碳酸鈣和煅燒粘土的協(xié)同增效摻合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電線和電纜。在一個方面中，本發(fā)明涉及用于電線和電纜的絕緣護套， 而在另一個方面中，本發(fā)明涉及提高用于電線和電纜的聚氯乙烯（PVC)絕緣材料的電阻。
【背景技術(shù)】
[0002] 包含塑化劑（石油基或生物基）和煅燒粘土填充劑的柔性PVC配方具有相對較差 的絕緣電阻。摻合組分典型地使得化合物性能接近單獨組分的平均性能。
[0003] USP7, 030, 179教示用于非電PVC應(yīng)用的碳酸鈣（CaC03)填充劑的最佳化。
[0004] USP4, 447, 569在PVC中的固定CaC03/高嶺粘土組合物的頂部使用含鉛組合物的 實例以表明以每一百份樹脂（phr)5.0份添加氧化鎂（MgO)明顯改良壬基苯酚鉛所賦予的 體積電阻率。其還教示當(dāng)堿式硅酸硫酸鉛絡(luò)合物（實例中的對照C和D)起初顯示極高體積 電阻率時，值在老化后快速下降。具有環(huán)氧基的壬基苯酚鉛（實例6到12)提供僅是50°C 下的值的三分之一但是75°C下的值的81 %的值。
[0005] USP4, 447, 569集中于烷基苯酚鉛在PVC電氣性能方面的獨特性并且在烷基苯酚 鉛不存在下包括單獨的CaC0#PCaC03/高嶺粘土摻合物作為對照，但其未提供與單獨使用 高嶺粘土作為填充劑的比較。
[0006] 使用含鉛成分存在環(huán)境問題。現(xiàn)商業(yè)關(guān)注的是環(huán)保的不含鉛配方，其表明增強的 電熱塑性、高抗熱、涂布尼龍（THHN)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在一個實施例中，本發(fā)明是含有生物塑化劑的PVC電線絕緣材料，所述生物塑化 劑通過使用CaC0 3和煅燒粘土的摻合物而協(xié)同改良。本發(fā)明表明，相比于單獨使用CaC03S 高嶺粘土作為對照，當(dāng)填充劑0 &〇)3與高嶺粘土結(jié)合使用時，含有生物塑化劑的PVC化合物 的電氣性能顯著改良。這是重要的，因為這一協(xié)同性能確保化合物可借助于增強的性能和 有利的成本而符合THHN電纜規(guī)格。
[0008] 在一個實施例中，本發(fā)明是無鉛組合物，其包含：
[0009] ⑷聚氯乙烯（PVC);
[0010] (B)生物塑化劑；
[0011] (C)碳酸鈣；以及
[0012] (D)煅燒粘土；
[0013] 組合物中的碳酸鈣和煅燒粘土的組合重量在1重量百分比到15重量百分比范圍 內(nèi)，并且碳酸鈣與煅燒粘土的重量比在15 : 85到85 : 15范圍內(nèi)。
[0014] 在一個實施例中，本發(fā)明是用于電線或電纜的絕緣護套，其由前述實施例中所描 述的無鉛組合物制成。
[0015] 在一個實施例中，本發(fā)明是包含前述實施例的絕緣護套的電線或電纜。
【具體實施方式】
[0016] 定義
[0017] 除非相反地陳述，從上下文暗示或本領(lǐng)域慣用的，否則所有份數(shù)和百分比都是按 重量計，并且所有測試方法都是到本發(fā)明的提交日為止的現(xiàn)行方法。出于美國專利實踐的 目的，任何參考專利、專利申請或公開案的內(nèi)容都以全文引用的方式并入（或其等效美國 版本如此以引用的方式并入），尤其在所屬領(lǐng)域中的定義（并未與本發(fā)明特定提供的任何 定義不一致的程度）和常識的公開方面。
