一种绝缘阻抗PVC塑胶材料及其制备方法与流程

本技术涉及塑胶材料的领域，更具体地说，它涉及一种绝缘阻抗pvc塑胶材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚氯乙烯，简称pvc，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物，pvc是世界上产量最大的通用塑料，具有较好的绝缘性能、耐热性能和耐腐蚀性能，因此广泛应用于电线电缆中。

2、虽然pvc树脂本身具有较好的绝缘性能，但是当pvc树脂应用于电线电缆时，需要引入其他助剂制成pvc塑胶材料进行使用，这些助剂包括增塑剂、稳定剂以及色料等，助剂的引入使得制得的pvc塑胶材料的绝缘性能降低，采用这种pvc塑胶材料制得的电线电缆在长期的使用过程中，绝缘阻抗性能降低，容易出现漏电的情况，降低了电线电缆的使用安全性。

技术实现思路

1、为了解决常规使用的pvc塑胶材料制得的电线电缆在长期的使用过程中绝缘阻抗稳定性较低、容易出现漏电的情况，降低了电线电缆的使用安全性的问题，本技术提供一种绝缘阻抗pvc塑胶材料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种绝缘阻抗pvc塑胶材料，采用如下的技术方案：

3、一种绝缘阻抗pvc塑胶材料，由以下重量份的原料制成：

4、pvc树脂100-120份

5、纳米碳酸钙 18-38份

6、增塑剂 30-50份

7、稳定剂3-6份

8、绝缘改良剂20-40份

9、抗氧化剂1-3份；

10、其中，所述绝缘改良剂由分散载体、煅烧高岭土和煅烧硅藻土制得。

11、通过采用上述技术方案，制得具有较好的的绝缘阻抗稳定性的pvc塑胶材料，使用本技术的pvc塑胶材料制得的电线电缆具有稳定的绝缘阻抗性的同时还具有较好的柔韧性。

12、其中，以pvc树脂作为树脂基体，向pvc树脂中加入增塑剂，增塑剂与pvc树脂具有较好的相容性，纳米碳酸钙具有填充和补强的作用，pvc树脂充分吸收增塑剂和纳米碳酸钙后，可以提升pvc树脂的可塑性，进而提升制得的pvc塑胶材料的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能，同时纳米碳酸钙和增塑剂的引入，可以提升制得的pvc塑胶材料的绝缘组抗稳定性，稳定剂能够进一步提升pvc塑胶材料在高温条件下的绝缘阻抗稳定性，抗氧化剂有助于提升pvc塑胶材料的耐老化性。

13、进一步地，我们知道，pvc塑胶材料在高温条件下进行使用时，由于热运动的增加，pvc塑胶材料中的容易产生迁移离子，离子的迁移使得pvc塑胶材料的绝缘阻抗性能降低，因此长期在高温条件下使用使得pvc塑胶材料的绝缘阻抗稳定性降低，而本技术中使用分散载体、煅烧高岭土和煅烧硅藻土作为本技术的绝缘改良剂，其中分散载体在煅烧高岭土、煅烧硅藻土和pvc树脂体系中产生良好的结合界面，使得煅烧高岭土和煅烧硅藻土均匀且稳定地进行润湿分散，同时分散载体可以进一步提升纳米碳酸钙在pvc树脂体系的分散和吸附作用，煅烧高岭土和煅烧硅藻土具有较为均匀的微孔结构，能够在分散载体的作用下均匀地分散至pvc树脂体系中，对pvc树脂体系中的迁移的离子进行稳定吸附，提升制得的pvc塑胶材料的绝缘阻抗稳定性，同时使得制得的pvc塑胶材料在具有较好的硬度的同时还具有较好的拉伸强度和断裂伸长率，柔韧性好。

14、优选的，所述绝缘改良剂由以下重量份的原料制得：

15、分散载体 25-35份

16、煅烧高岭土 40-60份

17、煅烧硅藻土 10-20份。

18、优选的，所述分散载体由用量比为(3-4):(1-2):1的长链烷基硅油、聚醚多元醇和硬脂酸酯组成。

19、通过采用上述技术方案，采用较优用量比的长链烷基硅油、聚醚多元醇和硬脂酸酯作为分散载体，对煅烧高岭土和煅烧硅藻土的润湿和分散性较好，其中长链烷基硅油具有长链结构，聚醚多元醇具有较好的稳定性，而硬脂酸酯具有较好的润湿分散性，三者进行协同，制得的分散载体能够稳定地将煅烧高岭土和煅烧硅藻土分散至pvc树脂体系中，以此制得的绝缘改良剂能够稳定地被pvc树脂体系进行熔涨吸收，分散且吸附与pvc树脂中，同时绝缘改良剂的加入还可以进一步提升纳米碳酸钙在pvc树脂体系中的分散均匀性，进而提升制得的pvc塑胶材料的绝缘阻抗稳定性和柔韧性。

20、优选的，所述绝缘改良剂由以下步骤制得：将硬脂酸酯加热至70-80℃进行溶解，溶解后加入长链烷基硅油和聚醚多元醇，混合均匀后加入煅烧高岭土和煅烧硅藻土进行搅拌，搅拌均匀后进行真空脱泡，制得绝缘改良剂。

21、通过采用上述技术方案，首先将硬脂酸酯进行加温溶解，后加入长链烷基硅油和聚醚多元醇，制得具有较好的流动性、分散性和润湿性的液体，后将煅烧高岭土和煅烧硅藻土加入，使得煅烧高岭土和煅烧硅藻土稳定地进行分散和润湿，制得分散均匀且稳定的绝缘改良剂。

