本发明涉及一种电缆材料，尤其涉及一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法。
背景技术
pvc电缆料是以聚氯乙烯为基础树脂，添加稳定剂、邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异癸酯，对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯等增塑剂以及碳酸钙等无机填充物、助剂和润滑剂等添加剂，经过混配捏合挤出而制备的粒子。
但是，聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃，于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体，(氯化氢气体是有毒气体)使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。这便是一些pvc塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。
例如一种在中国专利文献上那个公开的一种轻质耐热阻燃改性pvc树脂复混电缆料及其制备方法，其申请公布号为cn105482296a，该电缆料由以下重量份的原料制成：pvc树脂55-65、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40、拖玛琳0.01-0.02、可膨胀石墨10-15、聚四亚甲基乙二醇醚5-8、硅酸铝15-22、桐油酸3-4、六甲基二氮硅烷3-4、棉浆22-30、硬脂酸锌2-4、二甘醇二苯甲酸酯14-18、色母料8-10、助剂2-3；该电缆料将pvc树脂与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混作为树脂基料，并以经改性处理后的棉浆作为填料，再结合具有改善加工性能功效的助剂及其它辅助原料，使得该发明电缆料较传统pvc树脂在使用时表现出更为优良的耐热阻燃性能。但是其在树脂基料中添加了较多的可膨胀石墨，虽然其具有了较强的阻燃性能，但是由于可膨胀石墨为导电体，将其作为填料加入电缆料中会大幅降低其绝缘性能，导致漏电触电等危险的发生。
技术实现要素：
为了克服传统pvc树脂电缆料耐热性能不足，受热受光照后易分解，耐候性能较差，加入阻燃填料后绝缘性能下降的缺陷，提供了一种能够具有良好的耐热性能，受热受光照后不易分解，耐候性能以及绝缘性能好的一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)有机硅树脂改性聚酰胺的合成：按照重量份数计取己内酰胺100份置于反应釜中，升高温度至135℃，抽真空脱水40-60分钟，然后加入氢氧化钾0.5-1.5份，搅拌反应10-15分钟，然后加入甲苯二异氰酸酯2-3份以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷5-15份，搅拌均匀后升高温度至170℃，继续反应60-120分钟后取出，冷却降温得到有机硅树脂改性聚酰胺；
(b)配料：按照pvc树脂100份、有机硅树脂改性聚酰胺20-35份、氨基硅油30-45份、酚醛多环氧树脂15-30份、纳米碳酸钙20-45份、缚酸剂3-8份、润滑剂1-3份以及抗氧化剂1-3份的重量份配比称取各组分待用；
(c)混料：
(c1)将pvc树脂、缚酸剂、润滑剂以及抗氧化剂置于真空捏合机中，真空状态下以1000r/min的速率下进行混合，混合物温度控制在110℃，混合10-15min后加入一半质量的氨基硅油，继续混合10-15min；
(c2)降低转速至600r/min，然后加入有机硅树脂改性聚酰胺、酚醛多环氧树脂、纳米碳酸钙以及剩余的氨基硅油，继续混合10r/min，然后升高转速至1500r/min，继续混合30min，得到混合料；
(d)将步骤(c)中得到的混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐热阻燃pvc电缆料。
发明中的聚酰胺经过有机硅树脂改性，其具体是通过将己内酰胺以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷在碱催化下通过开环聚合，得到有机硅树脂改性聚酰胺。由于其分子中含有较多的乙烯基，其可作为交联点产生交联作用，在用于电缆料中能够有效的提高电缆料的力学性能。同时，其乙烯基结构可作为紫外吸收基团，能够有效的屏蔽紫外线，使得本发明具有良好的抗紫外线效果，使得其具有了良好的耐候性能。
