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基礎入門


        PVC電纜料是以聚氯乙烯為基礎樹脂,添加穩定劑、增塑劑、潤滑劑以及碳酸鈣等無機填充物等,經過混配捏合擠出而制備的粒子。


01

PVC樹脂的選擇

        PVC分子量越高,制品的拉伸強度、沖擊強度、彈性模量越高,但熔體的流動性與可塑性下降,耐熱耐寒性越好,加工溫度越高。

        電纜料一般要求分子量高,且吸收增塑劑容易,常選用懸浮法疏松型、純度高、雜質少、魚眼少低型號PVC樹脂。一般選用SG-1或SG-2,但目前這兩種樹脂偏少,所以很多電纜料采用SG-3型。高級電絕緣材料應選用SG-1型樹脂,一般電絕緣材料可選用SG-2、3型。耐熱級要求高的電纜料,要選用SG-1型。


02

增塑劑的選擇

        增塑劑的主要作用是降低聚合物的熔融溫度和熔體粘度,進而降低聚合物的加工溫度,賦予聚合物制品以柔軟性和耐低溫性能。但增塑劑的加入會使絕緣性能降低。

        增塑劑的揮發性及耐熱性優劣順序如下:TOTM  > DTDP > DUP > DIDP >DINP > DOTP > DOP。

        a.  PVC電纜中增塑劑含量一般在 50~60PHR。通常選用耐熱性和電絕緣性較好的品種,如DOP,它具有優良的綜合性能,增塑效率高、揮發性小、耐寒性和電性能等良好,是理想的主增塑劑。但DOP單獨使用難滿足絕緣料電絕緣能性的要求。DOTP與DOP性能相近,但耐寒性、耐熱穩定性和電絕緣性都好于DOP(比DOP高約18倍)。因此,需將DOP與DOTP增塑劑配合使用,可獲得所需性能的絕緣料。

        b.  電絕緣性高的電纜料,主增塑劑可選用磷酸酯,通用級則可選用苯二酸酯作主增塑劑。氯化石蠟可提高電絕緣性。脂肪酸酯、環氧增塑劑都可改善電纜料的耐低溫性能,且后者耐氣候性也很好。

        c.  耐溫70℃的電纜料,可使用鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)或鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)等增塑劑;耐溫90℃的電纜料,應使用鄰苯二甲酸雙十一酯、鄰苯二甲酸雙十三酯;耐高溫105℃的電纜料,則應選用具有更高耐熱性的增塑劑,如偏苯三酸三辛酯(TOTM)。

        d.  增塑劑的酸值對電纜料的電絕緣性、耐熱性有影響,應選擇酸值較小的增塑劑。

        e.  增塑劑的分子量、閃點對電纜料的加熱損失有影響,應選擇閃點較高、分子量較大的增塑劑,如鄰苯二甲酸二丁酯與鄰苯二甲酸二辛酯比較,己二酸二辛酯與癸二酸二辛酯比較,前者分子量小,閃點低,故加熱損失也較大。

        f.  考慮增塑效率,應選用增塑效率較高的增塑劑,可以減少配方中增塑劑用量。增塑劑用量與絕緣性能有關,減少增塑劑量有利于提高絕緣性能。


03

穩定劑的選擇

        穩定劑鹽基型鉛鹽作主穩定劑,一般選用多種穩定劑配合使用,發揮協同作用,以提高熱穩定性。

        三鹽基性硫酸鉛、二鹽基性亞磷酸鉛并用,可兼顧熱、光穩定性;耐高溫電纜主穩定劑采用耐熱性好的二鹽基性苯二甲酸鉛;目前復合鉛穩定劑在PVC電纜料中也有了廣泛的應用,添加量在4~6PHR;環保類電纜料中多使用鈣/鋅復合穩定劑。


04

阻燃劑的選擇

        PVC電纜料中加入的增塑劑不同,電纜料的阻燃性和發煙性將會有所不同。增塑劑含量增加時,PVC的氧指數降低,對于不同的增塑劑,下降的快慢程度基本一致,因此,需要在配方中添加一定量的阻燃劑。研究發現:隨著阻燃劑用量的增加,PVC電纜料的阻燃性能會有明顯提高。

        (1)加入滑石和陶土作為填充劑時,氧指數提高1到2倍,但是電纜料的燃燒速度也會加倍,最大減光系數不變。

        (2)加入Al(OH)3作為填充劑,燃燒速度增加50%,氧指數增加,最大減光系數下降,所以它對發煙量抑制的效果較好。

        (3)加入CaCO3填充劑,隨著加入量的增加,PVC電纜料的氧指數下降,且最大減光系數也下降,所以加入CaCO3的量不能太多,否則會影響到電纜料的阻燃抑煙效果。但是CaCO3可以作為HCl氣體的捕獲劑,具有非常顯著的效果。


05

潤滑劑的選擇

        由于有較大量的增塑劑,所以對內潤滑劑的要求不是很高。潤滑劑主要是提高電纜料的表面光亮度。

        常選用金屬皂類、硬脂酸及石蠟等,加入量為1PHR左右。


06

填充劑的選擇

        電纜料中加入填料可以提高電絕緣性能、耐熱性能和降低成本,但用量過多會造成成型性及電纜料性能下降。

        為提高絕緣性,在絕緣級電纜料中可選用煅燒陶土(電用級)為填充劑;護套(層)級電纜料可選用碳酸鈣為填充劑。


配方設計要點


        ? 1、對于一般護套級PVC電纜料,增塑劑用量為 0~60PHR,穩定劑 6~8PHR,潤滑劑 1.5~2PHR,填充劑 10~20PHR。增塑效率差的增塑劑,用量應多些;填充料用量大時,增塑劑、潤滑劑用量可大些;使用非活性填充劑時,增塑劑、潤滑劑用量宜大些;護套級電纜料一般要加入5PHR左右的耐寒增塑劑;

        ? 2、對于一般絕緣級電纜料,增塑劑用量為 40~50PHR,穩定劑 6~8PHR,潤滑劑l~1.5PHR,填充劑 10PHR左右;增塑劑、潤滑劑用法參照護套級電纜料;

        ? 3、揮發性大的DBP這類增塑劑不能用于電纜料;

        ? 4、耐高溫電纜料除了要選用耐高溫增塑劑外,還應增加穩定劑用量,添加 0.3~0.5PHR的抗氧劑;

        ? 5、對于絕緣性能要求高的電纜料,應選用煅燒陶土這類填充劑,高分子聚臺物增塑劑的增塑效率較差,制定配方時應酌情增加增塑劑用量;

        ? 6、制定透明電纜料配方時,應選用和樹脂相容性好的增塑劑,直選用有機錫等透明穩定劑,并嚴格控制潤滑劑的添加量;

        ? 7、設計阻燃電纜料配方時,應選用復合阻燃體系為宜;

        ? 8、制定高聚合度電纜料配方時,應選用復合加工改性劑,提高其加工性能;

        ? 9、制定非遷移電纜料配方時、應選擇聚酯類或高分子聚合物類增塑劑;

        ? 10、選用復臺穩定劑時,其用量較三鹽等穩定劑略多些;

        ? 11、在保證電纜料加工及使用正常的條件下,要盡量減少穩定劑用量,防止其用量過多而產生“填料效應”。

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PVC電纜用料及配方設計

創建時間:2018-07-02

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