一种抗滴落PVC电缆料及其制备方法与流程

本发明涉及电线电缆护套材料，具体涉及一种抗滴落pvc电缆料及其制备方法。

背景技术：

1、聚氯乙烯(pvc)是世界上使用最广泛的塑料之一，pvc电缆料力学性能优越，耐化学腐蚀，不延燃，耐候性好，有足够的电绝缘性以及加工容易，成本低，因此在电线电缆绝缘护套材料中长期占有重要地位。随着电线电缆行业的迅速发展，电线电缆的需求量逐渐增大，应用也越来越广泛，这就对pvc电缆料的性能提出了更高的要求。pvc电缆料中由于添加了大量增塑剂，在燃烧时容易产生熔体滴落的现象，在电线电缆发生火灾时，滴落会引燃下方物体，是引起火灾蔓延的重要因素。

2、gb/t18380.13-2008电线和光缆在火焰条件下的燃烧试验第13部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验测定燃烧的滴落(物)/微粒的试验方法中明确规定，电线电缆在进行单根垂直燃烧试验时，不能有滴落物将滤纸点燃，试验中采用的滤纸是未染色的纤维滤纸，试验过程中少许滴落就会将滤纸点燃，导致试验无法通过。现有阻燃pvc电缆料中会添加三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂，具有一定的阻燃效果，离火自熄、抗延燃效果优越，但是由于pvc电缆料配方中添加大量增塑剂导致在燃烧过程中容易产生较多滴落物和物料。特别是外径＞75mm的电缆，pvc护套厚度较厚(最厚的能达到5mm)，标准中要求单根垂直燃烧试验的供火时间为8分钟，现有pvc电缆料制成的电缆在进行单根垂直燃烧试验时滴落严重，导致这种结构电缆的单根垂直燃烧试验通过率极低。

3、gb31247-2014电缆及光缆燃烧性能分级中也对燃烧滴落物/微粒等级分为d0级、d1级和d2级三个级别，其中d0级要求1200s内无物燃烧滴落物/微粒，d1级要求1200s内物燃烧滴落物/微粒持续时间不超过10s，d2级是未达到d1级，这就对pvc电缆料的抗滴落性能提出了更高要求。现有pvc电缆料根本无法满足gb31247对燃烧滴落物的d0级或者d1级要求，因为标准中规定的火源为20.5kw(单根垂直燃烧火源为1kw)，供火时间为1200s(单根垂直燃烧最严格供火时间为480s)，这些要求远远高于gb/t18380.13的要求。

4、本发明的难点在于如何选择抗滴落助剂，同时要兼顾pvc材料本身的机械性能、低温性能、热老化性能、热稳定性能等。最关键的是成本的控制，根据现有低烟无卤电缆料的配方体系添加大量氢氧化镁、氢氧化铝的方法，pvc电缆料也可以采取这种模式，抗滴落性能肯定会有所改善，但是这样的成本上涨起码在2000元/吨以上，而且会对pvc的机械性能、老化性能有巨大影响。如何克服上述技术问题成为本领域技术人员努力的方向。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有的pvc电缆料在燃烧过程中容易滴落的缺陷，提供一种抗滴落pvc电缆料。在满足gb/t8815-2008中hⅰ-90的前提下，通过添加抗滴落助剂制成抗滴落聚氯乙烯电缆料，用该产品制成的电缆(以zc-yjv22 8.7/10kv 3*400电缆为例)可通过gb/t18380.13-2008单根垂直燃烧试验，可到达gb31247-2014中燃烧滴落物d1级要求，而且该产品性价比较高可代替现有pvc电缆料。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种抗滴落pvc电缆料，由以下重量份的原料制备而成：

4、

5、

6、所述聚氯乙烯树脂为sg-3型树脂，其平均聚合度为1250-1350，鱼眼个数＜10个/400cm2，残留聚氯乙烯单体含量≤5ug/g，表观密度≤0.48g/ml。

