PVC电缆料配方设计与实例.doc

PVC电缆料配方设计与实例摘要：PVC电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。PVC电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大PVC电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。PVC电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大。因此，一般主要用作低压（1KV）和中高压（610KV）电缆的绝缘层。PVC塑料由于具有难燃、耐油、耐电晕、耐化学腐蚀和良好的耐水性能，因此还广泛用作电线电缆的护层材料。利用添加特种性能助剂或改性剂，可以分别制造出耐热型（105）、耐寒型、耐油型、难燃型、特软型和无毒型的PVC电缆料，以满足特殊电线电缆产品的需要。 电缆料在PVC配方中属于性能要求较高的品种，特别是电绝缘性、耐低温性和耐老化性等都有一定要求。配方设计时必须考虑这些特殊的要求。 PVC电缆料可分为护层级和绝缘级两种。护层级要求耐热性好，而绝缘级则要求绝缘性好。 各组分选择的要点如下： 1、PVC树脂：要求分子量高，而且吸收增塑剂容易，因此选用悬浮法疏松型PVC树脂。另外，还应选用纯度高的、杂质少的、鱼眼少的低型号树脂，一般选用SG-1或SG-2，目前一些厂家也有选择SG-5型的树脂的，但原则上不提倡。高级电绝缘材料应选用SG-1型树脂，一般电绝缘材料可选用SG-2型。耐热级要求高的电缆料，更要选用SG-1型。 2、增塑剂：增塑剂含量一般在50PHR左右，最高高达60PHR。通常选用耐热性和电绝缘性较好的品种，如DOP，为改善耐寒性可添加DOS、DOA，为提高耐热性可添加偏苯三酸三辛酯。几种增塑剂复合使用往往效果好，实际电缆料配方中一般增塑剂都是复合使用的。 电绝缘性高的电缆料，主增塑剂可选用磷酸酯，通用级则可选用苯二酸酯作主增塑剂。氯化石蜡可提高电绝缘性。脂肪酸酯、环氧增塑剂都可改善电缆料的耐低温性能，且后者耐气候性也很好。 增塑剂的耐挥发性能和耐热性是决定电缆料的耐高温性能的关键。对于耐温70的电缆料，可使用邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）或邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）等增塑剂。对于耐温90的电缆料，应使用邻苯二甲酸双十一酯、邻苯二甲酸双十三酯。耐高温105的电缆料，则应选用具有更高耐热性的增塑剂，如偏苯三酸三辛酯（TOTM）。 增塑剂的酸值对电缆料的电绝缘性、耐热性有影响，应选择酸值较小的增塑剂。增塑剂的分子量、闪点对电缆料的加热损失有影响，应选择闪点较高、分子量较大的增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯与邻苯二甲酸二辛酯比较，己二酸二辛酯与癸二酸二辛酯比较，前者分子量小，闪点低，故加热损失也较大。 选用增塑剂时还应考虑其增塑效率。选用增塑效率较高的增塑剂，可以减少配方中增塑剂用量。增塑剂用量与绝缘性能有关，减少增塑剂量有利于提高绝缘性能。 3、稳定剂盐基性铅盐作主稳定剂，一般选用多种稳定剂配合使用，发挥协同作用，以提高热稳定性。三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅并用，可兼顾热、光稳定性。耐高温电缆主稳定剂采用耐热性好的二盐基性苯二甲酸铅。国外配方大多是无铅、无镉的，以防止铅、镉中毒。目前复合铅稳定剂在PVC电缆料中也有了广泛的应用，添加量在46PHR。环保类电缆料中多使用钙/锌复合稳定剂。