 5-1. 5份； 粉末丁臆橡I父：4_12份。
9.权利要求1-8任一项所述的用于耐超低温电线电缆的组合物的加工方法， 其特征在于该方法包括以下步骤： A、复配增塑剂的混合 由30-8(^七％的环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯和20-70wt%的葵二酸二辛酯组成的复 配增塑剂在搅拌条件下搅拌20-40min，得到均一的复配增塑剂； B、复配增塑剂与其他组分的混合 将复配增塑剂与其他组分按照配比加入高搅机中于80-100°C下高速捏合lOmin，出 料，得到混合均匀的物料； C、物料的挤出造粒 将双螺杆挤出机各区温度设置在230°C以下并待温度稳定20min后，将混合均匀的物 料加入至双螺杆挤出机的料斗中在双螺杆挤出机中完成挤出造粒。
【文档编号】C08K13/02GK104045936SQ201410276084
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】吕增国, 王国鹏 申请人:成都鑫成鹏线缆材料有限公司