CPE橡胶配合剂的配方研究.doc

根据国际电工技术委员会( IEC) 标准IEC245的要求,电缆制造企业在生产户外耐候型橡套电缆(245IEC2YZW、245IEC2YCW) 时,常采用氯丁橡胶作护套原材料。由于氯丁橡胶价格昂贵、加工性能差(容易在开炼机上粘辊) ,并且容易出现硫化焦烧现象,使得电缆制造商的生产一直受到困扰。CPE 一直用于塑料改性材料,而作为弹性体使用仅在20 世纪80 年代后才得到应用与发展,但并未应用到电线电缆行业中。研究表明:通过对CPE橡胶配合剂的配方研究,发现CPE 弹性体在以DCP 为硫化剂、炭黑为补强剂,并配以适量的软化剂,所得的硫化胶完全能满足橡套电缆IEC245 标准的要求,性能优良。1 氯化聚乙烯的物理与化学性质氯化聚乙烯是一种不含双键的弹性体，根据CPE 的分子量、含氯量以及结晶度的不同,可得到不同物性的品种。含氯质量分数低于15 %时CPE 为塑料;当含氯质量分数为25 %40 %时, CPE 呈弹性体状态, 特别是含氯量为35 %左右时,分子链中结晶态完全消失,最适合作橡胶材料使用。由于CPE 分子链中不含双键,因而具有较好的耐热性和耐老化性。此外,CPE 分子中的氯元素决定了CPE 具有较好的耐油性和阻燃性。以上性质能满足橡套 电缆护套材料的要求。2 补强填充体系CPE 在不加任何补强剂的条件下抗张强度很低,无法满足橡套电缆护套性能要求,必须用炭黑补强。炭黑对CPE 硫化胶性能影响见表1 。表1 炭黑对CPE 硫化胶性能影响性能指标炭黑用量/份05102030405060硫化胶原是机械物理性能1.5 2.22.84.0 5.4 6.26.87.210%定伸应力/MPa6.510.814.216.418.219.820.421.6拉伸强度/ MPa600585560530510505470380拉断伸长率/ %5253546062657182拉伸强度/ MPa7.011.515.418.420.121.222.523.4拉断伸长率/ %5154954854604354254103652楼 wangqin750 发表于：2008-1-14 9:57:401) 基本配方:CPE 100 ,MgO 10 ,DOP 20 ,DCP 4. 0 ,TAIC 3. 0 。 由表1 可知,加入510 份半补强炭黑,能使CPE 硫化胶抗张强度迅速上升;随着炭黑用量的增加,硫化胶的拉伸强度、邵氏硬度也随之增大,而扯断伸长率逐渐变小;当炭黑用量达到4050份时,硫化胶的定伸应力、抗张强度、扯断伸长率都可达到理想效果;当炭黑用量达到60 份时,混合硫化胶硬度增加较大。在工业生产中,为降低生产成本可加入碳酸钙和滑石粉作填充剂。碳酸钙和滑石粉本身不具备补强作用,但加入适量的碳酸钙可提高混合胶挤出效果,增加产品表面光洁度。3 软化体系CPE 弹性体的门尼粘度大,混合胶可塑性非常低,威氏粘度只有0. 050. 10 ,无法满足电缆生产工艺要求,所以,配方中必须添加增塑剂,提高混合胶的流动性能,适合挤出。CPE 常用的增塑剂有葵二酸二辛酯(DOS) 和邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 。表2为二种增塑剂性能比较, 它们对CPE 混合胶性能影响见表3。从表2 与表3 可看出,以DOS 为软化剂,混合胶门尼粘度低、挤出速度快、伸长率大、低温性能优越,因而DOS 软化效果要好;而DOP 抗迁移性好。表2 DOP 与DOS 性能对比性能指标增塑剂名称DOPDOS外观透明油状液体透明油状液体 闪点/190210耐低温性能良优抗迁移性能优良 表3 DOP 与DOS 对CPE 混合胶性能影响性能指标DOPDOS门尼实验(MS ,121 )门尼粘度焦烧时间(t 5) / min挤出性能(D65 挤出机)挤出速度/ (cm3.min - 1)硫化胶机械物理性能(165 ?2 min)300 %定伸应力/ MPa拉伸强度/ MPa拉断伸长率/ %邵A 硬度耐寒性( TR10) 39. 0245433. 316. 048062- 2229. 5305542. 913. 955063- 191) 基本配方:CPE 100 ,DCP 45 ,TAIC 25 ,炭黑40 ,填充剂50 ,增塑剂35 。4 防老剂CPE 属饱和结构的聚合物,具有良好的耐热老化