在配方中添加抗氧剂，可以抑制PVC的热氧化降解。抗氧剂可以选用双酚A。 4、润滑剂：由于有较大量的增塑剂，所以对内润滑剂的要求不是很高。润滑剂主要是提高电缆料的表面光亮度。常选用金属皂类、硬脂酸及石蜡等，加入量为1PHR左右。 5、填充剂：电缆料中加入填料可以提高电绝缘性能、耐热性能和降低成本，但用量过多会造成成型性及电缆料性能下降。为提高绝缘性，在绝缘级电缆料中科选用煅烧陶土（电用级）为填充剂。护套（层）级电缆料可选用碳酸钙为填充剂。 参考配方：（重量份） PVC绝缘级电缆料 （1） PVC100二碱式亚磷酸铅2 DOP20硬脂酸铅0.8 氯化石蜡18硬脂酸钙0.4 M-5018碳酸钙4 三碱式硫酸铅3煅烧陶土6 （2）低成本 PVC100DOP38 环氧大豆油3氯化石蜡12 三盐基性硫酸铅5二盐基性硬脂酸铅2 陶土10碳酸钙10 （3） PVC100碱式碳酸铅6 DOP34硬脂酸钙1 42%氯化石蜡17双酚A0.25 电气级陶土10 相关性能：硬度（邵氏）91；拉伸强度20MPa；伸长率430%；拉伸强度保持率105%；伸长保持率92%；电线耐温60。 （4） PVC100碱式碳酸铅6 DOP27.5硬脂酸钙1 52%氯化石蜡27.5双酚A0.25 电气级陶土10 相关性能：硬度（邵氏）89；拉伸强度20MPa；伸长率420%；拉伸强度保持率104%；伸长保持率100%；电线耐温60。 (5) PVC100三碱式硫酸铅6 DIDP55硬脂酸钙1 电气级陶土10双酚A0.25 相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度17.2MPa；伸长率390%；拉伸强度保持率104%；伸长保持率117%；电线耐温90。 （6） PVC100三碱式硫酸铅6 DIDP45硬脂酸钙1 42%氯化石蜡15双酚A0.25 电气级陶土10 相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度16.8MPa；伸长率310%；拉伸强度保持率100%；伸长保持率113%；电线耐温90。 （7） PVC100三碱式硫酸铅6 DIDP40硬脂酸钙1 52%氯化石蜡22双酚A0.25 电气级陶土10 相关性能：硬度（邵氏）85；拉伸强度18.3MPa；伸长率340%；拉伸强度保持率99%；伸长保持率109%；电线耐温90。 （8） PVC100硬脂酸钙1 季戊四醇辛酸丁酸酯55双酚A0.25 尔碱式邻苯二甲酸6 相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度17.7MPa；伸长率320%；拉伸强度保持率106%；伸长保持率103%；电线耐温105。 （9） PVC100DOP22 DIDP12三盐基硫酸铅3 氯化石蜡10硬脂酸铅0.5 硬脂酸钡1双酚A0.3 碳酸钙20钛白粉适量 （10）70 PVC100DOP45 三盐基硫酸铅4二盐基亚磷酸铅3 硬脂酸铅0.5硬脂酸钡1 碳酸钙10双酚A0.5 钛白粉2色适量 （11）600V PVC100DOP40 50%氯化石蜡15三盐基性硫酸铅5 二盐基硬脂酸铅0.5硬脂酸铅0.5 碳酸钙20煅烧陶土10 （12）600V PVC100DOP50 三碱式硫酸铅2硬脂酸钡1 粘土10 PVC护套级电缆料 （1） PVC100二碱式亚磷酸铅2 DIDP30硬脂酸钡1 TCP12硬脂酸铅1 DOP13碳酸钙8 三碱式硫酸铅3 （2）耐热105 PVC100硬脂酸钡0.6 TOTM62二碱式邻苯二甲酸铅6 三碱式硫酸铅1双酚A0.4 硬脂酸铅0.6 （3）耐热70 PVC100DOP35 DOS10三碱式硫酸铅4 二碱式亚磷酸铅3硬脂酸钡1 硬脂酸铅0.5碳酸钙15 钛白粉2双酚A0.5 （4）柔软型 PVC100DOP30 DOS30环氧酯6 