[0018] 除非另外指明，否則本發(fā)明中的數(shù)值范圍是大致的，并且因此可以包括在所述范 圍外的值。數(shù)值范圍包括從下限值到上限值并且包括下限值和上限值、以一個單位遞增的 所有值，其限制條件是任何較低值和任何較高值之間存在至少兩個單位的間隔。舉例來說， 如果組成特性、物理特性或其它特性（如溫度）是從100到1，〇〇〇,那么明確列舉全部個別 值（如100、101、102等）和子范圍（如100到144、155到170、197到200等）。對于含有小 于一的值或含有大于一的分數(shù)（例如1. 1、1. 5等）的范圍，一個單位按需要被視為0. 0001、 0. 001、0. 01或0. 1。對于含有小于十的個位數(shù)的范圍（例如1到5)，典型地認為一個單位 是0. 1。這些僅是特別預(yù)定的實例，并且所列舉的最低值和最高值之間的數(shù)值的全部可能組 合將被視為明確陳述在本發(fā)明中。在本發(fā)明內(nèi)尤其提供關(guān)于碳酸鈣和煅燒粘土的相對量的 數(shù)值范圍。
[0019] "包含"、"包括"、"具有"以及類似術(shù)語意味著組合物、方法等不限于所公開的組分、 步驟等，而是相反地可以包括其它未公開的組分、步驟等。相比之下，術(shù)語"基本上由……組 成"從任何組合物、方法等的范圍排除除了對組合物、方法等的性能、可操作性等并非必需 的那些組分、步驟等之外的任何其它組分、步驟等。術(shù)語"由……組成"從組合物、方法等排 除并未具體公開的任何組分、步驟等。除非另外說明，否則術(shù)語"或"是指單獨以及呈任何 組合形式的所公開的成員。
[0020] "電纜"和"電力電纜"以及類似術(shù)語意味著保護性夾套或護套內(nèi)的至少一個導(dǎo) 電線或光纖。典型地電纜是典型地在常見保護性夾套或護套中粘結(jié)在一起的兩個或更多 個電線或光纖。單獨的電線或光纖可以是裸露的、包覆的或絕緣的。組合電纜可以含有電 線和光纖兩者。電纜等可以經(jīng)設(shè)計用于低壓、中壓或高壓應(yīng)用。典型電纜設(shè)計說明于USP 5, 246, 783、6, 496, 629 和 6, 714, 707 中。
[0021] 聚氯乙烯樹脂
[0022] 本發(fā)明組合物的聚氯乙烯樹脂（也稱為氯乙烯聚合物）組分是固體高分子量聚 合物，其可以是具有一或多個額外共聚單體的共聚合單元的聚氯乙烯均聚物或氯乙烯共聚 物。PVC均聚物的市售實例是可購自歐西乙烯LP(0xyVinyls，LP)的氧基乙烯基240F。當(dāng) 存在時，共聚單體將典型地占共聚物的至多20重量百分比。適合的共聚單體的實例包括 C2-C6烯烴，例如乙烯和丙烯；直鏈或支鏈C2-C4羧酸的乙烯酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和 2-乙基己酸乙烯酯；乙烯基鹵化物，例如氟乙烯、偏二氟乙烯或偏氯乙烯；乙烯醚，如乙烯 基甲基醚和丁基乙烯基醚；乙烯基吡啶；不飽和酸，例如馬來酸、富馬酸、甲基丙烯酸和其 與(；-(；。單醇或二醇的單酯或二酯；馬來酸酐、馬來酸酰亞胺以及使用芳香族、環(huán)脂肪族和 任選地支鏈脂肪族取代基的馬來酸酰亞胺的N-取代產(chǎn)物；丙烯腈和苯乙烯。氯乙烯的接枝 共聚物也適用于組合物中。舉例來說，用氯乙烯接枝的乙烯共聚物（如乙烯乙酸乙烯酯） 和乙烯共聚物彈性體（如EPDM(包含乙烯、丙烯和二烯的共聚合單元的共聚物）和EPR(包 含乙烯和丙烯的共聚合單元的共聚物））可以用作氯乙烯聚合物組分。
[0023] 所述組合物將典型地包括按組合物的總重量計20重量百分比到80重量百分比聚 氯乙烯樹脂。這包括其中組合物包括按組合物的總重量計25重量百分比到75重量百分比 聚氯乙烯樹脂的實施例，并且進一步包括其中組合物包括按組合物的總重量計30重量百 分比到60重量百分比氯乙烯樹脂的實施例。
[0024] 熱塑性彈性體
[0025] 所述組合物任選地包括可以用作抗沖擊改性劑的一或多種熱塑性彈性體。如果組 合物意圖用于需要顯著柔性的應(yīng)用中，那么包括此類彈性體可能是合乎需要的。"彈性體" 是橡膠類聚合物，其可以拉伸到其原始長度的至少兩倍，并且當(dāng)產(chǎn)生拉伸的力被釋放時，其 極其快速地收縮到大致其原始長