基于纳米碳酸钙的电线电缆皮的加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电线电缆加工方法，具体用于制备电线电缆皮材料。
【背景技术】
[0002] 电线电缆皮广泛应用于电缆制作过程中，其耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常 数和介电损耗较大，一般主要用作低压(< 1KV)和中高压（6~10KV)电缆的绝缘层。
[0003] 用于电线电缆皮绝缘层的绝缘料的主要成分为聚氯乙烯（PVC)，其具有价格便宜、 透明性好、难燃、电绝缘性好和耐腐蚀等优点，可通过添加各种添加剂和运用多种成型方法 制得性能各异、用途广泛的软质或硬质制品。
[0004] 尤其在电线电缆领域得到广泛应用。
[0005] 但是，现有技术中的PVC树脂的热稳定性差，加工过程中易受热发生由活性部位 (如烯丙基氯、叔氯、叔氢、带双键或过氧化物残基的端基等）引发的自催化脱氯化氢反 应，形成共扼多烯链，并进而发生断链、交联等反应而变色、降解，致使塑料制品质量变差， 性能下降，进而影响其加工和使用性能。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了基于纳米碳 酸钙的电线电缆皮的加工工艺，其加工制得的电线电缆皮材料具备性能稳定，抗老化的优 点。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现： 本发明公开的基于纳米碳酸钙的电线电缆皮的加工工艺，包含如下步骤： (1) 配料；取用以下重量份数的原料： 聚氯乙稀树脂30~80份，玻璃微珠5~15份，纳米氧化钛2~8份，纳米碳酸钙 1~3份，分散剂1~3份，稳定剂2~5份，润滑剂1~3份，增塑剂2-6份，抗氧化剂 2~3份； (2) 磨浆； 将步骤（1)中的原料充分混合，搅拌均匀后磨浆；磨浆细度小于等于80 μ m ; (3) 捏合； 将步骤（2)磨浆后的原料在捏合机中啮合5~10分钟；捏合温度控制在60~75°C ; (4) 挤塑； 在挤塑机中将捏合后的原料挤塑；挤塑温度控制在155~180°C ; (5) 炼塑； 控制温度在160~175°C，炼塑，得到成品。
[0008] 本发明的优选实施方式和进一步的改进点如下： (1)所述聚氯乙烯树脂为SG-I型树脂；所述抗氧化剂为双酚A ;所述玻璃微珠的粒径大 小为50~IOOnm ;所述纳米氧化钛的粒径大小为10~15nm ;所述分散剂为分散剂ΝΝ0,分 散剂成分为亚甲基二萘磺酸钠；所述稳定剂为硬脂酸锌和月桂酸锌的混合物或者为钙/锌 复合稳定剂；所述硬脂酸钠与月桂酸锌的质量比为2 :1 ;所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、氯 化石蜡中的一种或多种混合；所述增塑剂为多元醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛脂中的一种或 两种混合。
[0009] (2)所述步骤（1)中为取用以下重量份数的原料： 聚氯乙烯树脂60份，玻璃微珠10份，纳米氧化钛5份，纳米碳酸钙3份，分散剂1份， 稳定剂5份，润滑剂3份，增塑剂5份，抗氧化剂2份；1~2份紫外线吸收剂UV-536、1~ 2份紫外线吸收剂UV-326。
[0010] (3)所述步骤（4)的挤塑过程通过双螺杆挤出机完成，且捏合后的原料经过冷却 降温至45°C以下是送入双螺杆挤出机；所述双螺杆挤出机各区的加工温度分别为：1区 155 ~165Γ，2 区 160 ~17(TC、3 区 170 ~18(TC、4 区 165 ~175Γ，机头 170 ~18(TC ;挤出机螺杆转速25-35r/min。
