一种抗老化PVC线缆及制备方法与流程

本发明属于pvc线缆的，涉及一种抗老化pvc线缆及制备方法。

背景技术：

1、为解决pvc线缆老化问题，传统的技术方案是向pvc基体中添加紫外线屏蔽材料，以钛白粉为主，由于其物理化学性质稳定、遮盖力及白度高等优点，被广泛应用于塑料、油墨、涂料及化妆品等行业。对钛白粉粒子表面进行锌、硅及铝等无机氧化物的包覆，能够在钛白粉与其使用介质中产生屏障，降低或抑制钛白粉粒子表面活性氧对周围介质的降解作用，提高产品的耐候及耐光性能。

2、钛白粉加入至pvc线缆中，通过物理屏蔽的作用，减轻紫外线对pvc基体内部作用，一般用量较大，对pvc的力学性能影响大，长期使用易出现表面粉化橘皮问题；随着化工行业的进步，已经研发出了能够吸收紫外线的助剂，这些助剂能够减轻紫外线对pvc基体的影响。然而，目前使用的紫外线吸收剂在光热环境下容易从pvc基体中迁移，无法长期有效地防止紫外老化。因此，需要寻找更有效的方法来减轻紫外线对pvc基体的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗老化pvc线缆及制备方法，本发明通过采用asa颗粒对二氧化硅包覆的二氧化钛进行改性，通过改善二氧化钛在pvc中的分散性，进行显著提高线缆屏蔽紫外线的作用，可以进一步减轻紫外线对pvc线缆的影响，显著提高线缆抗老化性能，延长其使用寿命。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种抗老化pvc线缆，所述抗老化pvc线缆以线缆料为原料依次经过拉丝、单丝退火、导体绞合、绝缘挤出、成缆、内外层挤出，铠装、外护套挤出制得，所述线缆料按重量份数包括以下组分：

4、pvc 95-100份、钙锌稳定剂5-10份、邻苯二甲酸二辛酯30-40份、醋酸丁酸纤维素5-10份、碳酸钙28-35份、硬脂酸锌1.2-2.3份、复合抗氧化剂2-5份、锡酸锌0.6-1.2份、丁二酸0.2-0.4份。

5、作为本发明的一种优选技术方案，钙锌稳定剂和硬脂酸锌含有金属盐，这些金属盐可以在热分解时减少酸催化降解反应，从而提高pvc材料的热稳定性。

6、作为本发明的一种优选技术方案，邻苯二甲酸二辛酯、醋酸丁酸纤维素和碳酸钙被添加到配方中时，可以作为稳定剂，稀释pvc材料中的hcl酸，减缓酸催化的降解反应，因此延缓了材料老化过程。

7、作为本发明的一种优选技术方案，丁二酸中的羧酸基可以与阳离子型稳定剂硬脂酸锌形成络合物，这种络合物可以促进硬脂酸锌在热分解过程中的稳定性，从而提高pvc材料的热稳定性。

8、作为本发明的一种优选技术方案，丁二酸可以与复合抗氧化剂中的某些成分发生协同作用。丁二酸中的羧酸基和复合抗氧化剂中的成分可能通过氢键、范德华力或配位键等相互作用，形成复合物。这种复合物可以增强复合抗氧化剂的抗氧化效果，加强抑制氧化反应的能力，从而提高材料的抗老化性能。

9、作为本发明的一种优选技术方案，通过采用asa改性二氧化硅包覆的二氧化钛，显著改善二氧化钛在pvc中的分散性，提高屏蔽紫外线的作用，可以进一步减轻紫外线对pvc基体的影响，可以显著提高其抗老化性能，延长其使用寿命。

10、作为本发明的一种优选技术方案，邻苯二甲酸二辛酯与聚氯乙烯和醋酸丁酸纤维素相容性较好，并且邻苯二甲酸二辛酯具有良好电绝缘性、耐寒性、耐候性、耐挥发性，并且加入其可以提高对增塑糊粘度的稳定性。

