專利名稱：可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種穩定劑，具體為一種可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。
背景技術：
PVC (聚氯乙烯)是目前用量最大的通用塑料之一，在電線電纜行業中，PVC材料因制造成本低、力學性能優良、具有良好加工性能，耐腐蝕，絕緣等良好特點，長久以來PVC電纜料一直在電線電纜行業中得到廣泛使用，如電線電纜絕緣層和護套。但是，常規的電線電纜在生產過程中產生的污染是相當嚴重的，這是由于在電線電纜的制造、使用及廢棄和回收處理過程時會產生大量的有毒物質，這些有毒物質與傳統的電線電纜生產過程所使用到的PVC材料生產助劑有關，特別是一些含鉛、重金屬的穩定劑的應用。 PVC材料本身在加工和使用過程中，受到熱、機械剪切力、氧氣和光的影響，很容易降解受到破壞，其前期降解的表現就是變色，最終還會影響到PVC產品的外觀和使用壽命，因此，不得不在PVC材料加工過程中加入穩定劑以提高PVC的穩定性使其具有良好的穩定性、加工性能并獲得高質量的PVC電線電纜產品。從發展綠色、環保產業的趨勢來分析，電線電纜行業的無鉛化是行業發展的趨勢，但由于受到仍存在的技術及成本兩個因素的影響，電線電纜行業的無鉛化進展受到阻礙。據相關數據顯示，中國每年共消耗熱穩定劑約30萬噸，其產品結構為鉛鹽類熱穩定劑占40%，硬脂酸鹽類熱穩定劑占20%，復合型熱穩定劑占24% (其中部分仍含鉛)，有機錫類熱穩定劑占6%，稀土類熱穩定劑及其他熱穩定劑占10%。鉛鹽類熱穩定劑消耗量在10萬噸/年，其中用于生產電線電纜料約占5萬噸/年。從技術上分析，電線電纜的200°C剛果紅測試和20°C體積電阻率主要決定于PVC電纜料加工采用何種穩定劑，而目前，除了采用鉛鹽產品及少部分的其他熱穩定能滿足其測定要求外，用其他熱穩定劑材料來完全代替鉛鹽類產品仍存在一定的困難。此外，從成本上來分析，一些無鉛、環保類熱穩定劑售價較高企業難以接受或是電纜料配方成本要求過高喪失了實際用意義而使得電線電纜行業無鉛化進展進一步受到了阻礙。因此，有必要開發一種既能考慮膠粒的防潮性能、剛果紅時間、電線電纜產品的加工性能、電性能等影響電線電纜產品性能的影響因素，又可滿足現有生產在環保方面的高要求的PVC穩定劑。
發明內容
本發明的目的是提供一種可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其特征在于，其配方組成為脂肪酸鈣鋅組合物157 210Kg、硬脂酸鈣80 171Kg、抗氧劑1076 18 31Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷43 59 Kg、水滑石300 439Kg、高分子酯基鈣40(T600Kg、超細高嶺土 10(T350Kg。
所述脂肪酸鈣鋅組合物由下列重量的原料制備而成硬脂酸或月桂酸100(Tl700Kg、12-羥基硬脂酸23(T500Kg、己二酸或二苯甲酸18 85Kg、氫氧化鈣或氧化鈣25 50Kg、氧化鋅 210 275Kg、16-18 醇 40 80Kg。所述高分子酯基鈣是一種由己二酸與季戊四醇進行酯化反應，并添加固體超強酸作為催化劑，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣進行中和反應所形成的季戊四醇己二酸酯的鈣鹽。所述超細高嶺土為細度為150(Γ3000目的高嶺土。本發明所述脂肪酸鈣鋅組合物的制備方法如下按重量稱取各組分原料，制備時先將硬脂酸或月桂酸、12-羥基硬脂酸投入反應釜，然后加熱；當加熱至120°C時，往反應釜中加入己二酸或二苯甲酸，并開始向反應釜中緩慢加入氫氧化鈣或氧化鈣，再緩慢投入氧化鋒，完成投料；完成投料后，在165 170 C溫度下保持反應I. 5 2. 5小時；反應完成后，再向反應釜中加入16-18醇，攪勻，然后放料，冷卻、磨粉即制得脂肪酸鈣鋅組合物。