[0011] (4)所述纳米碳酸钙的由下列重量份的原料制备制成： 碳酸妈100~150份、油酸钠30~50份、十二烷基苯磺酸钠0. 3~0. 7份、碳酸氢钠 1~3份、苯乙稀4~8份、过硫酸钾0. 02~0. 05份、气相二氧化娃3~5份、有机膨润土 2~3份、聚异丁烯2~3份、1，6-己二醇二丙烯酸酯0. 4~0. 9份、蛭石粉3~5份、去离 子水。
[0012] 进一步的是：所述纳米碳酸钙由以下具体步骤制成： 51 :将油酸钠加去离子水溶解制成1%的油酸钠水溶液，电动搅拌IOmin并升高温度 至60°C，加入碳酸钙搅拌1. 5小时，搅拌完成后静置4~6小时后抽滤，用去离子水洗涤，在 烘箱中于80°C下烘干备用； 52 :将步骤Sl制得的改性碳酸钙加到带有电动搅拌棒和回流冷凝管的四颈瓶中，加入 适量的水搅拌使改性碳酸钙成浆液，停止搅拌加入十二烷基苯磺酸钠和碳酸氢钠，在氮气 气氛下搅拌〇. 5小时后加入苯乙烯，将混合物升温至80°C后滴加过硫酸钾水溶液，恒温保 持80°C且8小时后离心，用去离子水冲洗后在烘箱中于80°C下干燥，后粉碎成300~400 目备用； 53 :将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入3~5倍量的甲醇溶液活化0. 5小 时，再在研磨机中研磨2~3小时至粒径小于5 μ m，再加入去离子水超声分散均匀，转移到 烧瓶中再加入S2所得的产物，升高温度至80~KKTC，超声回流至甲醇挥发，烘干产物； 54 :将剩余的物料混合，加热至40~60°C时搅拌均勾，再加入S3所得的产物在1300~ 1500转/分的转速下，搅拌8~lOmin，保温10~15min后自然冷却至室温，研磨成纳米 粉状即可。
[0013] 本发明有益效果是： 1、本发明公开的基于纳米碳酸钙的电线电缆皮的加工工艺，其采用的原料中，玻璃微 珠、纳米氧化钛、纳米碳酸钙作为改性剂，空心玻璃微珠具有质轻、高分散、电绝缘性和热稳 定性好等优点，且其硬度大，和聚氯乙烯的相容性好，可以有效提高聚氯乙烯的耐热性能； 纳米氧化钛不仅具有抗菌性能，还具有一定的防紫外线性能，可以有效解决聚氯乙烯耐光 性差和户外易老化的问题；此外，无机纳米粒子表面有很多活性基团，例如-OH，其通过分 散剂可以与聚氯乙烯的活性部位发生反应，从而减少聚氯乙烯受热发生由活性部位（如烯 丙基氯、叔氯、叔氢、带双键或过氧化物残基的端基等）引发的自催化脱氯化氢反应，从而 提尚其耐热性能； 本发明还采用了抗氧化剂作为原料组件；通过添加抗氧化剂（双酚A)，可以抑制树脂 遇热氧化降解，提尚耐油性能。
[0014] 2、本发明在挤塑前进行了可靠的磨浆和捏合过程，保证了最终制得的材料具备稳 定的性能。
[0015] 3、本发明还在优选实施方式中在原料中增加了 1~2份紫外线吸收剂UV-536、 1~2份紫外线吸收剂UV-326 ;提升了最终制得的材料在户外环境中的抗紫外线能力，使 得性能可靠，不易老化。
[0016] 4、本发明还在优选实施方式中挤塑过程采用双螺杆挤出机完成，且捏合后的原料 经过冷却降温至45°C以下是送入双螺杆挤出机；所述双螺杆挤出机各区的加工温度分别 为：1 区 155 ~165°C，2 区 160 ~170°C、3 区 170 ~180°C、4 区 165 ~175°C，机头 170 ~ 180°C ;挤出机螺杆转速25-35r/min。挤出过程混合均匀，质量稳定，且采用多个温区适配 挤塑过程的不同阶段，保证了最优的材料性能。
