一种薄壁专用电缆料及其制备工艺

摘要

本发明涉及电缆制备技术领域，具体涉及一种薄壁专用电缆料及其制备工艺。其技术要点如下：按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉50~70份，重质碳酸钙20~35份，增塑剂20~30份，改性陶土2~5份，加工助剂1~3份，抗氧剂2~4份，大豆油1~3份，阻燃剂1~2份，聚乙烯蜡1~3份和PET 3~8份。本发明提供的一种薄壁专用电缆料通过对陶土的改性，使改性陶土具有阻燃性能，降低了阻燃剂的添加量；同时，利用改性使陶土与高分子材料之间的相容性提高，同时撑起高分子材料骨架，形成空间网络结构，进一步提高薄壁专用电缆料的耐低温性能和耐磨性能。

权利要求

1. 一种薄壁专用电缆料，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉50~

70份，重质碳酸钙20 35份，增塑剂20 30份，改性陶土2 5份，加工助剂1 3份，抗氧剂2 4份，~ ~ ~ ~ ~大豆油1 3份，阻燃剂1 2份，聚乙烯蜡1 3份和PET 3 8份；所述改性陶土的改性剂为麦秆高~ ~ ~ ~温灼烧后的麦秆灰；所述改性陶土的改性方法为：将所述麦秆灰溶解于水中，煮沸，加入陶土，过滤干燥后得到所述改性陶土；

所述薄壁专用电缆料的制备工艺为：将树脂粉、重质碳酸钙、增塑剂、改性陶土、加工助剂、抗氧剂、大豆油、阻燃剂、聚乙烯蜡和PET加入螺杆挤出机中挤出造粒得到所述薄壁专用电缆料；

具体操作步骤如下：

S1、将树脂粉、大豆油和改性陶土加入到螺杆挤出机中；

S2、在螺杆挤出机的第三温区加入聚乙烯蜡和增塑剂；

S3、在螺杆挤出机的第五温区加入抗氧剂、加工助剂、阻燃剂、重质碳酸钙和PET；

S4、挤出造粒得到所述薄壁专用电缆料；

其中，所述螺杆挤出机的温区设置如下：第一温区：120℃ 130℃，第二温区：130℃ 140℃，第三温区：140℃ 160℃，第四温区：~ ~ ~

160℃ 180℃，第五温区：180℃ 190℃，第六温区：190℃ 180℃，第七温区：160℃ 180℃；第~ ~ ~ ~八温区：140 160℃；第九温区：130 140℃；第十温区：120 130℃。

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2.根据权利要求1所述的一种薄壁专用电缆料，其特征在于，所述树脂粉为PVC树脂，聚合度为1750 1850。

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3.根据权利要求1所述的一种薄壁专用电缆料，其特征在于，所述重质碳酸钙的粒径为

300 500目。

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4.根据权利要求1所述的一种薄壁专用电缆料，其特征在于，所述加工助剂为ACR‑PA551加工助剂。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁专用电缆料，其特征在于，所述聚乙烯蜡的分子量为

2000 4000。

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6.根据权利要求1 5任意一项所述的薄壁专用电缆料的制备工艺，其特征在于，将树脂~粉、重质碳酸钙、增塑剂、改性陶土、加工助剂、抗氧剂、大豆油、阻燃剂、聚乙烯蜡和PET加入螺杆挤出机中挤出造粒得到所述薄壁专用电缆料；具体包括如下操作步骤：S1、将树脂粉、大豆油和改性陶土加入到螺杆挤出机中；

S2、在螺杆挤出机的第三温区加入聚乙烯蜡和增塑剂；

S3、在螺杆挤出机的第五温区加入抗氧剂、加工助剂、阻燃剂、重质碳酸钙和加工助剂；

S4、挤出造粒得到所述薄壁专用电缆料；

所述螺杆挤出机的温区设置如下：

第一温区：120℃ 130℃，第二温区：130℃ 140℃，第三温区：140℃ 160℃，第四温区：~ ~ ~

160℃ 180℃，第五温区：180℃ 190℃，第六温区：190℃ 180℃，第七温区：160℃ 180℃；第~ ~ ~ ~八温区：140 160℃；第九温区：130 140℃；第十温区：120 130℃。

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说明书

一种薄壁专用电缆料及其制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及电缆制备技术领域，具体涉及一种薄壁专用电缆料及其制备工艺。

背景技术

[0002] 电力电缆的广泛应用，电力电缆对绝缘料的性能逐渐向耐高温、耐低温、耐油、抗撕裂、阻燃等发展。而在使用条件特殊、应用环境复杂的情况下，电缆的要求向着超薄壁、高耐温、高耐油、高阻燃方向发展。普通薄壁电缆的绝缘壁厚度在0.3mm以上，而高速铁路及城市轨道交通装备所需的超薄壁绝缘电缆绝缘壁厚要求为0.18mm。