11、作为本发明的一种优选技术方案，醋酸丁酸纤维素具有优良的抗湿、耐紫外光、耐寒、柔韧、透明和电绝缘等性能，并与树脂和高沸点增塑剂有较好的相容性。可根据丁酰含量的不同制成具有不同性能的塑料、片基、薄膜和涂料。可用挤压、压注、旋转成型、吹塑等进行成型，也可沸腾喷涂。醋酸丁酸纤维素分子中除含有羟基、乙酰基外，还含有丁酰基，其性能与三种基团的含量有关，其中丁二酸的羧基基团能与醋酸丁酸纤维素和复合抗氧化剂中的羟基进行反应，通过三者形成致密的交联结果，显著提高线缆稳定性，并提高复合抗氧化剂在体系中的分散性，进而显著提高pvc线缆抗老化性能。

12、本发明公开了所述复合抗氧化剂的制备方法，包括以下步骤：

13、1)将钛白粉和去离子水置于反应釜中混合、加入硅酸钠溶液搅拌混合并调节ph值后，得到混合液；

14、2)向反应釜加入稀硫酸溶液调节ph值并进行加热反应，过滤后，得到固体物；

15、3)对固体物进行清洗、干燥、研磨后，得到复合颗粒；

16、4)将复合颗粒和甲苯超声处理后，加入kh-550搅拌混合，升温回流后进行洗涤、干燥，得到改性颗粒；

17、5)将asa颗粒、改性颗粒和丙酮搅拌混合，超声分散后进行干燥，得到复合抗氧化剂。

18、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤1)中，所述硅酸钠溶液的浓度为90-95g/l；所述钛白粉、去离子水和硅酸钠溶液的用量比为200g：1l：15-20g；所述调节ph值的条件为调节ph至10-11；所述钛白粉为金红石型的二氧化钛。

19、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤2)中，所述调节ph值的条件为采用浓度为185-200g/l的稀硫酸溶液调节ph至8.6-9.0；所述加热反应的条件为加热至90-95℃、反应3-4h。

20、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤3)中，所述清洗的条件为清洗至滤液无硫酸根离子；所述干燥的条件为在115-120℃下、干燥12-13h；所述研磨的条件为研磨至过20-50目筛。

21、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤4)中，所述复合颗粒、甲苯和kh-550的用量比为6.7g：180ml：6ml；所述超声处理的时间为30-45min；所述搅拌混合的条件为在38-40℃下搅拌6-7h；所述升温回流的条件为加热至85-90℃，回流2-3h；所述干燥的条件为在75-80℃干燥12-15h。

22、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤5)中，所述asa颗粒、改性颗粒和丙酮的质量比为9：4：30；所述超声分散的时间为4-5h；所述干燥的条件为在65-70℃下、干燥15-18h。

23、本发明公开了一种抗老化pvc线缆的制备方法，所述线缆料的制备方法包括以下步骤：

24、s1、将醋酸丁酸纤维素、硬脂酸锌和锡酸锌混合均匀后进行研磨，得到混合粉料；

25、s2、将混合粉料、pvc、钙锌稳定剂、邻苯二甲酸二辛酯、碳酸钙、复合抗氧化剂和丁二酸混合均匀后，进行熔融共混挤出、造粒，即得线缆料；

26、所述抗老化pvc线缆的制备方法包括以线缆料为原料依次经过拉丝、单丝退火、导体绞合、绝缘挤出、成缆、内外层挤出，铠装、外护套挤出制得。

27、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s1中，所述混合均匀的条件为在转速100-120r/min下、混合20-30min；所述研磨的时间为4-8h；所述混合粉料的粒径为4-6μm。

28、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s2中，所述挤出的条件为在转速150-280r/min、温度140-180℃进行挤出。

29、作为本发明的一种优选技术方案，邻苯二甲酸二辛酯和醋酸丁酸纤维素均购于南通润丰石油化工有限公司；asa颗粒购于东莞市晟华塑胶原料有限公司，品牌奇美，型号pw-997。

30、本发明的有益效果：

31、本发明通过采用asa颗粒对二氧化硅包覆的二氧化钛进行改性，通过改善二氧化钛在pvc中的分散性，进行显著提高屏蔽紫外线的作用，可以进一步减轻紫外线对pvc基体的影响，显著提高其抗老化性能，延长其使用寿命。