22、优选的，所述增塑剂由用量比为(0.6-0.8):1的对苯二甲酸二辛酯和氯代棕榈油甲酯组成。

23、通过采用上述技术方案，使用较优比例的对苯二甲酸二辛脂和氯代棕榈油甲酯作为增塑剂，两者产生较好的协同作用，制得的pvc塑胶材料具有较好的高低温稳定性、柔软性和电绝缘稳定性。

24、优选的，所述稳定剂为钙锌稳定剂。

25、通过采用上述技术方案，钙锌稳定剂具有较好的热稳定性和光稳定性，制得的pvc塑胶材料具有较好的性能稳定性。

26、优选的，所述钙锌稳定剂为改性钙锌稳定剂，所述改性钙锌稳定剂由以下步骤制得：a1、将5-8份乙烯基三乙氧基硅烷加入至60-100份酯类溶剂中，在20-35℃的温度条件下，加入12-18份硬脂酸钙和6-10份硬脂酸锌，搅拌10-30min后，形成混合液a；

27、a2、向上述混合液a中加入0.5-2份马来酸酐、2-4份甲基丙烯酸缩水甘油酯和3-5份甲基丙烯酸十八烷基酯，再加入0.05-0.2份过氧化苯甲酰，通入氮气，升温至60-72℃进行反应，反应2.5-4h后，减压蒸发去除酯类溶剂，制得改性钙锌稳定剂；

28、其中，所述酯类溶剂为乙酸乙酯、乙酸正丁酯和乙酸异丁酯中的任意一种。

29、通过采用上述技术方案，硬脂酸钙能够捕捉pvc产生的离子，对pvc后期的稳定性较好，硬脂酸锌通过酯化作用置换pvc分子链上的不稳定基团烯丙基氯，稳定pvc树脂体系，但生成的氯化锌会催化脱hcl反应，促进离子的产生，而硬脂酸钙能够与氯化锌反应生成稳定的氯化钙，进而改善了离子产生的情况，因此当硬脂酸钙和硬脂酸锌并用时可以达到较好的协同作用，提高制得的pvc塑胶材料的初期和长期稳定性，但是由于硬脂酸钙和硬脂酸锌在树脂体系中的单独使用时，分散稳定性较低，因此本技术对两者进行改性，首先使用乙烯基三乙氧基硅烷对硬脂酸钙和硬脂酸锌进行表面改性，使得硬脂酸钙和硬脂酸锌进行稳定分散，后加入马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸十八烷基酯，马来酸酐具有较好的相容稳定性、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸十八烷基酯作为丙烯酸单体，在过氧化苯甲酰作为引发剂的条件下，在较优的温度下进行接枝聚合反应，形成具有稳定接枝结构的改性钙锌稳定剂，以此制得的改性改性稳定剂能够均匀稳定地分散附着于pvc树脂体系的表面，提升制得的pvc塑胶材料的绝缘阻抗稳定性，同时由于马来酸酐和丙烯酸类单体的引入，提升制得的pvc塑胶材料的柔韧性，进而制得具有较好的绝缘阻抗稳定性和柔韧性的pvc塑胶材料。

30、优选的，所述抗氧化剂由用量比为1:(0.4—0.6)的抗氧化剂1010和有机亚磷酸酯抗氧化剂627组成。

31、通过采用上述技术方案，较优比例的抗氧化剂1010和抗氧化剂627制得的pvc塑胶材料具有较好的抗氧化性能，进而提升pvc塑胶材料的稳定性。

32、第二方面，本技术提供一种绝缘阻抗pvc塑胶材料的制备方法，采用如下的技术方案：

33、一种绝缘阻抗pvc塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：将pvc树脂、纳米碳酸钙、增塑剂、稳定剂和绝缘改良剂加入至混炼机中，升温熔融混合后加入抗氧化剂进行均匀搅拌，搅拌均匀后进行挤出成型，冷却并进行造粒，制得绝缘阻抗pvc塑胶材料。

34、通过采用上述技术方案，制得具有较优的绝缘阻抗稳定性和柔韧性的pvc塑胶材料。

35、优选的，熔融温度为140-160℃，混合搅拌速率为1200-1800rpm，挤出成型温度为160-180℃。

36、通过采用上述技术方案，较优的熔融温度和搅拌速率使得pvc树脂与纳米碳酸钙、增塑剂、稳定剂、绝缘改良剂和抗氧剂进行稳定地熔融分散，且在较优的温度下进行挤出成型，以此制得的pvc塑胶材料性能稳定。

37、综上所述，本技术具有以下有益效果：

38、1、本技术的一种绝缘阻抗pvc塑胶材料，以分散载体、煅烧高岭土和煅烧硅藻土制得绝缘改良剂，将pvc树脂、纳米碳酸钙、增塑剂、稳定剂和抗氧化剂进行熔融共混，具有较好的绝缘阻抗稳定性和柔韧性。

39、2、以较优比例的长链烷基硅油、聚醚多元醇和硬脂酸酯作为分散载体，能够均匀地对煅烧硅藻土和煅烧高岭土进行分散，制得具有较好的均匀分散和吸附性能的绝缘改良剂，同时还可以提升纳米碳酸钙在pvc树脂体系中的分散作用，进而制得具有较好的绝缘阻抗稳定性和柔韧性的绝缘阻抗pvc塑胶材料。

40、3、以乙烯基三乙氧基硅烷、马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸十八烷基酯对硬脂酸钙和硬脂酸锌进行改性，制得具有较好的分散稳定性的改性钙锌稳定剂，在提制得的绝缘阻抗pvc塑胶材料的绝缘阻抗稳定性的同时还可以提升制得的绝缘阻抗pvc塑胶材料柔韧性。