本發(fā)明屬于車用電線組合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
電線電纜是汽車電器的重要元器件之一。汽車電纜有別于普通的電線電纜，是專門為汽車惡劣復(fù)雜的環(huán)境需求而設(shè)計(jì)的。乘用汽車因自動(dòng)化水平的不斷提高，使得汽車內(nèi)的電器件和傳感器大量增加，同時(shí)，汽車設(shè)計(jì)中乘坐室和貯藏室的容積不斷加大，也使得發(fā)動(dòng)機(jī)室和儀表盤的空間大幅減小。而發(fā)動(dòng)機(jī)室空間的縮小又使得車輛這個(gè)部位的環(huán)境溫度升高，經(jīng)常有100℃以上的連續(xù)高溫，這就要求汽車電線電纜的設(shè)計(jì)截面積盡可能要小，絕緣層要薄，還要電線電纜具有良好的耐熱、耐寒、柔軟性和耐刮磨性。目前，國(guó)內(nèi)汽車用薄壁絕緣低壓電線檢測(cè)采用的標(biāo)準(zhǔn)是QC/T 730-2005(汽車用薄壁絕緣低壓電線)。
根據(jù)QC/T 730-2005標(biāo)準(zhǔn)要求，目前國(guó)內(nèi)使用PVC和增塑劑增塑材料的汽車電線國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)只能做到A、B兩個(gè)級(jí)別，C級(jí)（125℃級(jí)）薄壁絕緣低壓電線短期老化條件為150℃、240h，老化后要求電線在-40℃冰箱中冷凍4小時(shí)進(jìn)行纏繞實(shí)驗(yàn)，要求線纜無(wú)脫落、無(wú)破損、無(wú)折痕；同時(shí)要求線纜在125℃×3000小時(shí)長(zhǎng)期老化試驗(yàn)后也在-40℃冰箱中冷凍4小時(shí)進(jìn)行纏繞實(shí)驗(yàn)，要求線纜無(wú)脫落、無(wú)破損、無(wú)折痕。對(duì)PVC車用電纜材料的配方設(shè)計(jì)而言，老化后的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)保留率應(yīng)在80%以上，才能滿足汽車電線在長(zhǎng)、短期熱老化后仍具有較好的柔軟性，薄壁電線才能在低溫纏繞試驗(yàn)中達(dá)到上述規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，隨著國(guó)內(nèi)塑料機(jī)械制造水平的提高，PVC線纜擠出機(jī)的擠出速率也大幅提高，高速擠出設(shè)備的擠出速率可高達(dá)500米/分鐘。這就要求車用薄壁電線還必須有較好的加工流動(dòng)性能。
中國(guó)發(fā)明專利102964724A給出一款汽車用PVC薄壁絕緣電線料及其制備方法，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(wěn)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。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中電纜線不能同時(shí)滿足耐長(zhǎng)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(wèn)題。該發(fā)明的汽車用薄壁絕緣低壓電線料物理性能好，能夠耐長(zhǎng)期老化，且成本低，但電線達(dá)不到C級(jí)要求。
中國(guó)發(fā)明專利200810020767.5給出一款電線電纜用軟聚氯乙烯塑料，其原材料配方為聚合度為1000~1300的聚氯乙烯樹脂100份；偏苯類和對(duì)苯二甲酸類增塑劑25~75份、共聚EVA樹脂或共聚乙烯-丙烯酸酯樹脂5~40份、穩(wěn)定劑3~12份、氧化銻阻燃劑15~20份、硼酸鋅阻燃劑5~25份和氫氧化鎂阻燃劑30~130份，填充劑0~40份，潤(rùn)滑劑0.5~5份。上述配方組成的該軟聚氯乙烯塑料具有優(yōu)異的阻燃性，而且具有良好的抗低溫脆化特性，用其加工的電線卻仍然達(dá)不到C級(jí)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物及其制備方法，該P(yáng)VC車用薄壁電線組合物能滿足QC/T 730-2005標(biāo)準(zhǔn)C級(jí)（125℃級(jí)）電線性能要求。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：該125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物，其特征在于，由以下重量份的原料組成：共聚聚氯乙烯樹脂100份、改性劑3~12 份、復(fù)合增塑劑40~60份、穩(wěn)定劑8~13 份、抗氧劑1~4份、耐磨填充劑4~10 份、潤(rùn)滑劑1.0~5.0 份。
該125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物，其特征在于，由以下重量份的原料組成：共聚聚氯乙烯樹脂100份、改性劑5~8 份、復(fù)合增塑劑45~50份、穩(wěn)定劑8~12份、抗氧劑1.5~2份、耐磨填充劑5~8份、潤(rùn)滑劑1.6~2.0份。