硬脂酸钡3硬脂酸镉1.5 双酚A0.25 （5）耐寒 PVC100DOP10 DOS28T-5018 52%氯化石蜡8三碱式硫酸铅3 二碱式亚磷酸铅4二碱式硬脂酸铅1 硬脂酸钙1双酚A0.5 碳酸钙5 （6）非迁移型 PVC100聚酯增塑剂66 三碱式硫酸铅5硬脂酸铅1 矿物油0.3 （7）耐光型 PVC100DOP22 DOS20TCP7 T-505三盐基硫酸铅2 二盐基亚磷酸铅5二盐基硬脂酸铅0.3 硬脂酸钡0.7双酚A0.1 UV-5290.1 （8）耐磨型 PVC100二碱式硫酸铅1 三碱式硫酸铅5偏苯三酸三辛酯40 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5 （用电子束辐照交联）耐磨性500周 （9）耐疲劳 PVC100三碱式硫酸铅6 DOP60硬脂酸铅1 介酸酰胺0.5碳酸钙50 相关性能：可反复弯曲5万6万次。 （10）耐油型 PVC100氯化石蜡13 74140三碱式硫酸铅3 DOP20二碱式硫酸铅2 DBP8双酚A0.4 TCP18Ba/Cd/Zn复合液1 741为ELVALOY741，是美国杜邦公司生产的乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物产品。 （11）透明型 PVC100DOP25 硬脂酸钡1DBP15 硬脂酸钙0.8硬脂酸0.3 有机锡88312.5亚磷酸三苯酯0.3 其它特殊性能电缆料 （1）高性能PVC电缆料 PVC100煅烧陶土5 TOTM40润滑剂1 三碱式硫酸铅5 相关性能：体积电阻率81015%u3A9cm；%u3B5=4.2；介电损耗角正切值0.85。 （2）阻燃、低烟、耐热PVC电缆料 PVC100二碱式硫酸铅2 TOTM40硬脂酸铅0.8 三碱式硫酸铅6硬脂酸钡0.7 硬脂酸0.3三氧化二锑2 石蜡0.5硼酸锌8 抗氧剂70960.5碳酸钙10 相关性能：氧指数31.8%；单位质量烟密度14.5g；体积电阻率5.91012%u3A9cm；热老化质量损失22.7g/m；135，168h老化后拉伸强度20.7MPa。 （3）低烟阻燃PVC电缆料 PVC100稳定剂7 DOP30水合硼酸锌/Sb2O3(1:1)46 氯化石蜡20氢氧化铝2040 TCP15抗氧剂0.5 相关性能：拉伸强度18.7MPa；伸长率330%；体积电阻率3.71012%u3A9cm；介电强度22.8V/m；氧指数32%；最大烟密度295Dm。 （4）低烟低卤阻燃PVC电缆料 PVC100DOP40 DOS10三碱式硫酸铅5 硬脂酸铅1TCP2 水合硼酸锌6氢氧化铝40 三氧化钼1.5碳酸钙90 （5）耐120PVC电缆料 PVC100二碱式邻苯二甲酸铅3 三碱式硫酸铅4双酚A0.5 二碱式硫酸铅4抗氧剂10100.4 硬脂酸铅1活性碳酸钙10 二碱式硬脂酸铅3TOTM30 （6）化学交联PVC电缆料 PVC100TAIC交联剂26 稳定剂4.5DCP0.50.8 增塑剂40 （7）耐105阻燃PVC电缆料 PVC100TOTM33 DTDP10氯化石蜡8 三氧化二锑5三盐基硫酸铅4.5 二盐基亚磷酸铅3硬脂酸钡2 双酚A0.5碳酸钙3 （8）屏蔽用半导电材料 PVC100DOP35 二盐基邻苯二甲酸铅5硬脂酸钙2 乙炔炭黑5080 PVC配方中加入乙炔炭黑，体积电阻率可达103%u3A9cm，成为半导电材料。 （9）耐油PVC电缆料 PVC100丁腈橡胶40 DOP30磷酸三甲苯酯20 氯化石蜡10三盐基硫酸铅5 双酚A0.30.5液体Ba/Cd/Zn1 （10）无铅无镉PVC电缆料 PVC100DOP45 环氧大豆油5Ba/Cd/Zn稳定剂4 煅烧粘土10高熔点石蜡0.5 （11）无铅无镉耐热PVC电缆料 PVC100DIDP20 环氧大豆油4三密石酸辛酯15