一种耐腐蚀聚氯乙烯线缆及其制备工艺的制作方法

本发明涉及聚氯乙烯线缆，具体涉及一种耐腐蚀聚氯乙烯线缆及其制备工艺。

背景技术：

1、聚氯乙烯因具有强度高、耐腐蚀、绝缘性好和价格低廉等特点，被广泛应用于家具建材等领域，其中户外用聚氯乙烯材料占据了聚氯乙烯总用量的一半以上。受合成工艺和条件的影响，聚氯乙烯主链上往往存在结构缺陷，长期受到太阳光照射下，这些缺陷结构易成为其光老化反应的活性中心，使其容易发生光降解。而且，聚氯乙烯由于含有极性的碳-氯键，分子链段极性很大，使得其具有很大的脆性，在加工应用中，尤其在用作结构材料时，缺口韧性差会造成很大的安全隐患；另外聚氯乙烯由于自身化学机构的原因不能承受较高的温度，容易分解，耐温性也不足，不能使用在温度较高的场合，宏观来看，聚氯乙烯制品长期在户外使用时，会发生表面变色、力学性能下降和开裂粉化等现象。

2、如中国专利号cn201610913831.7公开的一种耐油耐寒磨砂雾面聚氯乙烯线缆材料，该发明专利采用干干混原理，在室温下让丁腈橡胶与聚氯乙烯预先共混，保证在同一温度下丁腈橡胶不发生颗粒的不良现象，该发明可以取代聚烯烃改性及丁腈橡胶为主的橡塑材料，且加工工艺简单，但是该发明制备的氯乙烯线缆性能较差，不具有较好的耐腐蚀性能和热稳定性，需要对氯乙烯线缆的制备工艺进行进一步改进。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种耐腐蚀聚氯乙烯线缆及其制备工艺，旨在能够使制备出的聚氯乙烯线缆在具有较好耐腐蚀性能的基础上，还能够具有较好的热稳定性和力学性能。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种耐腐蚀聚氯乙烯线缆的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：

6、s1、称取1-2重量份十二烷基磺酸钠和50重量份去离子水进行混合，升温至60℃后以600-800r/min的搅拌速度搅拌30min，接着加入18-22重量份硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛，并在23-26khz的频率下超声分散30min，所得记作纳米二氧化钛悬浊液；

7、s2、将1500重量份去离子水、4-5重量份聚乙烯醇和1.5重量份过氧化二碳酸二辛酯加入反应釜内，搅拌10min后加入1500重量份氯乙烯单体、30重量份s1中的纳米二氧化钛悬浊液和0.75重量份碳酸氢氨，常温条件下搅拌20-30min后升温至80℃并保温反应5-6h，反应结束后加入4重量份丙酮缩氨基硫脲继续保温5min，通入氮气后进行出料，干燥后所得记作纳米二氧化钛改性聚氯乙烯；

8、s3、称取30-35重量份丙烯酸丁酯、1重量份十二烷基硫酸钠和50-60重量份去离子水进行混合，高速搅拌制成预乳液；称取60-70重量份去离子水和3重量份十二烷基硫酸钠加入装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的烧瓶中，再加入10重量份丙烯酸丁酯，水浴加热至72℃后加入0.5重量份过硫酸钾，反应100min后加入20重量份丙烯酸丁酯，接着滴加预乳液，滴加完成后加入30重量份甲基丙烯酸甲酯和0.5重量份过硫酸钾，反应2h后自然冷却至室温，最后置于冰箱中冷冻破乳，析出水溶液后再在常温下干燥，粉化后所得粉末记作聚丙烯酸酯组分；

9、s4、称取100重量份s2中的纳米二氧化钛改性聚氯乙烯倒入高速搅拌机内，加入8-10重量份s3中的聚丙烯酸酯组分和3-4重量份硫醇甲基锡后进行预混合，接着加入4-5重量份改性水滑石后和1-2重量份助剂组分后加热到180℃混炼5-8min，所得记作耐腐蚀聚氯乙烯组分；

