專利名稱：一種汽車用薄壁絕緣電線料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種電線料及其制備方法，尤其涉及一種汽車用薄壁絕緣電線料及其制備方法，屬于新型材料技術領域。
背景技術：
隨著社會的進步，人們生活水平逐漸提高，不僅要求汽車線纜安全、環保、節能，還需耐高溫、耐磨、耐油、耐寒、高強度等，還要求其逐漸向輕量化方向發展，即薄壁。為了實現薄壁絕緣，既可考慮采用新型材料，也可通過對材料的改性來提高其性能。一旦實現薄壁化，就有必要提高材料的物理性能，其原因是薄壁使單位體積的表面積比增大，容易受熱和氧化的影響，增塑劑也有提早揮發掉的傾向，另外，與導體相接觸的部分銅離子的擴散也會 加速絕緣性能的劣化。為了使薄壁絕緣材料能維持其物理性能，就要對增塑劑、穩定劑、耐磨劑、加工助劑等的選擇以及如何配伍的問題進行研究。如交聯度過高對于高溫下的強度來說是有利的，但擠出成形就會有些困難，很難發揮其原有的特性；使用揮發性小的增塑劑可提高耐熱性，但是其增塑效率不高，且會降低其加工性和耐寒性；絕緣材料越薄，穩定劑、防氧化劑、加工助劑等的作用就越大，選擇恰當的添加劑，可使絕緣薄壁汽車線纜料維持較高特性是現有技術中亟待解決的問題。中國專利申請(公開號CN 102604336A)公開了一種低煙無鹵阻燃聚酯彈性體薄壁絕緣料及其制備方法，其采用聚酯彈性體60-80份、納米復合阻燃劑20-30份、抗水解穩定劑2-5份、主抗氧劑1-2份、輔助抗氧劑0. 3-0. 5份、潤滑劑2-5份為原料，其制備方法為125°C低煙無鹵阻燃聚酯彈性體薄壁絕緣料各組分在混合機內混合均勻后在雙螺桿擠出機內擠出造粒制成。雖然該方法用胺類抗水解穩定劑以解決聚酯彈性體在高熱和濕熱環境下產生的降解脆化，用聚烯烴樹脂共混來提高絕緣等性能，但其仍然不能同時滿足耐長期老化、耐低溫、耐高溫、燃燒不滴落及耐液體性等物理性能。
發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術中存在的缺陷，提供一種物理性能好，耐長期老化的汽車用薄壁絕緣電線料。本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實施的一種汽車用薄壁絕緣電線料，該線纜料由以下重量份的成分組成聚氯乙烯100份；改性劑30-40份；增塑劑40-60份；填充劑15-25份；阻燃劑50-60份；穩定劑5-10份；耐磨劑1-5份；
助劑1-5份；其中，所述的增塑劑為鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯的混合物，其重量比為5-10:3-6:1。鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6耐高溫、穩定性及電絕緣性能好，且含有鹵素及磷酸基團，具有阻燃效果。而癸二酸二正己脂具有良好的耐沖擊性、低溫撓曲性，且可塑性和流動性比一般增塑劑要好。鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6為支鏈型酯類，癸二酸二正己脂為直鏈型脂肪二元酸酯，兩者化學結構相差較大，使得互溶性較差，而2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯的結構中含有羰基，能與上述兩者發生親核反應，提高兩者之間的互溶性，且2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯具有良好的加工性能。本發明經過大量改變各個成分的質量配比的實驗，發現選用鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和 2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯按重量比5-10:3-6:1混合形成的混合物作為增塑劑，可以得到耐長期老化、耐寒、耐液體、電絕緣性、燃燒結炭快不易滴落和增塑效果都較好的線纜料。經過實驗得出，上述三種增塑劑通過適當的比例與本發明中的阻燃劑、改性齊U、穩定劑等配伍使用，既保證了材料的增塑效果、耐長期老化及耐寒性等物理性能，又可以使線纜料擁有很好的加工性能。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，該線纜料由以下優選重量份的成分組成聚氯乙烯100份；改性劑35-40份增塑劑45-55份；填充劑15-20份；阻燃劑55-60份；穩定劑6-9份；耐磨劑1-4份；助劑1-4份；其中，所述的增塑劑為鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯的混合物，其重量比為5-8:4-6:1。最佳優選重量份的成分為聚氯乙烯100份；改性劑35-38份；增塑劑48_53份；填充劑16-18份；阻燃劑56-58份；穩定劑7-8份；耐磨劑2_3份；助劑2_3份；其中，所述的增塑劑為鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯的混合物，其重量比為6-8:5-6:1。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，所述的阻燃劑為改性粉煤灰玻璃體微粉和三