優(yōu)選的，所述的共聚聚氯乙烯樹脂為氯乙烯和丙烯酸丁酯的接枝共聚物，其聚合度范圍為1150~1250，丙烯酸丁酯質(zhì)量百分比為6~8%；共聚聚氯乙烯樹脂的表觀密度為0.41~0.45g/cm3，增塑劑吸收量指標(biāo)為17~21g/100g樹脂。
優(yōu)選的，所述的復(fù)合增塑劑為偏苯三酸三辛酯、均苯四酸四辛酯和偏苯三酸三異癸酯的混合物。
優(yōu)選的，所述的復(fù)合增塑劑為偏苯三酸三辛酯（簡(jiǎn)稱TOTM）、均苯四酸四辛酯（簡(jiǎn)稱TOPM）和偏苯三酸三異癸酯按質(zhì)量比2~3：6~7：3~4的混合。
優(yōu)選的，所述的改性劑為氯化聚乙烯，穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn)定劑。
優(yōu)選的，所述的耐磨填充劑為比表面積60~80m2/g的氣相法二氧化硅。
優(yōu)選的，所述的抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑DLTP按重量比1:1混合的混合物。
優(yōu)選的，所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟和氧化聚乙烯蠟按重量比1：1~1.5的混合物。
以上任一項(xiàng)所述的一種125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
1）按重量比稱量共聚聚氯乙烯樹脂、復(fù)合增塑劑和穩(wěn)定劑，加入到高速混合機(jī)中，在高速混合機(jī)中攪拌并加熱，待增塑劑被聚氯乙烯完全吸收后，按重量比加入改性劑、 耐磨填充劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑，高速攪拌，攪拌溫度為 120℃~130℃，直至物料完全均勻，放料到低速混合機(jī)中混合、冷卻到40~45℃放出混配好的物料；
2）加工造粒：將配好的物料投入密煉機(jī)內(nèi)密煉， 密煉溫度140℃~150℃，待物料熔融均勻、塑化后，趁熱加入到錐形雙螺桿喂料機(jī)中，由喂料機(jī)均勻加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)溫度為150℃~180℃，喂料頻率為20~25Hz，雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速為40~80 r/min，機(jī)頭加140目過(guò)濾網(wǎng)，最后經(jīng)熱切粒、風(fēng)機(jī)送入料倉(cāng)，包裝即得。
對(duì)于本發(fā)明說(shuō)明如下：本發(fā)明高速擠出的125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物，所用的共聚聚氯乙烯樹脂為氯乙烯懸浮法接枝聚丙烯酸丁酯制備而成。與普通聚氯乙烯樹脂相比，不僅具有優(yōu)異的柔軟性能、耐低溫性能，還可使PVC的塑化加工流動(dòng)性能得以大幅提高。三種增塑劑按合理的比例協(xié)同配合，性能上的缺陷相互彌補(bǔ)，優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn)，滿足了本發(fā)明汽車薄壁線纜組合物的耐高溫、耐低溫、可高速生產(chǎn)的要求。在配方中添加適量的CPE135B可進(jìn)一步提高組合物的低溫柔軟性和絕緣性能，彌補(bǔ)組合物在阻燃方面的不足。在配方中添加適當(dāng)比例的氣相二氧化硅提高材料的耐刮磨性能，在配方中添加高效鈣鋅穩(wěn)定劑并與抗氧劑1010和DLTP協(xié)同使用，可防止PVC高溫降解，抗熱氧老化性能得以大幅提高，PE蠟和AC-316A復(fù)配使用保證材料具有良好的潤(rùn)滑加工性能，保證高速擠出的線纜具有良好的表面光潔度。
優(yōu)選的，共聚聚氯乙烯樹脂為為氯乙烯和丙烯酸丁酯的接枝共聚物，氯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物為兩個(gè)階段制備，第一階段制備具有核殼結(jié)構(gòu)的表面富含不飽和雙鍵活性接枝點(diǎn)的丙烯酸酯橡膠膠乳，第二階段將質(zhì)量分?jǐn)?shù)6~8%的此丙烯酸丁酯橡膠膠乳與質(zhì)量分?jǐn)?shù)92~94%氯乙烯進(jìn)行接枝共聚而成。
申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)：由于共聚聚氯乙烯樹脂與常規(guī)聚氯乙烯樹脂在微觀結(jié)構(gòu)上存在明顯區(qū)別，適用于常規(guī)聚氯乙烯樹脂的增塑劑的組成配比，卻無(wú)法直接用于共聚聚氯乙烯樹脂。通過(guò)研究，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)：采用了三元增塑劑體系，其中均苯四酸四辛酯具有良好的耐高溫析出性能，保證線纜經(jīng)150℃、240小時(shí)老化和125℃、3000小時(shí)長(zhǎng)期老化后仍保留良好的柔軟性能，但均苯四酸四辛酯的黏度較大，加入合適比例的偏苯三酸三辛酯后可提高組合物的加工流動(dòng)性能，又不使材料的耐高溫性能損失太多；配方設(shè)計(jì)中采用了合適比例的偏苯三酸三癸基酯，可保證配方具有更好的耐低溫性能。在偏苯三酸三辛酯、均苯四酸四辛酯和偏苯三酸三異癸酯按質(zhì)量比2~3：6~7：3~4的混合作為復(fù)合增塑劑時(shí)，其對(duì)于共聚聚氯乙烯樹脂的增塑效果最佳，并且增塑效果在老化試驗(yàn)中增塑效果表現(xiàn)持久。