本发明中采用pvc树脂以及有机硅树脂改性聚酰胺作为基体材料，通过将聚酰胺通过有机硅树脂改性，能够有效的提高聚酰胺的加工性能以及与pvc树脂的混合性能，同时加强了整体的耐热性能。同时通过添加氨基硅油作为整体材料的增塑剂，能够有效的保证树脂的在加工过程中的可加工性能。酚醛多环氧树脂以及纳米碳酸钙的加入能够起到增强填料的作用，有效的增强电缆料的力学性能，保证了其使用强度，同时酚醛多环氧树脂中的环氧基能够与氨基硅油中的氨基发生开环反应，从而发生固化，进一步的增强了其力学性能。加入缚酸剂能够有效的吸收因pvc树脂分解而产生的氯化氢，阻碍了其作为催化剂导致进一步的分解。本发明中采用的有机硅树脂改性聚酰胺、氨基硅油以及酚醛多环氧树脂分子主链中均含有硅氧键，其具有一下特性：
(1)si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；
(2)c-h无极性，使分子间相互作用力十分微弱；
(3)si-o键长较长，si-o-si键键角大；
(4)si-o键是具有50％离子键特征的共价键(共价键具有方向性，离子键无方向性)。
因此由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。
本发明中通过氨基硅油以及酚醛多环氧树脂的交联作用生成了网络状结构有有机硅骨架网络，能够在起到增塑效果的同时又能够有效的提高力学性能，同时能够将各组分固定连接在基体树脂中，保证了各组分不会随着时间以及环境的变化而流失，保证了本电缆料的使用稳定性。
作为优选，所述的pvc树脂为聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂的混合料，其两者的质量比为1:1。
本发明中使用的pvc树脂为聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂质量比为1:1的混合料，这两种聚合度的pvc树脂由于其具有较高的分子量，因此其比低分子量的pvc树脂相应的具有良好的力学性能以及良好的耐热耐高温能力。同时聚合度为1650～1500的pvc树脂具有良好的加工性能将其与聚合度为1800～1650的pvc树脂进行复配能够有效的提高树脂的可加工性能。
作为优选，所述的氨基硅油的氨值为0.3-0.6，所述的氨基硅油粘度为1000-1500mm2/s。
作为优选，所述的缚酸剂为聚磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵以及三聚磷酸钠中的一种。
本发明中的缚酸剂能够与pvc分解产生的氯化氢相结合，达到阻断pvc树脂分解的效果，同时本缚酸剂还具有阻燃特性，使得本发明得到的耐低温pvc电缆料还能够有效的提高其阻燃性能。
作为优选，所述的润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌或者石蜡中的一种。
作为优选，所述的抗氧化剂为双酚a、抗氧剂ca、抗氧剂264以及亚磷酸三苯酯中的一种。
作为优选，所述的挤出机各区温度如下：1区145℃、2区150℃、3区160℃、4区165℃、5区170℃、机头175℃以及模口170℃。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)通过本方法制得的pvc电缆料具有耐高温性能、耐候性以及阻燃性能良好；(2)本制备方法中的配方简单成本低廉；(3)无需改变现有设备便能生产，适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)有机硅树脂改性聚酰胺的合成：按照重量份数计取己内酰胺100份置于反应釜中，升高温度至135℃，抽真空脱水40分钟，然后加入氢氧化钾0.5份，搅拌反应10分钟，然后加入甲苯二异氰酸酯2份以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷5份，搅拌均匀后升高温度至170℃，继续反应60分钟后取出，冷却降温得到有机硅树脂改性聚酰胺；