氧化二銻、十溴二苯乙烷、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。其中，所述的改性粉煤灰玻璃體微粉采用以下方法制備將普通粉煤灰用粉體蝴蝶閥控制，使其均勻地通過球磨機粉碎，粉碎后用3000目過濾網的圓筒篩篩選，將篩選出的粉煤灰投入到高速沉降離心裝置中進行分離，將分離出粒度為5-20 的粉煤灰微粉投入到高速混合機內，邊攪拌邊升溫至90°C -130°C，達到需要的溫度后，將偶聯劑三異硬脂酰基鈦酸異丙酯通過自動噴淋裝置呈霧狀噴入高速混合機中，攪拌5-20分鐘，待礦粉充分混合后即可得到改性粉煤灰玻璃體微粉。其中，所述的偶聯劑三異硬脂酰基鈦酸異丙酯與粉煤灰微粉的重量比為0. 5-1. 5:100。
現有技術中常用氫氧化鋁作為阻燃劑，雖有一定的阻燃效果，但其要求用量極大，浪費資源，且氫氧化鋁高溫時易產生水汽，復合物材料易產生氣孔出現發泡現象。現有技術中也常采用三氧化二銻及十溴二苯乙烷作為阻燃劑，雖阻燃效率高且無鹵素釋放，但是添加量稍多就會大幅提高成本，且銻有毒，易致爆，對環境有威脅，自然界中銻元素含量稀少，此外，十溴二苯乙烷中溴的加成條件極高，制取困難，不適宜大量應用。針對這些情況，本發明采用了改性粉煤灰玻璃體微粉作為附配阻燃劑，粉煤灰的成分大多為煤粉中的不燃物，在高溫煙氣中急冷后呈玻璃體狀態，含有部分空心微珠，是一種很好的耐高溫防火材料。改性粉煤灰玻璃體微粉的主要成分含大量二氧化硅、三氧化二鋁、氧化亞鐵及氧化鎂等氧化物，且含有豐富的氯、磷元素，使高分子復合材料燃燒時仍可保持較好的電絕緣性，高溫燃燒時能有效防止燒焦，避免不必要的事故發生。同時，其中的氧化物一方面在材料燃燒時易結炭，不會產生大量濃煙，另一方面可與氫氧化鋁發生化學反應，生成具有水硬膠凝性能的化合物，解決了氫氧化鋁分解產生水汽的問題。本發明因添加了改性粉煤灰玻璃體微粉作附配阻燃劑，可適當提高氫氧化鋁的添加量，減少昂貴的三氧化二銻及十溴二苯乙烷的用量，降低材料成本。此外，我國每年大約有3000多萬噸的粉 煤灰產生，有效利用還可解決很多環境問題及資源利用問題。經過偶聯劑改性后的粉煤灰，表面形成了一層有機單分子層，可與合成樹脂相互纏繞，形成網狀結構，能大幅提高與高分子材料的相容性，也可提高材料的物理性能，如抗沖擊性能、抗凍性、電絕緣性及強度。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，所述的改性劑為丁腈橡膠、順丁橡膠、氯丁膠及丁苯膠中的一種或多種。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，所述的填充劑可為納米碳酸鈣、高嶺土中的一種或多種，如沒有特別的限制，可以為本技術領域常用的各種填充劑。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，所述的穩定劑為鈣鋅穩定劑，該鈣鋅穩定劑可通過商購獲得。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，所述的耐磨劑為聚有機硅氧烷、聚氨酯橡膠、高耐磨炭黑、氣相白炭黑中的一種或多種。在上述的汽車用薄壁絕緣電線料中，所述的助劑可為聚乙烯蠟、硬脂酸、現有PVC常用的普通抗氧劑(如受阻酚類抗氧劑)中的一種或多種，可結合實際性能和用途添加，使之達到性能和加工的最佳效果。本發明的另一個目的在于還提供了該汽車用薄壁絕緣電線料的制備方法，該方法包括以下步驟(I)、制備增塑劑按照一定重量比稱取鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯，將稱好的原料混合均勻，得到增塑劑；(2)、混配將按一定重量比稱取的聚氯乙烯倒入高混機攪拌均勻，倒入步驟(I)中制得的增塑劑，高速攪拌并加熱，待增塑劑被聚氯乙烯完全吸收后，加入按一定重量比稱取的改性劑、阻燃劑、填充劑、穩定劑、耐磨劑以及助劑，高速攪拌，攪拌溫度為80 0C 90 0C，直至物料完全均勻；(3)、加工造粒將步驟(2)中混配好的物料從高混機中排出，投入密煉機內密煉，密煉溫度為120°C _160°C，待物料完全塑化成團狀后，趁熱倒入喂料機中，由喂料機均勻加入到單螺桿擠出機中擠出造粒，單螺桿擠出機溫度為140°C _180°C，喂料頻率為15-25HZ，主機轉速為2800-3300r/min，最后由風機送入料倉包裝即得到該汽車用薄壁絕緣電線料。作為優選，步驟(3)中密煉溫度設定為130°C 150°C，擠出機溫度設定為1500C 170°C，喂料頻率為20HZ，主機轉速為3000r/min。綜上所述，本發明具有以下優點I、本發明各原料配伍合理，該汽車用薄壁絕緣電線料物理和機械性能好，耐長期老化，成本低。2、本發明汽車用薄壁絕緣低壓電線料的制備方法簡單，工藝流程短，可適合大規模的工業化生產。
具體實施方式
以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明；本發明并不限于這些實施例。實施例I按如下方法制備汽車用薄壁絕緣電線料配制增塑劑按表I中實施例I增塑劑的重量份稱取鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯，將稱好的原料混合均勻，得到增塑劑；混配按照表I中實施例I的重量份稱取聚氯乙烯，將其倒入高混機中，攪拌均勻，然后倒入上述制備的增塑劑，高速攪拌并加熱，待增塑劑被聚氯乙烯完全吸收后，加入按照表I中實施例I的重量份稱取的改性劑、阻燃劑、填充劑、穩定劑、耐磨劑以及助劑，高速攪拌，攪拌溫度為80°C，直至物料完全均勻；加工造粒將上述混配好的物料從高混機中排出，投入密煉機桶內密煉，密煉溫度設定為120°C，待物料完全塑化成團狀后，趁熱倒入喂料機中，由喂料機均勻加入到單螺桿擠出機中擠出造粒，單螺桿擠出機溫度設定為150°C，喂料頻率為20HZ，主機轉速為3000r/min，最后由風機送入料倉包裝即得到該汽車用薄壁絕緣電線料。表I :汽車用薄壁絕緣電線料的實施例與比較例配方(重量份)