10、s5、将s4中的耐腐蚀聚氯乙烯组分通过挤出机挤出包裹在金属导丝的表面，所得即为耐腐蚀聚氯乙烯线缆。

11、更进一步地，所述s1中硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛的制备方法为：将纳米二氧化钛置于120℃的烘箱内烘干12h，接着将其分散在重量为其20倍的甲苯中，升温至70℃后加入重量和纳米二氧化钛相同的硅烷偶联剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌30min后进行过滤，再使用酒精对过滤后沉淀进行抽提12h，置于65℃的条件下干燥3-5h后所得即为硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛。

12、更进一步地，所述s2中的搅拌速度为400-600r/min。

13、更进一步地，所述s2中的丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯加入前需要进行洗涤和干燥，具体方法为：先使用浓度为10%的氢氧化钠溶液进行洗涤，再使用去离子水洗涤至中性，最后加入无水氯化钙干燥。

14、更进一步地，所述s2中高速搅拌的搅拌速度为1000-1200r/min，搅拌时间为15-20min。

15、更进一步地，所述s4中改性水滑石的制备方法包括以下步骤：

16、步骤1、称取5-8重量份六水合氯化镁、3-5重量份氯化锌、6-7重量份六水合氯化铝和50重量份去离子水进行混合，以500-600r/min的搅拌速度搅拌10min后所得记作第一混合组分，称取3-5重量份氢氧化钠和1-2重量份碳酸钠溶于50重量份去离子水中，以600-800r/min的搅拌速度搅拌10min后所得记作第二混合组分；

17、步骤2、将步骤1中的第一混合组分和二混合组分滴加到50℃油浴条件下的烧瓶内，滴加完成后使用氢氧化钠溶液调节ph值至11，保温30min后离心得到沉淀物；

18、步骤3、将步骤2中的沉淀物分散到重量为其5倍的去离子水中，接着转移至水热反应釜中，并在120℃的水热温度下反应24h，自然冷却至室温后进行抽滤，置于60℃的烘箱内干燥3-5h后所得记作锌镁铝水滑石；

19、步骤4、将15重量份步骤3中的锌镁铝水滑石分散在100重量份去离子水中，超声分散5min后在90℃的温度条件下搅拌2h，加入6-8重量份磷酸二氢钠水溶液，滴入稀硝酸溶液调节ph值至4后在98℃的温度条件下搅拌回流12h，自然冷却至常温后置于60℃的温度条件下干燥12h，所得即为改性水滑石。

20、更进一步地，所述步骤2中氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l，且步骤4中磷酸二氢钠水溶液的浓度也为1mol/l。

21、更进一步地，所述s4中的助剂组分为硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡和抗氧剂1010按照2：1：1：1的重量比混合制得。

22、更进一步地，所述金属导丝为铜丝。

23、一种耐腐蚀聚氯乙烯线缆，所述耐腐蚀聚氯乙烯线缆的原料组分包括：十二烷基磺酸钠、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂、甲苯、聚乙烯醇、过氧化二碳酸二辛酯、氯乙烯单体、碳酸氢氨、丙酮缩氨基硫脲、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾、甲基丙烯酸甲酯、硫醇甲基锡、六水合氯化镁、氯化锌、六水合氯化铝、氢氧化钠、碳酸钠、浓度为1mol/l的氢氧化钠溶液、浓度为1mol/l的磷酸二氢钠水溶液、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡和抗氧剂1010。

24、有益效果

25、本发明提供了一种耐腐蚀聚氯乙烯线缆及其制备工艺，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：

26、本发明通过原位聚合的方法将纳米二氧化钛添加到聚氯乙烯中，能够改善聚氯乙烯线缆的抗紫外老化性能，并且能够在一定程度上改善聚氯乙烯线缆的热稳定性和力学性能，在将纳米二氧化钛添加到聚氯乙烯中前，使用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行表面改性，能够使纳米二氧化钛的表面包覆有机分子，从而提高纳米二氧化钛在聚氯乙烯中的分散均匀程度；其次，本发明以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为单体通过种子乳液聚合的方法制成聚丙烯酸酯组分，再将聚丙烯酸酯组分通过熔融共混的方式加入到聚氯乙烯中，能够改善氯乙烯的抗冲击性能和拉伸性能；最后，通过改性水滑石的加入，能够使改性水滑石中的碳酸根离子与聚氯乙烯降解产生的氯化氢发生反应，从而加强聚氯乙烯的长期热稳定性，而且，本发明制备的聚氯乙烯线缆也具有较好的耐腐蚀性能，能够更好的应用于线缆市场。