[0003] 目前，电缆行业生产薄壁电缆的主要绝缘材料是交联聚烯烃，为了使薄壁电缆料能够符合防火阻燃的要求，通常在薄壁电缆料中添加更多的阻燃剂，降低了薄壁电缆料的绝缘电阻，使薄壁电缆容易被击穿，同时影响了薄壁电缆料的耐低温性能和耐老化性能。

[0004] 有鉴于上述现有机制砂混凝土存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种薄壁专用电缆料及其制备工艺。

发明内容

[0005] 本发明的第一个目的是提供一种薄壁专用电缆料，通过对陶土的改性，使改性陶土具有阻燃性能，降低了阻燃剂的添加量；同时，利用改性使陶土与高分子材料之间的相容性提高，同时撑起高分子材料骨架，形成空间网络结构，进一步提高薄壁专用电缆料的耐低温性能和耐磨性能。

[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

[0007] 本发明提供的一种薄壁专用电缆料，按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉50～70份，重质碳酸钙20～35份，增塑剂20～30份，改性陶土2～5份，加工助剂1～3份，抗氧剂2～4份，大豆油1～3份，阻燃剂1～2份，聚乙烯蜡1～3份和PET 3～8份。

[0008] 进一步的，树脂粉为PVC树脂，聚合度为1750～1850。该树脂粉具有优异的耐高温性和绝缘性。

[0009] 进一步的，重质碳酸钙的粒径为300～500目。

[0010] 进一步的，加工助剂为ACR‑PA551加工助剂。该类加工助剂能够提高材料的流动性，降低加工温度，促进PVC树脂塑化、熔融，有消除鱼眼、晶点的作用。

[0011] 进一步的，PET选择为CZ‑100‑3，有效提高耐老化特性，耐天候、耐臭氧、耐日光、耐热、耐水、耐水蒸气、耐紫外线、耐辐射等老化性能，提高电绝缘性能。

[0012] 进一步的，增塑剂选择TOTM，该类型的增塑剂具有优异的耐热性和绝缘性。

[0013] 进一步的，改性陶土的改性剂为麦秆高温灼烧后的麦秆灰。麦秆中含硅量较高，高温灼烧后形成的灰中，含有大量的硅酸钾，溶于水后呈弱碱性，对陶土进行表面改性，使陶土表面接枝了氢氧根，同时，在碱性作用下，硅酸钾附着于陶土表面，提高了陶土的绝缘性能和抗老化性能。

[0014] 进一步的，改性陶土的改性方法为：将麦秆灰溶解于水中，煮沸，加入陶土，过滤干燥后得到改性陶土。采用上述方案，不但能够使陶土表面接枝氢氧根，提高陶土与高分子化合物的相容性，还能够使硅酸钾附着于改性陶土表面。

[0015] 进一步的，聚乙烯蜡的分子量为2000～4000。在薄壁专用电缆料中，聚乙烯蜡的分子量若低于2000则会影响薄壁专用电缆料的耐低温性能，若高于4000，则会降低材料整体的流动性，在挤出成型时，影响物料的均匀性，进行拉低电缆料的整体性能。

[0016] 进一步的，抗氧剂选择抗氧剂1010。该抗氧剂能够改善材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善材料在高温加工条件下的耐变色性。

[0017] 本发明的第二个目的是提供一种薄壁专用电缆料的制备工艺，具有同样的作用。

[0018] 本发明提供的薄壁专用电缆料的制备工艺，将树脂粉、重质碳酸钙、增塑剂、改性陶土、加工助剂、抗氧剂、大豆油、阻燃剂、聚乙烯蜡和PET加入螺杆挤出机中挤出造粒得到所述薄壁专用电缆料。

[0019] 进一步的，本发明提供的薄壁专用电缆料的制备工艺，包括如下操作步骤：

[0020] S1、将树脂粉、大豆油和改性陶土加入到螺杆挤出机中；

[0021] S2、在螺杆挤出机的第三温区加入聚乙烯蜡和增塑剂；

[0022] S3、在螺杆挤出机的第五温区加入抗氧剂、加工助剂、阻燃剂、重质碳酸钙和PET；

[0023] S4、挤出造粒得到薄壁专用电缆料。

[0024] 本发明中，采用树脂粉与改性陶土先行结合，使改性陶土负载的硅酸钾能够对高分子的大分子链进行支撑，提高高分子的大分子链的刚性，从而提高电缆料的耐老化性能和耐磨性能；同时由于改性陶土表面接枝有氢氧根，能够与大豆油发生酯化反应，得到少量的不饱和键，起到了增韧的作用，提高了电缆料的耐腐蚀性和耐低温性能。

