碳酸钙和煅烧粘土的协同增效掺合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电线和电缆。在一个方面中，本发明涉及用于电线和电缆的绝缘护套， 而在另一个方面中，本发明涉及提高用于电线和电缆的聚氯乙烯（PVC)绝缘材料的电阻。
【背景技术】
[0002] 包含塑化剂（石油基或生物基）和煅烧粘土填充剂的柔性PVC配方具有相对较差 的绝缘电阻。掺合组分典型地使得化合物性能接近单独组分的平均性能。
[0003] USP7, 030, 179教示用于非电PVC应用的碳酸钙（CaC03)填充剂的最佳化。
[0004] USP4, 447, 569在PVC中的固定CaC03/高岭粘土组合物的顶部使用含铅组合物的 实例以表明以每一百份树脂（phr)5.0份添加氧化镁（MgO)明显改良壬基苯酚铅所赋予的 体积电阻率。其还教示当碱式硅酸硫酸铅络合物（实例中的对照C和D)起初显示极高体积 电阻率时，值在老化后快速下降。具有环氧基的壬基苯酚铅（实例6到12)提供仅是50°C 下的值的三分之一但是75°C下的值的81 %的值。
[0005] USP4, 447, 569集中于烷基苯酚铅在PVC电气性能方面的独特性并且在烷基苯酚 铅不存在下包括单独的CaC0#PCaC03/高岭粘土掺合物作为对照，但其未提供与单独使用 高岭粘土作为填充剂的比较。
[0006] 使用含铅成分存在环境问题。现商业关注的是环保的不含铅配方，其表明增强的 电热塑性、高抗热、涂布尼龙（THHN)的性能。
【发明内容】
[0007] 在一个实施例中，本发明是含有生物塑化剂的PVC电线绝缘材料，所述生物塑化 剂通过使用CaC0 3和煅烧粘土的掺合物而协同改良。本发明表明，相比于单独使用CaC03S 高岭粘土作为对照，当填充剂0 &〇)3与高岭粘土结合使用时，含有生物塑化剂的PVC化合物 的电气性能显著改良。这是重要的，因为这一协同性能确保化合物可借助于增强的性能和 有利的成本而符合THHN电缆规格。
[0008] 在一个实施例中，本发明是无铅组合物，其包含：
[0009] ⑷聚氯乙烯（PVC);
[0010] (B)生物塑化剂；
[0011] (C)碳酸钙；以及
[0012] (D)煅烧粘土；
[0013] 组合物中的碳酸钙和煅烧粘土的组合重量在1重量百分比到15重量百分比范围 内，并且碳酸钙与煅烧粘土的重量比在15 : 85到85 : 15范围内。
[0014] 在一个实施例中，本发明是用于电线或电缆的绝缘护套，其由前述实施例中所描 述的无铅组合物制成。
[0015] 在一个实施例中，本发明是包含前述实施例的绝缘护套的电线或电缆。
【具体实施方式】
[0016] 定义
[0017] 除非相反地陈述，从上下文暗示或本领域惯用的，否则所有份数和百分比都是按 重量计，并且所有测试方法都是到本发明的提交日为止的现行方法。出于美国专利实践的 目的，任何参考专利、专利申请或公开案的内容都以全文引用的方式并入（或其等效美国 版本如此以引用的方式并入），尤其在所属领域中的定义（并未与本发明特定提供的任何 定义不一致的程度）和常识的公开方面。