[0017] 5、本发明还选用了经过在强度性能进行改进后的纳米碳酸钙；所述纳米碳酸钙 用油酸钠作为改性剂使碳酸钙表面有机化，使碳酸钙粒子表面具有一定的疏水性，并将双 键引入碳酸钙表面，以改性碳酸钙粒子作为种子，乳液聚合的方法制备了聚苯乙烯包覆碳 酸钙复合粒子，增强了碳酸钙与聚合物的相容性，并且易分散、不易团聚、机械强度高，本发 明还将气相二氧化硅和有机膨润土活化后处理改性碳酸钙，使二氧化硅粘附在碳酸钙的表 面，不易沉降，分散均匀，悬浮稳定性好，并且进一步增强了碳酸钙的润滑性、耐水性和耐高 温性，使碳酸钙在工业中具有广泛的应用，添加的聚异丁烯、1，6-己二醇二丙烯酸酯和蛭 石粉配合使用，增强了碳酸钙粉末的耐酸碱腐蚀性、收缩性小、耐火、绝缘等特性，用作本发 明的电线电缆皮的加工时极大的提高了电缆耐磨、耐腐蚀、耐火、收缩率低等方面的性能， 降低了材料的生产成本。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合【具体实施方式】及实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的， 不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
[0019] 本发明公开的基于纳米碳酸钙的电线电缆皮的加工工艺，包含如下步骤： (1) 配料；取用以下重量份数的原料： 聚氯乙稀树脂30~80份，玻璃微珠5~15份，纳米氧化钛2~8份，纳米碳酸钙 1~3份，分散剂1~3份，稳定剂2~5份，润滑剂1~3份，增塑剂2-6份，抗氧化剂 2~3份； (2) 磨浆； 将步骤（1)中的原料充分混合，搅拌均匀后磨浆；磨浆细度小于等于80 μ m ; (3) 捏合； 将步骤（2)磨浆后的原料在捏合机中啮合5~10分钟；捏合温度控制在60~75°C ; (4) 挤塑； 在挤塑机中将捏合后的原料挤塑；挤塑温度控制在155~180°C ; (5)炼塑； 控制温度在160~175°C，炼塑，得到成品。
[0020] 作为本发明的一种优选实施方式：所述聚氯乙烯树脂为SG-I型树脂；所述抗氧化 剂为双酸A ;所述玻璃微珠的粒径大小为50~IOOnm ;所述纳米氧化钛的粒径大小为10~ 15nm ;所述分散剂为分散剂ΝΝ0,分散剂成分为亚甲基二萘磺酸钠；所述稳定剂为硬脂酸锌 和月桂酸锌的混合物或者为钙/锌复合稳定剂；所述硬脂酸钠与月桂酸锌的质量比为2 :1 ; 所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、氯化石蜡中的一种或多种混合；所述增塑剂为多元醇苯甲酸 酯、偏苯三酸三辛脂中的一种或两种混合。
[0021] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤（1)中为取用以下重量份数的原料： 聚氯乙烯树脂60份，玻璃微珠10份，纳米氧化钛5份，纳米碳酸钙3份，分散剂1份， 稳定剂5份，润滑剂3份，增塑剂5份，抗氧化剂2份；1~2份紫外线吸收剂UV-536、1~ 2份紫外线吸收剂UV-326。
[0022] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤（4)的挤塑过程通过双螺杆挤出机完 成，且捏合后的原料经过冷却降温至45°C以下是送入双螺杆挤出机；所述双螺杆挤出机各 区的加工温度分别为区155~165°C，2区160~170°C、3区170~180°C、4区165~ 175°C，机头170~180°C ;挤出机螺杆转速25-35r/min。
[0023] 作为本发明的一种优选实施方式：所述纳米碳酸钙的由下列重量份的原料制备制 成： 碳酸妈100~150份、油酸钠30~50份、十二烷基苯磺酸钠0. 3~0. 7份、碳酸氢钠 1~3份、苯乙稀4~8份、过硫酸钾0. 02~0. 0