本发明涉及pvc电缆护套料技术领域，具体属于pvc多功能交联电缆护套料及其加工工艺。
背景技术：
电缆护套料目前主要有塑料或橡胶材料组成。而塑料护套料中以pvc材料为主，聚氯乙稀(pvc)塑料是多组份塑料，根据不同使用条件，改变加工助剂的品种和用量，能够制得不同品种的电线电缆用pvc塑料。聚氯乙稀(pvc)塑料电线电缆料按其在电线电缆上用途的不同，可将其分为绝缘级电线电缆料和护层级电线电缆料。聚氯乙稀(pvc)塑料护层具有较好的耐腐蚀性，足够的机械性能，一定的耐大气性能，柔软、耐振、重量轻、加工及敷设方便。
现有的pvc材料做电缆护套料热稳定性较好，在温度较高时pvc电缆护套料的拉伸性能也会得到增强，但是pvc电缆护套料在温度较低的地区使用时，如我国的北方地区，冬季温度达到零下40℃左右，现有市场上的pvc电缆护套料在温度低于零下20℃时便无法被使用，pvc电缆护套料会发生变硬、变脆，电缆难以敷设，而使用低温弹性和拉伸性能较好的硅胶材料成本高，因此，需要一种pvc电缆护套料既耐高温，又耐酷寒，且具有多功能的性能，已成为电缆行业内急要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供pvc多功能交联电缆护套料及其加工工艺，克服了现有技术的不足，提高pvc电缆护套料的耐矿物油、耐高温和耐低温能力。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
pvc多功能交联电缆护套料，包括以下重量份的原料：pvc树脂100份、多元复合增塑剂40-60份、稳定剂4-6份、抗氧剂0.5-2份、分散剂0.5-1份、热可逆交联剂8-15份、硼酸锌2-5份、润滑剂1-2份、三氧化二锑1-3份、氧化镁3-6份。
优选地，所述的多元复合增塑剂的原料包括90-100份的丁腈橡胶、5-10份的乙烯基硅烷、5-10份的硬脂酸锌、5-10份的硬脂酸钙、20-30份的环氧大豆油和20-30份的磷酸三甲苯酯，所述的多元复合增塑剂的制备方法为：将90-100份的丁腈橡胶、5-10份的乙烯基硅烷、5-10份的硬脂酸锌、5-10份的硬脂酸钙、20-30份的环氧大豆油和20-30份的磷酸三甲苯酯在密炼机中捏炼，然后出料冷却，得到多元复合增塑剂。
优选地，所述的多元复合增塑剂的原料在80-90℃条件下在密炼机中捏炼10分钟。
优选地，所述的热可逆交联剂的原料包括40-50份丁腈橡胶、交联剂40-50份、聚乙二醇1-3份、氧化镁2-6份和促进剂1-3份，所述的热可逆交联剂的制备方法为：将40-50份丁腈橡胶加入到开炼机内进行塑炼，然后依次加入交联剂40-50份、聚乙二醇1-3份、氧化镁2-6份和促进剂1-3份，混炼，然后下薄片冷却，得到热可逆交联剂。
优选地，所述的交联剂为2-正丁胺基-4,6-二琉基均三嗪。
优选地，所述的丁腈橡胶中丙烯腈含量占31-35％。
pvc多功能交联电缆护套料的加工工艺，包括以下步骤：
s1，将100份pvc树脂与多元复合增塑剂40-60份、稳定剂4-6份、抗氧剂0.5-2份、分散剂0.5-1份、硼酸锌2-5份、润滑剂1-2份、三氧化二锑1-3份、氧化镁3-6份在拌料机内混合均匀；
s2，将混合均匀后的原料送入热塑机内，加入热可逆交联剂8-15份，进行塑化和交联；
s3，将塑化和交联后的原料使用双螺杆挤出机进行挤出，然后经切粒机切粒后，冷却包装，得到pvc多功能交联电缆护套料。
该热可逆交联剂主要成分是交联剂2-正丁氨基-4,6-二巯基均三嗪(db)。db是白色粉末状的工业产品，熔点约138-141℃，无毒。交联剂db的分子中含有两个活泼的硫醇基(-sh)，硫醇基可以和pvc中的氯原子发生取代反应，与pvc产生交联作用。同时pvc的共混物在交联剂db的作用下，也可以发生共交联反应，pvc与交联剂db在mgo(酸吸收剂)存在下的交联反应过程可分为两步：第一步是由db与mgo反应生成db的金属盐db·mg，这一步反应速度很快；第二步是db·mg与pvc中的氯原子发生反应而形成交联结构，这一步的反应较慢，是决定交联反应速度的关键步骤，全部反应过程可表示如下:
虽然pvc分子中的不稳定结构活性氯(烯丙基氯、叔氯)很容易同db·mg反应而形成交联，但因它们的含量很少，因此交联反应主要还是由pvc分子链上的普通氯原子参与而完成。mgo作为种酸吸收剂使用的，在pvc与db进行交联时会放出大量的hcl，如果没有酸吸收剂存在，hcl会产生催化降解作用，使pvc大量分解。使用交联剂db和mgo对pvc进行交联时，为了达到适用的交联程度，在180℃要加热30min以上，这样生产效率就太低。为了提高交联反应速度，本发明加入了聚乙二醇(peg)和促进剂cz，使peg可以和mg2+形成配位，具有活化db硫醇基的作用，从而加速交联反应，缩短了反应时间。