7、所述增塑剂a为对苯二甲酸二辛酯，其密度为0.980-0.986g/cm3，闪点＞210℃，体积电阻率≥1.0×1012ω·cm，含水量＜0.10％；所述增塑剂b为邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯，其密度为0.957-0.965g/cm3，体积电阻率≥1.0×1011ω·cm，闪点＞210℃，含水量＜0.10％；所述增塑剂c为环氧大豆油，其密度为0.988-0.998g/cm3，含水量＜0.20％，闪点＞280℃，环氧值≥6.0％，碘值≥6.0％。

8、所述填充剂为轻质活性碳酸钙，其亨特白度≥95％，平均粒径d50≤1.5μm，水分≤0.5％；所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，其密度为1.106～1.124g/cm3，加热减量＜2.0％；所述阻燃剂为三氧化二锑，其为三氧化二锑含量≥98.5％，三氧化二砷含量≤1％，氧化铅含量≤0.8％，平均粒径d50≤0.8μm，含水量≤0.1％的三氧化二锑；所述润滑剂为低密度聚乙烯蜡，其密度0.92g/cm3，粘度(120℃)为1.1g/cm3。

9、所述抗滴落改性剂a为纳米级插层改性硅酸盐，其平均粒径d50≤1.0μm，含水量＜0.10％；所述抗滴落改性剂b为改性氧化锌，所述改性氧化锌的氧化锌含量≥99％，平均粒径d50≤3.0μm，亨特白度≥95％，含水量≤0.2％。

10、所述纳米级插层改性硅酸盐为用十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基铵为插层剂，利用层状硅酸盐的片层结构和铵离子交换性能，使其表面由亲水性变为亲油性的硅酸盐，增加了与高分子的亲和性，同时较长的烷基分子链在片层间以一定方式排列，可使层间距增加，有利于聚合物单体插层到片层中；

11、所述改性氧化锌为以乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)为改性剂，对氧化锌表面进行改性处理。

12、一种抗滴落pvc电缆料的制备方法，包括以下步骤：

13、s1、将各原料组分按照配比依次加入高速捏合机，加热进行搅拌并捏合；

14、s2、将步骤1)中捏合好的物料经过往复机挤出，单螺杆造粒，烘干，即得所需电缆料。

15、所述步骤s1中，所述高速混合机的转速为800r/min，捏合温度为90～110℃，时间为6～10min。

16、所述步骤s2中，所述往复机的螺杆为四螺片，机筒四排销钉插入螺杆，螺杆往复运动距比值为4.8。

17、所述步骤s2中，所述往复机的加热温度为50～65℃，转速350-450rpm/hz，抽真空的真空度≥0.04mpa；所述单螺杆主机转速30～50rpm/hz。

18、所述步骤s2中，所述往复机分为三个加热区，各区的温度分别为：第一区50～60℃，第二区55～65℃，第三区55～65℃；

19、所述单螺杆分为五个加热区，各区的温度分别为：第一区55～60℃，第二区65～75℃，第三区80～90℃，第四区90～100℃，第五区100～110℃。

20、优选地，所述往复机的三个加热区的温度分别为：第一区50～55℃，第二区55～60℃，第三区56～62℃；

21、所述单螺杆的五个加热区的温度分别为：第一区57～60℃，第二区68～72℃，第三区85～90℃，第四区95～100℃，第五区105～110℃。

22、本发明技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

23、a、通过大量的技术研究及配方筛选，得到一种抗滴落pvc电缆料，本发明克服现有技术的缺陷，在满足gb/t8815-2008中hⅰ-90的指标要求的基础上，用该产品制成的电缆(以zc-yjv22 8.7/10kv 3*400电缆为例)可通过gb/t18380.13-2008单根垂直燃烧试验，可到达gb31247-2014中燃烧滴落物d1级要求，而且该产品性价比较高可代替现有pvc电缆料。

24、b、本发明中抗滴落pvc电缆料采用往复机挤出加单螺杆造粒的制备方法，往复机的低温塑化、柔和混炼原理可以均匀分散填充剂、抗滴落剂、阻燃剂等无机化合物，充分提高了混炼效率，往复机与双螺杆相比可大幅度降低剪切热效应，避免高温塑化过程中存在的过塑、焦料等问题。

25、c、本发明在实际工业生产过程中减少了很多复杂工艺，生产工艺简单，产品各项性能优异，设备投资小且生产效率高，大幅降低工业生产成本与减少生产环节，有利于行业降本增效。