[0018] 除非另外指明，否则本发明中的数值范围是大致的，并且因此可以包括在所述范 围外的值。数值范围包括从下限值到上限值并且包括下限值和上限值、以一个单位递增的 所有值，其限制条件是任何较低值和任何较高值之间存在至少两个单位的间隔。举例来说， 如果组成特性、物理特性或其它特性（如温度）是从100到1，〇〇〇,那么明确列举全部个别 值（如100、101、102等）和子范围（如100到144、155到170、197到200等）。对于含有小 于一的值或含有大于一的分数（例如1. 1、1. 5等）的范围，一个单位按需要被视为0. 0001、 0. 001、0. 01或0. 1。对于含有小于十的个位数的范围（例如1到5)，典型地认为一个单位 是0. 1。这些仅是特别预定的实例，并且所列举的最低值和最高值之间的数值的全部可能组 合将被视为明确陈述在本发明中。在本发明内尤其提供关于碳酸钙和煅烧粘土的相对量的 数值范围。
[0019] "包含"、"包括"、"具有"以及类似术语意味着组合物、方法等不限于所公开的组分、 步骤等，而是相反地可以包括其它未公开的组分、步骤等。相比之下，术语"基本上由……组 成"从任何组合物、方法等的范围排除除了对组合物、方法等的性能、可操作性等并非必需 的那些组分、步骤等之外的任何其它组分、步骤等。术语"由……组成"从组合物、方法等排 除并未具体公开的任何组分、步骤等。除非另外说明，否则术语"或"是指单独以及呈任何 组合形式的所公开的成员。
[0020] "电缆"和"电力电缆"以及类似术语意味着保护性夹套或护套内的至少一个导 电线或光纤。典型地电缆是典型地在常见保护性夹套或护套中粘结在一起的两个或更多 个电线或光纤。单独的电线或光纤可以是裸露的、包覆的或绝缘的。组合电缆可以含有电 线和光纤两者。电缆等可以经设计用于低压、中压或高压应用。典型电缆设计说明于USP 5, 246, 783、6, 496, 629 和 6, 714, 707 中。
[0021] 聚氯乙烯树脂
[0022] 本发明组合物的聚氯乙烯树脂（也称为氯乙烯聚合物）组分是固体高分子量聚 合物，其可以是具有一或多个额外共聚单体的共聚合单元的聚氯乙烯均聚物或氯乙烯共聚 物。PVC均聚物的市售实例是可购自欧西乙烯LP(0xyVinyls，LP)的氧基乙烯基240F。当 存在时，共聚单体将典型地占共聚物的至多20重量百分比。适合的共聚单体的实例包括 C2-C6烯烃，例如乙烯和丙烯；直链或支链C2-C4羧酸的乙烯酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和 2-乙基己酸乙烯酯；乙烯基卤化物，例如氟乙烯、偏二氟乙烯或偏氯乙烯；乙烯醚，如乙烯 基甲基醚和丁基乙烯基醚；乙烯基吡啶；不饱和酸，例如马来酸、富马酸、甲基丙烯酸和其 与(；-(；。单醇或二醇的单酯或二酯；马来酸酐、马来酸酰亚胺以及使用芳香族、环脂肪族和 任选地支链脂肪族取代基的马来酸酰亚胺的N-取代产物；丙烯腈和苯乙烯。氯乙烯的接枝 共聚物也适用于组合物中。举例来说，用氯乙烯接枝的乙烯共聚物（如乙烯乙酸乙烯酯） 和乙烯共聚物弹性体（如EPDM(包含乙烯、丙烯和二烯的共聚合单元的共聚物）和EPR(包 含乙烯和丙烯的共聚合单元的共聚物））可以用作氯乙烯聚合物组分。
[0023] 所述组合物将典型地包括按组合物的总重量计20重量百分比到80重量百分比聚 氯乙烯树脂。这包括其中组合物包括按组合物的总重量计25重量百分比到75重量百分比 聚氯乙烯树脂的实施例，并且进一步包括其中组合物包括按组合物的总重量计30重量百 分比到60重量百分比氯乙烯树脂的实施例。
[0024] 热塑性弹性体
[0025] 所述组合物任选地包括可以用作抗冲击改性剂的一或多种热塑性弹性体。如果组 合物意图用于需要显著柔性的应用中，那么包括此类弹性体可能是合乎需要的。"弹性体" 是橡胶类聚合物，其可以拉伸到其原始长度的至少两倍，并且当产生拉伸的力被释放时，其 极其快速地收缩到大致其原始长