丁腈橡胶与pvc的相容性好，当含有丁腈橡胶的交联剂进入pvc分子中时，在软化温度下，静态交联与动态交联的相互作用，使得pvc材料具有了多功能的性能，工艺上实现了可逆性。
热可逆交联剂中丁腈橡胶内的丙烯腈结构，可以降低分子的不饱和程度，而且由于氰基的较强吸电子能力，使烯丙基位置上的氢比较稳定，从而使热可逆交联剂提高了pvc树脂的耐热性和耐油性。
多元复合增塑剂中使用丁腈橡胶为原料辅以乙烯基硅烷、硬脂酸锌、硬脂酸钙、环氧大豆油和磷酸三甲苯酯，在密炼机中进行捏炼后，使硬脂酸锌、硬脂酸钙、环氧大豆油和磷酸三甲苯酯充分与丁腈橡胶进行混合，使丁腈橡胶各分子链的分散程度得到提供，软化了丁腈橡胶，使该多元复合增塑剂在对pvc树脂进行增塑时，丁腈橡胶更容易与pvc树脂进行混合，降低了后期加入的热可逆交联剂与pvc树脂的混合难度和时间，缩短了热可逆交联剂与pvc树脂的交联时间，另外，由于多元复合增塑剂对pvc树脂的增塑作用，使本发明的pvc多功能交联电缆护套料具有优异的耐低温性能。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：本发明的原料加工的pvc电缆护套料在200℃时的热稳定性能优异，热变形度为23％，热老化质量损失为13g/m2，老化前后的拉伸强度和断裂应变变化率小，且老化前的拉伸应变超过230％，老化后的拉伸应变超过210％，而-45℃的冲击脆化性能测试时，断裂根数小于50％，浸矿物油后的拉伸强度和断裂应变变化率低，达到了普通硅胶电缆保护套的能力，该pvc电缆护套料实现了耐高温、耐酷寒、阻燃、耐腐蚀、耐矿物油多功能化的需求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所使用的原料均为工业级原料，其中pvc树脂使用二型pvc，促进剂cz为丁腈橡胶所使用的促进剂，钙锌稳定剂和抗氧剂1010均为市售的工业原料。
实施例1
制备多元复合增塑剂。将100份的粉末丁腈橡胶p380、7份的乙烯基硅烷hd-e6103、8份的硬脂酸锌、7份的硬脂酸钙、25份环氧大豆油和20份的磷酸三甲苯酯加入到密炼机中，在90℃条件下捏炼10分钟，然后放料，进行冷却，得到多元复合增塑剂。
实施例2
制备多元复合增塑剂。将90份的粉末丁腈橡胶p380、5份的乙烯基硅烷hd-e6103、10份的硬脂酸锌、5份的硬脂酸钙、30份的环氧大豆油和30份的磷酸三甲苯酯加入到密炼机中，在80℃条件下捏炼10分钟，然后放料，进行冷却，得到多元复合增塑剂。
实施例3
制备多元复合增塑剂。将95份的粉末丁腈橡胶p380、10份的乙烯基硅烷hd-e6103、5份的硬脂酸锌、10份的硬脂酸钙、20份的环氧大豆油和27份的磷酸三甲苯酯加入到密炼机中，在85℃条件下捏炼10分钟，然后放料，进行冷却，得到多元复合增塑剂。
实施例4
制备热可逆交联剂。将50份丁腈橡胶(丙烯腈含量占31-35％)加入到开炼机内在90℃条件下捏炼5分钟，然后依次加入交联剂2-正丁胺基-4,6-二琉基均三嗪50份、聚乙二醇3份、氧化镁5份和促进剂cz2份，在150℃条件下，混炼12分钟，然后下薄片冷却，得到热可逆交联剂。
实施例5
制备热可逆交联剂。将40份丁腈橡胶(丙烯腈含量占31-35％)加入到开炼机内在80℃条件下捏炼10分钟，然后依次加入交联剂2-正丁胺基-4,6-二琉基均三嗪50份、聚乙二醇1份、氧化镁2份和促进剂cz3份，在140℃条件下，混炼12分钟，然后下薄片冷却，得到热可逆交联剂。
实施例6
制备热可逆交联剂。将50份丁腈橡胶(丙烯腈含量占31-35％)加入到开炼机内在90℃条件下捏炼5分钟，然后依次加入交联剂2-正丁胺基-4,6-二琉基均三嗪40份、聚乙二醇3份、氧化镁6份和促进剂cz1份，在160℃条件下，混炼12分钟，然后下薄片冷却，得到热可逆交联剂。
实施例7
利用实施例1中的多元复合增塑剂制备pvc多功能交联电缆护套料。将pvc树脂100份、多元复合增塑剂60份、钙锌稳定剂5份、抗氧剂10101份、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚1份、硼酸锌2份、石蜡油2份、三氧化二锑3份和氧化镁5份加入到转速为1200转/分钟的高速搅拌机中在85℃条件下进行拌料10min，出料冷却至30℃；然后，将拌料后的原料加入热塑机中，110℃塑化20分钟，接着送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝125℃，t2＝135℃，t3＝145℃，t4＝150℃，t5＝155℃，t模头＝165℃，挤出后进行切粒，经风冷式冷却机冷却后，包装，得到pvc多功能交联电缆护套料。
