汽车用PVC_热塑性聚氨酯交联电缆料的研制_孙春英

Development of crosslinked PVC / thermoplastic polyurethane cable compounds for automobiles
SUN Chunying1，2 ，QIU Ｒuchen1 ，SUN Xiaoai3 （ 1． C ollege of C hemical Engineering，Q ingdao U niversity of Science ＆ T echnology，Q ingdao 266042，C hina；
（ 5） 200 ℃ 热稳定时间按照 GB / T 8815—2008 《电线电缆用软聚氯乙烯塑料》检测。
（ 6） 冲击脆化温度按照 GB / T 5470—2008《塑 料 冲击法脆化温度的测定》检测。
（ 7） 耐磨性的测试方法： 将材料压成 3 mm 薄 片，称取质量，精确到 0． 000 1 g，将薄片固定在耐磨 测试仪上进行一定次数的刮磨，取下片材称重，刮磨 前后薄片的质量差（ 即磨损量） 可用来评价材料的 耐磨性，磨损量越小表明材料的耐磨性越好。
项目 20 ℃ 体积电阻率 / （ Ω·m） 200 ℃ 热稳定时间 / min 拉伸强度 / M Pa 断裂伸长率 /% 老化后拉伸强度变化率 /% 老化后断裂伸长率变化率 /% 冲击脆化温度 /℃
指标 ≥1 × 1012
≥100 ≥16 ≥220 ± 20 ± 20 ≤ － 30
测试标准 GB / T 1410—2006 GB / T 8815—2008 GB / T 1040—2006 GB / T 1040—2006 GB / T 8815—2008 GB / T 8815—2008 GB / T 5470—2008
热塑性聚氨酯（ TPU ） 是一种性能极好的弹性 体，具有优良的耐酸碱性、耐油性和力学性能，并且使 用温度范围大，可作为 PVC 材料的增韧剂或改性 剂［1］。T PU 还能提高 PVC 材料的加工流动性，起到 增塑效果［2］。但由于 T PU 价格较贵，且阻燃性较差，
其应用受到限制。PVC 的牌号多，应用广，成本低， 是一种重要的通用塑料。TPU 与 PVC 共混，能有效 降低 TPU 的成本，提高性能，扩大其应用范围； 另一 方面，TPU 的 加 入 能 有 效 改 善 PVC 的 耐 低 温 性 能［3］。目前，T PU 与 PVC 共混研究的报道较多，但
（ 2） 不加热的情况下，按步骤 （ 1 ） 制得的 PVC 干混料与 T PU 在高速混合机中混合 5 min 后放料。 1． 5 制样工艺
将混合好的物料在 140 ℃ 用平行双螺杆挤出机 造粒，然后在双辊开炼机中于 145 ℃ 低温开片，得到 的片材于 180 ℃ 在热模压机中压片，让片材充分交 联，最后按标准要求制成样条或样片，测试其性能。
高低速混合机，SＲ L － Z ，张家港市万塑机械有 限公司； 微机控制电子万能试验机，W PW － 20C ，上 海华龙测试仪器公司； 热模压机，IDT5 － 37A，日本 安田精制会社； 双辊开炼机，上海橡胶机械厂； 冲模 机，意大利 C EAST 公司； 耐磨测试仪，M Z － 4602， 江 苏 明 珠 实 验 仪 器 有 限 公 司； 热 延 伸 测 试 仪， KT Ｒ 010，苏州凯特尔仪器设备有限公司； 平行双螺 杆挤出机，Φ 36，南京杰亚塑料挤出装备有限公司。 1． 3 试验方法及标准
2 结果与讨论
2． 1 技术指标
根据汽车用电缆料的相关标准，制定了 PVC / T PU 交联电缆料的技术指标，见表 1。
表 1 PVC / TPU 交联电缆料的技术指标 Table 1 Technical indexes of
crosslinked PVC / TPU cable materials
（ 8） 体积电阻率按照 GB / T 1410—2006《固体
绝缘材料体积电阻率 和 表 面 电 阻 率 试 验 方 法》测 试。 1． 4 混料工艺
（ 1） 将引发剂、PVC 、稳定剂等原料加入到高速 混合机中，高速搅拌，当物料温度为 120 ℃ 时，将物 料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至 50 ℃ 左右 时出料。
（ 3） 邵氏 A 硬度按照 GB / T 2411—1998《塑料 和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度（ 邵氏硬度） 》 检测。
（ 4） 热延伸性能按照 GB / T 2951． 21—2008《电 缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第 21 部 分： 弹性体混合料专用试验方法—耐臭氧试验—热 延伸试验—浸 矿 物 油 试 验 》检 测，热 延 伸 率 为 加 热 后试样的长度与原始长度之比。
* ［收稿日期］2014 － 01 － 10 ［作者简介］ 孙春英（ 1979—） ，女，工程师，2001 年毕业于山东理工大学化工学院，从事橡胶、塑料制品的研发生产工
作，目前在青岛科技大学读研究生。
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第5 期
孙春英等： 汽车用 PVC / 热塑性聚氨酯交联电缆料的研制