(b)配料：按照聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂质量比为1:1的混合料100份、有机硅树脂改性聚酰胺20份、氨值为0.3，粘度为1000mm2/s的氨基硅油30份、酚醛多环氧树脂15份、纳米碳酸钙20份、缚酸剂-聚磷酸铵3份、润滑剂-硬脂酸镁1份以及抗氧化剂-双酚a1份的重量份配比称取各组分待用；
(c)混料：
(c1)将pvc树脂、缚酸剂、润滑剂以及抗氧化剂置于真空捏合机中，真空状态下以1000r/min的速率下进行混合，混合物温度控制在110℃，混合10min后加入一半质量的氨基硅油，继续混合10min；
(c2)降低转速至600r/min，然后加入有机硅树脂改性聚酰胺、酚醛多环氧树脂、纳米碳酸钙以及剩余的氨基硅油，继续混合10r/min，然后升高转速至1500r/min，继续混合30min，得到混合料；
(d)将步骤(c)中得到的混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐热阻燃pvc电缆料。
所述的挤出机各区温度如下：1区145℃、2区150℃、3区160℃、4区165℃、5区170℃、机头175℃以及模口170℃。
实施例2
一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)有机硅树脂改性聚酰胺的合成：按照重量份数计取己内酰胺100份置于反应釜中，升高温度至135℃，抽真空脱水60分钟，然后加入氢氧化钾1.5份，搅拌反应15分钟，然后加入甲苯二异氰酸酯3份以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷15份，搅拌均匀后升高温度至170℃，继续反应120分钟后取出，冷却降温得到有机硅树脂改性聚酰胺；
(b)配料：按照聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂质量比为1:1的混合料100份、有机硅树脂改性聚酰胺35份、氨值为0.6，粘度为1500mm2/s的氨基硅油45份、酚醛多环氧树脂30份、纳米碳酸钙45份、缚酸剂-磷酸氢二铵8份、润滑剂-硬脂酸钙3份以及抗氧化剂-抗氧剂ca3份的重量份配比称取各组分待用；
(c)混料：
(c1)将pvc树脂、缚酸剂-磷酸氢二铵、润滑剂-硬脂酸钙以及抗氧化剂-抗氧剂ca置于真空捏合机中，真空状态下以1000r/min的速率下进行混合，混合物温度控制在110℃，混合10-15min后加入一半质量的氨基硅油，继续混合15min；
(c2)降低转速至600r/min，然后加入有机硅树脂改性聚酰胺、酚醛多环氧树脂、纳米碳酸钙以及剩余的氨基硅油，继续混合10r/min，然后升高转速至1500r/min，继续混合30min，得到混合料；
(d)将步骤(c)中得到的混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐热阻燃pvc电缆料。
所述的挤出机各区温度如下：1区145℃、2区150℃、3区160℃、4区165℃、5区170℃、机头175℃以及模口170℃。
实施例3
一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)有机硅树脂改性聚酰胺的合成：按照重量份数计取己内酰胺100份置于反应釜中，升高温度至135℃，抽真空脱水50分钟，然后加入氢氧化钾1份，搅拌反应12分钟，然后加入甲苯二异氰酸酯2.5份以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷10份，搅拌均匀后升高温度至170℃，继续反应80分钟后取出，冷却降温得到有机硅树脂改性聚酰胺；
(b)配料：按照聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂质量比为1:1的混合料100份、有机硅树脂改性聚酰胺25份、氨值为0.5，粘度为1200mm2/s的氨基硅油40份、酚醛多环氧树脂25份、纳米碳酸钙40份、缚酸剂-磷酸二氢铵6份、润滑剂-硬脂酸锌2份以及抗氧化剂-抗氧剂2642份的重量份配比称取各组分待用；
(c)混料：
(c1)将pvc树脂、缚酸剂、润滑剂以及抗氧化剂置于真空捏合机中，真空状态下以1000r/min的速率下进行混合，混合物温度控制在110℃，混合12min后加入一半质量的氨基硅油，继续混合13min；
(c2)降低转速至600r/min，然后加入有机硅树脂改性聚酰胺、酚醛多环氧树脂、纳米碳酸钙以及剩余的氨基硅油，继续混合10r/min，然后升高转速至1500r/min，继续混合30min，得到混合料；