按照gb/t8815-2008中的测试方法，对实施例7中的pvc多功能交联电缆护套料进行测试，测试结果如下表：
实施例8
利用实施例4中的热可逆交联剂制备pvc多功能交联电缆护套料。将pvc树脂100份、钙锌稳定剂5份、抗氧剂10101份、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚1份、硼酸锌2份、石蜡油2份、三氧化二锑3份和氧化镁5份加入到转速为1200转/分钟的高速搅拌机中在85℃条件下进行拌料10min，出料冷却至30℃；然后，将拌料后的原料加入热塑机中，110℃塑化10分钟，然后加入8份热可逆交联剂在热塑机内，110℃条件下交联10分钟，接着送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝125℃，t2＝135℃，t3＝145℃，t4＝150℃，t5＝155℃，t模头＝165℃，挤出后进行切粒，经风冷式冷却机冷却后，包装，得到pvc多功能交联电缆护套料。
按照gb/t8815-2008中的测试方法，对实施例8中的pvc多功能交联电缆护套料进行测试，测试结果如下表：
实施例9
利用实施例1和实施例4中的多元复合增塑剂和热可逆交联剂制备pvc多功能交联电缆护套料。将pvc树脂100份、多元复合增塑剂60份、钙锌稳定剂5份、抗氧剂10101份、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚1份、硼酸锌2份、石蜡油2份、三氧化二锑3份和氧化镁5份加入到转速为1200转/分钟的高速搅拌机中在85℃条件下进行拌料10min，出料冷却至30℃；然后，将拌料后的原料加入热塑机中，110℃塑化10分钟，然后加入8份热可逆交联剂在热塑机内，110℃条件下交联10分钟，接着送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝125℃，t2＝135℃，t3＝145℃，t4＝150℃，t5＝155℃，t模头＝165℃，挤出后进行切粒，经风冷式冷却机冷却后，包装，得到pvc多功能交联电缆护套料。
按照gb/t8815-2008中的测试方法，对实施例9中的pvc多功能交联电缆护套料进行测试，测试结果如下表：
实施例10
利用实施例1和实施例4中的多元复合增塑剂和热可逆交联剂制备pvc多功能交联电缆护套料。将pvc树脂100份、多元复合增塑剂45份、钙锌稳定剂4份、抗氧剂10100.5份、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚1份、硼酸锌5份、石蜡油1份、三氧化二锑2份和氧化镁3份加入到转速为1500转/分钟的高速搅拌机中在80℃条件下进行拌料10min，出料冷却至30℃；然后，将拌料后的原料加入热塑机中，100℃塑化10分钟，然后加入13份热可逆交联剂在热塑机内，110℃条件下交联10分钟，接着送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝125℃，t2＝135℃，t3＝145℃，t4＝150℃，t5＝155℃，t模头＝165℃，挤出后进行切粒，经风冷式冷却机冷却后，包装，得到pvc多功能交联电缆护套料。
实施例11
利用实施例1和实施例4中的多元复合增塑剂和热可逆交联剂制备pvc多功能交联电缆护套料。将pvc树脂100份、多元复合增塑剂45份、钙锌稳定剂4份、抗氧剂10100.5份、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚1份、硼酸锌5份、石蜡油1份、三氧化二锑2份和氧化镁3份加入到转速为1500转/分钟的高速搅拌机中在75℃条件下进行拌料10min，出料冷却至30℃；然后，将拌料后的原料加入热塑机中，110℃塑化10分钟，然后加入15份热可逆交联剂在热塑机内，120℃条件下交联10分钟，接着送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝125℃，t2＝135℃，t3＝145℃，t4＝150℃，t5＝155℃，t模头＝165℃，挤出后进行切粒，经风冷式冷却机冷却后，包装，得到pvc多功能交联电缆护套料。
本发明中的pvc多功能交联电缆护套料加工时使用的原料和配比，不仅适用于本发明的实施例9-11中的加工工艺，而且也可以根据实际生产需要，对加工工艺的温度、时间和其他工艺参数进行适当调整，以达到使用本发明的原料加工pvc多功能交联电缆护套料的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。