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)：而使用偏苯三酸三辛酯、均苯四酸四辛酯和偏苯三酸三異癸酯中的任意的一種或兩種時(shí)，卻均無(wú)法達(dá)到本發(fā)明復(fù)合增塑劑的增塑效果。汽車用薄壁絕緣低壓電線溫度特性的C級(jí)性能要求為：長(zhǎng)期使用溫度范圍-40℃~125℃，短期老化條件為150±2℃×240h。申請(qǐng)人通過(guò)性能測(cè)試證明，采用本發(fā)明技術(shù)方案制備獲得的PVC車用薄壁電線組合物可完全達(dá)到C級(jí)性能要求。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物及其制備方法所具有的有益效果是：
1、該125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物能滿足QC/T 730-2005標(biāo)準(zhǔn)C級(jí)（125℃級(jí)）電線性能要求。本發(fā)明組合物具有較寬的使用溫度范圍，能夠達(dá)到C級(jí)車用電線標(biāo)準(zhǔn)，并具有較好的柔韌性。申請(qǐng)人在本發(fā)明中使用共聚聚氯乙烯樹脂作為基礎(chǔ)樹脂，用于生產(chǎn)薄壁電線，并設(shè)計(jì)了配合共聚聚氯乙烯樹脂的最佳復(fù)合增塑劑的配方，從而使獲得的組合物中共聚聚氯乙烯樹脂的優(yōu)點(diǎn)得到最大的體現(xiàn)，并且材料還具有較高的低溫柔韌性能。采用本發(fā)明的組合物生產(chǎn)的薄壁電線，其使用溫度范圍寬，在低溫和高溫條件先均能保證較高的柔韌性。
2、該125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物具有較高的耐老化性能。申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了添加了共聚聚氯乙烯樹脂，抗氧劑1010和抗氧劑DLTP按重量比1:1混合配合，配合鈣鋅穩(wěn)定劑，可提高組合物在高溫條件下的耐老化性能，配合共聚聚氯乙烯樹脂，能夠獲得優(yōu)異的長(zhǎng)期耐高溫老化性能。該125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物中添加了聚乙烯蠟和氧化聚乙烯蠟按重量比1：1~1.5的混合物，在其加工擠出的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)高速擠出。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1~6是本發(fā)明的一種125℃級(jí)PVC車用薄壁電線組合物及其制備方法的具體實(shí)施方式。其中實(shí)施例1為最佳實(shí)施例。
表1 實(shí)施例的配比（以重量份計(jì)）
。
實(shí)施例1~6的制備方法采用如下步驟：
1）按重量比稱量共聚聚氯乙烯樹脂、復(fù)合增塑劑和穩(wěn)定劑，加入到高速混合機(jī)中，在高速混合機(jī)中攪拌并加熱，待增塑劑被聚氯乙烯完全吸收后，按重量比加入改性劑、 耐磨填充劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑，高速攪拌，攪拌溫度為 120℃~130℃，直至物料完全均勻，放料到低速混合機(jī)中混合、冷卻到40~45℃放出混配好的物料；
2）加工造粒：將配好的物料投入密煉機(jī)內(nèi)密煉， 密煉溫度140℃~150℃，待物料熔融均勻、塑化后，趁熱加入到錐形雙螺桿喂料機(jī)中，由喂料機(jī)均勻加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)溫度為150℃~180℃，喂料頻率為20~25Hz，主機(jī)轉(zhuǎn)速為40~80 r/min，機(jī)頭加140目過(guò)濾網(wǎng)，最后經(jīng)熱切粒、風(fēng)機(jī)送入料倉(cāng)，包裝即得。
對(duì)比例
對(duì)比例1～6為對(duì)比配方，對(duì)比配方的組分配比如表2所示。
表2對(duì)比例的配比（按重量份計(jì)）
。
對(duì)比例1~5的制備方法同實(shí)施例1~5。
性能測(cè)試
將實(shí)施例和對(duì)比例所獲得的組合物分別在Φ60單螺桿擠出機(jī)上擠出電線，擠出溫度為150~185℃，擠出速率為400米/分鐘，得到車用薄壁電線，性能測(cè)試結(jié)果錄入下表。
表3 實(shí)施例性能測(cè)試結(jié)果
。
表4 對(duì)比例的性能測(cè)試結(jié)果
。
從表中實(shí)施例和對(duì)比例的性能可看出，對(duì)比例中1~6的各個(gè)配方在150℃、240h老化數(shù)據(jù)和低溫纏繞性能、高速擠出效果三個(gè)指標(biāo)方面不能夠同時(shí)滿足要求。而實(shí)施例1~6在耐高溫老化、耐低溫纏繞和高速擠出三項(xiàng)指標(biāo)皆能滿足生產(chǎn)和使用要求，其性能可達(dá)到汽車用薄壁絕緣低壓電線溫度特性的C級(jí)性能要求。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。