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本發明的可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其制備方法是按本發明配方稱取以下原料脂肪酸鈣鋅組合物157 210 Kg、硬脂酸鈣8(Tl71Kg、抗氧劑1076 18 31Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷43 59 Kg、水滑石30(T439Kg、高分子酯基鈣40(T600Kg、超細高嶺土 10(T350Kg ;然后將稱取的上述原料經混合、過篩、裝包，得到可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。本發明相對于現有技術的有益效果如下
(1)本發明穩定劑用在電線電纜膠粒制造中，所生產膠粒剛果紅時間>180min，膠粒防潮性能良好，可大大提高產品的電性能；
(2)本發明穩定劑可用于各種顏色的電線制品，特別是用在黑色電線上無析出，初期白度好，產品不變色；
(3)本發明穩定劑其配方中應用到了脂肪酸鈣鋅組合物，該組合物用于本發明穩定劑的制備，相較于傳統PVC穩定劑的制備，可克服單獨使用硬脂酸鋅存在的難磨粉的缺點，同時還可讓合成物對PVC具有很好的內外潤滑性能，提高與PVC的相容性；
(4)本發明穩定劑配方中使用高分子酯基鈣，可提高產品相容性，使綜合性能最優化，可使得產品初期白度、剛果紅時間、體系相容性等效果佳，同時還可提高加工穩定性和產品長期穩定性；
(5)本發明穩定劑采用了鎂鋁鋅類輕金屬化合物替代電線電纜行業所使用的傳統的鉛鹽類熱穩定劑中的鉛、鎘等重金屬，環保性能高，同時，它是一種高耐熱、高剛果紅時間的穩定劑。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發明，并不限制本發明的范圍。實施例I采用以下原料及步驟制備本發明所述可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑
I、脂肪酸鈣鋅組合物的制備
(I)將硬脂酸1450Kg、12-羥基硬脂酸500Kg投入反應釜，然后加熱；(2)當加熱至120°C時，往反應釜中加入己二酸75Kg，并開始向反應釜中緩慢加入氧化鈣45Kg，再緩慢投入氧化鋅210Kg，完成投料；
(3)完成投料后，在160C溫度下保持反應2. 5小時；
(4)反應完成后，再向反應釜中加入16-18醇40Kg，攪勻，然后放料，冷卻、磨粉即制得。2、高分子酯基鈣的制備將己二酸182Kg及季戊四醇218 Kg預混合均勻投入反應爸，當反應溫度到達140°C時，加入O. 9 Kg的SO42VSnO2-SiO2固體超強酸作為催化劑，收集反應放出的水分；隨著反應溫度慢慢升高，將反應溫度保持在198°C,待所收集反應放出的水分為30Kg時，緩慢加入氧化鈣28 Kg，保持反應I. 3小時后放料，制得高分子酯基鈣。3、穩定劑的制備
(1)按下列配方稱取各原料脂肪酸鈣鋅組合物157Kg、硬脂酸鈣80Kg、抗氧劑1076 31Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷48 Kg、水滑石385Kg、高分子酯基鈣400Kg、細度為1500目的超細高嶺土 IOOKg ；
(2)將稱取的上述原料經混合、過篩、裝包，得到可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。實施例2采用以下原料及步驟制備本發明所述可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑
I、脂肪酸鈣鋅組合物的制備
(1)將月桂酸1700Kg、12-羥基硬脂酸230Kg投入反應釜，然后加熱；
(2)當加熱至120°C時，往反應釜中加入二苯甲酸85Kg，并開始向反應釜中緩慢加入氫氧化鈣25Kg，再緩慢投入氧化鋅275Kg，完成投料；
(3)完成投料后，在165C溫度下保持反應2. O小時；
(4)反應完成后，再向反應釜中加入16-18醇80Kg，攪勻，然后放料，冷卻、磨粉即制得。2、穩定劑的制備
(I)按下列配方稱取各原料脂肪酸鈣鋅組合物185Kg、硬脂酸鈣126Kg、抗氧劑107618Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷43 Kg、水滑石439Kg、實施例I中制得的高分子酯基鈣600Kg、細度為2000目的超細高嶺土 350Kg。(2)將稱取的上述原料經混合、過篩、裝包，得到可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。實施例3采用以下原料及步驟制備本發明所述可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑
I、脂肪酸鈣鋅組合物的制備
(1)將硬脂酸lOOOKg、12-羥基硬脂酸350Kg投入反應釜，然后加熱；
(2)當加熱至120°C時，往反應釜中加入己二酸18Kg，并開始向反應釜中緩慢加入氧化鈣50Kg，再緩慢投入氧化鋅270Kg，完成投料；
(3)完成投料后，在170C溫度下保持反應I. 5小時；
(4)反應完成后，再向反應釜中加入16-18醇60Kg，攪勻，然后放料，冷卻、磨粉即制得。2、穩定劑的制備
(I)按下列配方稱取各原料脂肪酸鈣鋅組合物210 Kg、硬脂酸鈣171Kg、抗氧劑107623Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷59 Kg、水滑石300Kg、實施例I中制得的高分子酯基鈣500Kg、細度為3000目的超細高嶺土 180Kg。(2)將稱取的上述原料經混合、過篩、裝包，得到可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。實施例4試驗例 I、剛果紅時間測定試驗
按實施例I配制的穩定劑按如下配方進行實驗PVC 100份、重質碳酸鈣50份、增塑劑DOP 35份、氯化石蠟15份、實施例I制得的穩定劑5份。試驗步驟將各組分混合均勻，于185°C的雙棍煉膠機上混煉5min，每分鐘打三角包2 3次。然后將所得PVC片按國標GB/T2917-2002的標準進行200°C剛果紅時間的測試。經試驗，測得剛果紅時間為233min。
2、電性能的測試
作為電氣絕緣材料的電纜料配方，必須考慮物料的電性能。通常包括體積電阻率、介電強度、介電常數和功率因數等因素。其中體積電阻率是最關鍵的因素，參照GB8815-2002測得各組電纜料數據如下表所示。試驗結果表明，本發明可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其電性能良好，完全達到UL標準要求。表I電纜料體積電阻率的比較(填充劑重質碳酸鈣)
權利要求
1.一種可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其特征在于，其配方組成為脂肪酸鈣鋅組合物157 210 Kg、硬脂酸鈣80 171Kg、抗氧劑1076 18 31Kg、硬脂酰苯甲酰甲烷43 59 Kg、水滑石30(T439Kg、高分子酯基鈣40(T600Kg、超細高嶺土10(T350Kg。
2.如權利要求I所述可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其特征在于所述脂肪酸鈣鋅組合物由下列重量的原料制備而成硬脂酸或月桂酸100(Tl700Kg、12-羥基硬脂酸23(T500Kg、己二酸或二苯甲酸18 85Kg、氫氧化鈣或氧化鈣25 50Kg、氧化鋅 210 275Kg、16-18 醇 40 80Kg。
3.如權利要求I所述可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其特征在于所述高分子酯基鈣是一種由己二酸與季戊四醇進行酯化反應，并添加固體超強酸作為催化劑，然后加入氧化鈣或氫氧化鈣進行中和反應所形成的季戊四醇己二酸酯的鈣鹽。
4.如權利要求I所述可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑，其特征在于所述超細高嶺土為細度為150(Γ3000目的高嶺土。
全文摘要
本發明涉及一種可提高電線電纜電性能的鎂鋁鋅改性無毒復合穩定劑。本發明的穩定劑是由脂肪酸鈣鋅組合物、硬脂酸鈣、抗氧劑1076、硬脂酰苯甲酰甲烷、水滑石、高分子酯基鈣和超細高嶺土按重量配比組成。本發明穩定劑用在電線電纜膠粒制造中，所生產膠粒剛果紅時間≥180min，膠粒防潮性能良好，可大大提高產品的電性能，適用于各種顏色的電線制品，用在黑色電線上時無析出，初期白度好，產品不變色；此外，本發明穩定劑還具有可提高產品相容性、加工穩定性和產品長期穩定性，環保性能高的優點，是一種高耐熱、高剛果紅時間的穩定劑。
文檔編號C08K3/26GK102850687SQ20121025874
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者陳肇漢, 徐軍, 邱麗玲 申請人:肇慶市森德利化工實業有限公司