權利要求
1.一種汽車用薄壁絕緣電線料，該線纜料由以下重量份的成分組成 聚氯乙烯100份； 改性劑:30-40份； 增塑劑40-60份； 填充劑15-25份； 阻燃劑50-60份； 穩定劑5-10份； 耐磨劑1-5份； 助劑1-5份； 其中，所述的增塑劑為鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯的混合物，其重量比為5-10:3-6:1。
2.根據權利要求I所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的線纜料由以下優選重量份的成分組成 聚氯乙烯100份； 改性劑=35-40份 增塑劑=45-55份； 填充劑:15-20份； 阻燃劑55-60份； 穩定劑6_9份； 耐磨劑1-4份； 助劑1_4份； 其中，所述的增塑劑為鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯的混合物，其重量比為5-8:4-6: I。
3.根據權利要求I或2所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的阻燃劑為改性粉煤灰玻璃體微粉和三氧化二銻、十溴二苯乙烷、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。
4.根據權利要求I或2所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的改性劑為丁腈橡膠、順丁橡膠、氯丁膠及丁苯膠中的一種或多種。
5.根據權利要求I或2所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的填充劑為納米碳酸鈣、高嶺土中的一種或多種。
6.根據權利要求I或2所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的穩定劑為鈣鋅穩定劑。
7.根據權利要求I或2所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的耐磨劑為聚有機硅氧烷、聚氨酯橡膠、高耐磨炭黑、氣相白炭黑中的一種或多種。
8.根據權利要求I或2所述的汽車用薄壁絕緣電線料，其特征在于，所述的助劑為聚乙烯蠟、硬脂酸、抗氧劑中的一種或多種。
9.一種汽車用薄壁絕緣電線料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)、制備增塑劑按照一定重量比稱取鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二雙異丁酸酯，將稱好的原料混合均勻，得到增塑劑； (2)、混配將按一定重量比稱取的聚氯乙烯倒入高混機攪拌均勻，倒入步驟(I)中制得的增塑劑，高速攪拌并加熱，待增塑劑被聚氯乙烯完全吸收后，加入按一定重量比稱取的改性劑、阻燃劑、填充劑、穩定劑、耐磨劑以及助劑，高速攪拌，攪拌溫度為80°C 90°C，直至物料完全均勻； (3)、加工造粒將步驟(2)中混配好的物料從高混機中排出，投入密煉機內密煉，密煉溫度為120°C _160°C，待物料完全塑化成團狀后，趁熱倒入喂料機中，由喂料機均勻加入到單螺桿擠出機中擠出造粒，單螺桿擠出機溫度為140°C _180°C，喂料頻率為15-25HZ，主機轉速為2800-3300r/min，最后由風機送入料倉包裝即得到該汽車用薄壁絕緣電線料。
10.根據權利要求9所述的汽車用薄壁絕緣低壓電線料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的密煉溫度設定為130°C 150°C，擠出機溫度設定為150°C 170°C，喂料頻率為20HZ，主機轉速為3000r/min。
全文摘要
本發明涉及一種汽車用薄壁絕緣電線料及其制備方法，屬于材料技術領域。它解決了現有技術中電纜線不能同時滿足耐長期老化、耐低溫、耐高溫、高物理性能、燃燒不滴落及耐液體性好等問題。該線纜料由以下重量份的成分組成基體樹脂100份；改性劑30-40份；增塑劑40-60份；填充劑15-25份；阻燃劑50-60份；穩定劑5-10份；耐磨劑1-5份；助劑1-5份；其中，所述的增塑劑為鹵代雙磷酸酯化合物FR-V6、癸二酸二正己脂和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二雙異丁酸酯的混合物，其重量比為5-10:3-6:1。本發明的汽車用薄壁絕緣低壓電線料物理性能好，耐長期老化，成本低。
文檔編號C08K3/22GK102964724SQ20121049904
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者余玲, 胡建友, 張煜杰, 劉華, 張文陽 申請人:寧波一舟塑膠有限公司