材料与性能
共混交联研究的报道较少。笔者通过研究增塑剂、引 发剂及 TPU 的用量对 PVC / TPU 交联材料性能的影 响，成功开发出了 PVC / TPU 软质交联电缆料。
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ห้องสมุดไป่ตู้
材料与性能
聚氯乙烯
2014 年
入到 PVC 大分子中，削弱了 PVC 分子间的作用力， 从而在宏观上表现为硬度和拉伸强度的降低； 而
T O T M 削弱了 PVC 分子间作用力，增加了体系的 柔韧性，在受外力时体系表现出更好的延伸性，宏观
上表现为断裂伸长率增加。
表 2 TOTM 用量对 PVC / TPU 体系硬度、力学性能的影响 Table 2 Effects of TOTM content on the hardness and
第 42 卷 第 5 期 2014 年 5 月
【材料与性能】
聚氯乙烯 Polyvinyl Chloride
Vol． 42，No． 5 May，2014
汽车用 PVC / 热塑性聚氨酯交联电缆料的研制
孙春英1，2* ，仇汝臣1 ，孙晓爱3 ( 1． 青岛科技大学化工学院，山东 青岛 266042; 2． 山东济海医疗科技股份有限公司，山东 淄博 255000; 3． 山东蓝星东大化工有限责任公司，山东 淄博 255028)
（ 1 ） 拉 伸 强 度、断 裂 伸 长 率 按 GB / T 1040— 2006《塑料 拉伸 性 能 的 测 定》检 测，拉 伸 速 度 为 250 mm / min。
（ 2） 热老化性能按 Q C / T 730—2005《汽车用薄 壁绝缘低压电线》检测，老化条件为 150 ℃ 、240 h。
2． Shandong Jihai M edical T echnology C o ． ，Ltd． ，Z ibo 255000，C hina； 3． Shandong Bluestar Dongda C hemical Industry C o ． ，Ltd． ，Z ibo 255028，C hina）
Key words： PVC ； polyurethane； thermoplastic material； crosslinking； cable compound Abstract： The effects of plasticizing agent content，initiator content，auxiliary crosslinking agent content，and thermoplastic polyurethane （ TPU ） content on the hardness，mechanical properties and thermal elongation of PVC / TPU system w ere studied in order to formulate cable compounds for automobiles． The w ear resistance and aging resistance of PVC / TPU system w ere investigated． The results show ed that： ① In the presence of auxiliary crosslinking agent TAIC ，the initiator DCP can initiate the crosslinking reaction of PVC / TPU system，and the degree of crosslinking increased w ith the increase in DCP and TPU content． ② The optimal formula of crosslinked PVC / TPU cable compounds is as follow s： PVC 100，calcium zinc stabilizer 8，TO TM 50，TAIC 3，DCP 0． 2，TPU 30，antioxidant 0． 8 parts and proper other additives． Q ualified cable compounds for automobiles can be produced according to the formula．
［关键词］ PVC ； 聚氨酯； 热塑性材料； 交联； 电缆料 ［摘 要］ 以汽车用电缆料为试验目标，研究了增塑剂、引发剂、助交联剂、热塑性聚氨酯 （ T PU ） 的用量对 PVC / T PU 体系硬度、力学性能、热延伸率的影响，并考察了其耐磨性能和耐老化性能。结果表明： ①在助交联剂 T AIC 存在下，引发剂 DC P 可引发 PVC / T PU 体系的交联反应，并且随着 DC P、T PU 用量的增加，交联度增大。② PVC / T PU 交联电缆料的优化配方为： PVC 100 份，钙锌稳定剂 8 份，T O T M 50 份，T AIC 3 份，DC P 0． 2 份，T PU 30 份，抗氧剂 0． 8 份，其他助剂适量； 采用该配方能生产出合格的汽车用电缆料。 ［中图分类号］ T Q 325． 3 ［文献标志码］ B ［文章编号］1009 － 7937（ 2014） 05 － 0020 － 05