[0025] 进一步的，螺杆挤出机的温区设置如下：

[0026] 第一温区：120℃～130℃，第二温区：130℃～140℃，第三温区：140℃～160℃，第四温区：160℃～180℃，第五温区：180℃～190℃，第六温区：190℃～180℃，第七温区：160℃～180℃；第八温区：140～160℃；第九温区：130～140℃；第十温区：120～130℃。

[0027] 进一步的，螺杆挤出机的长径比为8。

[0028] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0029] 本发明提供的一种薄壁专用电缆料通过对陶土的改性，使改性陶土具有阻燃性能，降低了阻燃剂的添加量；同时，利用改性使陶土与高分子材料之间的相容性提高，同时撑起高分子材料骨架，形成空间网络结构，进一步提高薄壁专用电缆料的耐低温性能和耐磨性能。

具体实施方式

[0030] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种薄壁专用电缆料及其制备工艺，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

[0031] 本实施方式中采用的材料来源如下：

[0032] CZ‑100‑3：昆山侨冠塑化有限公司；

[0033] 聚乙烯蜡：江苏华溢塑料高科技有限公司；

[0034] 抗氧剂1010：上海华迎电子科技有限公司；

[0035] PA551加工助剂：南通艾德旺化工有限公司；

[0036] 阻燃剂HC‑14：太仓汇明化工有限公司；

[0037] 陶土：鸿福煅烧高岭土有限公司；

[0038] 重质碳酸钙：苏州盛耀塑胶新材料有限公司；

[0039] 树脂粉S‑80：台塑工业有限公司；

[0040] TOTM：镇江联成化学有限公司；

[0041] 大豆油：丹阳市助剂化工厂有限公司；

[0042] 麦秆：天津信盈科技有限公司。

[0043] 实施例1：一种薄壁专用电缆料及其制备工艺

[0044] 本实施例提供的薄壁专用电缆料，按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉S‑80 50份，重质碳酸钙20份，增塑剂TOTM 20份，改性陶土2份，PA551加工助剂3份，抗氧剂1010 4份，大豆油3份，阻燃剂HC‑14 2份，聚乙烯蜡3份和CZ‑100‑38份。

[0045] 其制备工艺包括如下操作步骤：

[0046] 树脂粉S‑80，重质碳酸钙，增塑剂TOTM，改性陶土，PA551加工助剂，抗氧剂1010，大豆油，阻燃剂HC‑14，聚乙烯蜡和CZ‑100‑3加入螺杆挤出机中挤出造粒得到薄壁专用电缆料。

[0047] 螺杆挤出机的长径比为8，螺杆挤出机的温区设置如下：

[0048] 第一温区：120℃～130℃，第二温区：130℃～140℃，第三温区：140℃～160℃，第四温区：160℃～180℃，第五温区：180℃～190℃，第六温区：190℃～180℃，第七温区：160℃～180℃；第八温区：140～160℃；第九温区：130～140℃；第十温区：120～130℃。

[0049] 实施例2：一种薄壁专用电缆料及其制备工艺

[0050] 本实施例提供的薄壁专用电缆料，按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉S‑80 50份，重质碳酸钙20份，增塑剂TOTM 20份，改性陶土2份，PA551加工助剂3份，抗氧剂1010 4份，大豆油3份，阻燃剂HC‑14 2份，聚乙烯蜡3份和CZ‑100‑38份。

[0051] 其中，改性陶土的制备方法如下：

[0052] (1)将麦秆灰溶于水中，麦秆灰与水的质量比为1:12，煮沸；

[0053] (2)陶土投入到步骤(1)中，陶土与麦秆灰的质量比为3:1；

[0054] (3)对步骤(2)持续煮沸10min，过滤，干燥，得到改性陶土。

[0055] 其制备工艺包括如下操作步骤：

[0056] 树脂粉S‑80，重质碳酸钙，增塑剂TOTM，改性陶土，PA551加工助剂，抗氧剂1010，大豆油，阻燃剂HC‑14，聚乙烯蜡和CZ‑100‑3加入螺杆挤出机中挤出造粒得到薄壁专用电缆料。

[0057] 螺杆挤出机的长径比为8，螺杆挤出机的温区设置如下：

[0058] 第一温区：120℃～130℃，第二温区：130℃～140℃，第三温区：140℃～160℃，第四温区：160℃～180℃，第五温区：180℃～190℃，第六温区：190℃～180℃，第七温区：160℃～180℃；第八温区：140～160℃；第九温区：130～140℃；第十温区：120～130℃。