(d)将步骤(c)中得到的混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐热阻燃pvc电缆料。
所述的挤出机各区温度如下：1区145℃、2区150℃、3区160℃、4区165℃、5区170℃、机头175℃以及模口170℃。
实施例4
一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)有机硅树脂改性聚酰胺的合成：按照重量份数计取己内酰胺100份置于反应釜中，升高温度至135℃，抽真空脱水45分钟，然后加入氢氧化钾1份，搅拌反应13分钟，然后加入甲苯二异氰酸酯2份以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷15份，搅拌均匀后升高温度至170℃，继续反应100分钟后取出，冷却降温得到有机硅树脂改性聚酰胺；
(b)配料：按照聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂质量比为1:1的混合料100份、有机硅树脂改性聚酰胺30份、氨值为0.5，粘度为1400mm2/s的氨基硅油35份、酚醛多环氧树脂20份、纳米碳酸钙25份、缚酸剂-三聚磷酸钠7份、润滑剂-石蜡2.5份以及抗氧化剂-亚磷酸三苯酯1.5份的重量份配比称取各组分待用；
(c)混料：
(c1)将pvc树脂、缚酸剂、润滑剂以及抗氧化剂置于真空捏合机中，真空状态下以1000r/min的速率下进行混合，混合物温度控制在110℃，混合15min后加入一半质量的氨基硅油，继续混合10min；
(c2)降低转速至600r/min，然后加入有机硅树脂改性聚酰胺、酚醛多环氧树脂、纳米碳酸钙以及剩余的氨基硅油，继续混合10r/min，然后升高转速至1500r/min，继续混合30min，得到混合料；
(d)将步骤(c)中得到的混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐热阻燃pvc电缆料。
所述的挤出机各区温度如下：1区145℃、2区150℃、3区160℃、4区165℃、5区170℃、机头175℃以及模口170℃。
实施例5
一种耐热阻燃pvc电缆料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(a)有机硅树脂改性聚酰胺的合成：按照重量份数计取己内酰胺100份置于反应釜中，升高温度至135℃，抽真空脱水55分钟，然后加入氢氧化钾1份，搅拌反应15分钟，然后加入甲苯二异氰酸酯2份以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷5份，搅拌均匀后升高温度至170℃，继续反应120分钟后取出，冷却降温得到有机硅树脂改性聚酰胺；
(b)配料：按照聚合度为1800～1650以及1650～1500的两种不同聚合度的pvc树脂质量比为1:1的混合料100份、有机硅树脂改性聚酰胺35份、氨值为0.3，粘度为1000mm2/s的氨基硅油30份、酚醛多环氧树脂30份、纳米碳酸钙45份、缚酸剂-聚磷酸铵-8份、润滑剂-硬脂酸钙3份以及抗氧化剂-亚磷酸三苯酯2份的重量份配比称取各组分待用；
(c)混料：
(c1)将pvc树脂、缚酸剂、润滑剂以及抗氧化剂置于真空捏合机中，真空状态下以1000r/min的速率下进行混合，混合物温度控制在110℃，混合10min后加入一半质量的氨基硅油，继续混合15min；
(c2)降低转速至600r/min，然后加入有机硅树脂改性聚酰胺、酚醛多环氧树脂、纳米碳酸钙以及剩余的氨基硅油，继续混合10r/min，然后升高转速至1500r/min，继续混合30min，得到混合料；
(d)将步骤(c)中得到的混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到耐热阻燃pvc电缆料。
所述的挤出机各区温度如下：1区145℃、2区150℃、3区160℃、4区165℃、5区170℃、机头175℃以及模口170℃。
对实施例1～5所制得的耐低温pvc电缆料，进行性能测试，其结果如下表所示。
表1实施例1～5所得耐低温pvc电缆料性能。
从上表中的数据可知，所制得的耐低温pvc电缆料具有优秀的耐低温性能以及良好的力学性能，能够满足严苛条件下的正常使用。