[0059] 实施例3：一种薄壁专用电缆料及其制备工艺

[0060] 本实施例提供的薄壁专用电缆料，按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉S‑80 70份，重质碳酸钙35份，增塑剂TOTM 30份，改性陶土5份，PA551加工助剂3份，抗氧剂1010 3份，大豆油3份，阻燃剂HC‑14 2份，聚乙烯蜡2份和CZ‑100‑36份。

[0061] 其中，改性陶土的制备方法如下：

[0062] (1)将麦秆灰溶于水中，麦秆灰与水的质量比为1:13，煮沸；

[0063] (2)陶土投入到步骤(1)中，陶土与麦秆灰的质量比为3:1；

[0064] (3)对步骤(2)持续煮沸10min，过滤，干燥，得到改性陶土。

[0065] 其制备工艺包括如下操作步骤：

[0066] S1、将树脂粉S‑80、大豆油和改性陶土加入到螺杆挤出机中；

[0067] S2、在螺杆挤出机的第三温区加入聚乙烯蜡和增塑剂TOTM；

[0068] S3、在螺杆挤出机的第五温区加入抗氧剂1010、PA551加工助剂、阻燃剂HC‑14、重质碳酸钙和CZ‑100‑3；

[0069] S4、挤出造粒得到薄壁专用电缆料。

[0070] 螺杆挤出机的长径比为8，螺杆挤出机的温区设置如下：

[0071] 第一温区：120℃～130℃，第二温区：130℃～140℃，第三温区：140℃～160℃，第四温区：160℃～180℃，第五温区：180℃～190℃，第六温区：190℃～180℃，第七温区：160℃～180℃；第八温区：140～160℃；第九温区：130～140℃；第十温区：120～130℃。

[0072] 实施例4：一种薄壁专用电缆料及其制备工艺

[0073] 本实施例提供的薄壁专用电缆料，按照重量份数计算，包括如下组分：树脂粉S‑80 50份，重质碳酸钙20份，增塑剂TOTM 20份，改性陶土2份，PA551加工助剂3份，抗氧剂1010 4份，大豆油3份，阻燃剂HC‑14 2份，聚乙烯蜡3份和CZ‑100‑38份。

[0074] 其中，改性陶土的制备方法如下：

[0075] (1)将麦秆灰溶于水中，麦秆灰与水的质量比为1:12，煮沸；

[0076] (2)陶土投入到步骤(1)中，陶土与麦秆灰的质量比为3:1；

[0077] (3)对步骤(2)持续煮沸10min，过滤，干燥，得到改性陶土。

[0078] 其制备工艺包括如下操作步骤：

[0079] S1、将树脂粉S‑80、大豆油和改性陶土加入到螺杆挤出机中；

[0080] S2、在螺杆挤出机的第三温区加入聚乙烯蜡和增塑剂TOTM；

[0081] S3、在螺杆挤出机的第五温区加入抗氧剂1010、PA551加工助剂、阻燃剂HC‑14、重质碳酸钙和CZ‑100‑3；

[0082] S4、挤出造粒得到薄壁专用电缆料。

[0083] 螺杆挤出机的长径比为8，螺杆挤出机的温区设置如下：

[0084] 第一温区：120℃～130℃，第二温区：130℃～140℃，第三温区：140℃～160℃，第四温区：160℃～180℃，第五温区：180℃～190℃，第六温区：190℃～180℃，第七温区：160℃～180℃；第八温区：140～160℃；第九温区：130～140℃；第十温区：120～130℃。

[0085] 性能测试

[0086] 对实施例1～4得到的电缆料进行耐老化测试、绝缘性测试、阻燃性测试和耐低温测试。

[0087] 耐老化测试：UL 1581；

[0088] 绝缘性测试:UL 1581；

[0089] 阻燃性测试:UL 1581；

[0090] 耐低温测试:UL 1581。

[0091] 表1.实施例1～4电缆料测试结果

[0092]

[0093]

[0094] 根据上述结果可知，本发明提供的薄壁专用电缆料具有优异的耐低温性能、防火阻燃性能、耐老化性能以及绝缘性能。

[0095] 其中，通过实施例1和实施例2的数据对比可知，采用本发明提供的对陶土改性的方法，使薄壁电缆料的绝缘性能和耐老化性能大幅提高。

[0096] 通过实施例2和实施例4的数据对比可知，采用本发明提供的挤出方式，有效提高了薄壁电缆料的耐老化性能。

[0097] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。