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PVC电缆料配方设计及实例

PVC电缆料配方设计及实例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(6~10KV)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。

目前由于1、2型树脂偏少,所以很多电缆料采用的是SG-3型PVC树脂。

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、3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4~6PHR。

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)PVC 100 二碱式亚磷酸 2DOP 20 硬脂酸铅 0.8氯化石蜡 18 硬脂酸钙 0.4M-50 18 碳酸钙 4三碱式硫酸铅 3 煅烧陶土 6(2)低成本PVC 100 DOP38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)PVC 100 碱式碳酸铅 6DOP 34 硬脂酸钙 142%氯化石蜡17 双酚A 0.25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)PVC 100 碱式碳酸铅 6DOP 27.5 硬脂酸钙 152%氯化石蜡27.5 双酚A 0.25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)PVC 100 三碱式硫酸铅 6DIDP 55 硬脂酸钙 1电气级陶土 10 双酚A 0.25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)PVC 100 三碱式硫酸铅 6DIDP 45 硬脂酸钙 142%氯化石蜡 15 双酚A 0.25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)PVC 100 三碱式硫酸铅 6DIDP 40 硬脂酸钙 152%氯化石蜡 22 双酚A 0.25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)PVC 100 硬脂酸钙 1季戊四醇辛酸丁酸酯 55 双酚A 0.25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)PVC 100 DOP22DIDP 12 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A 0.3碳酸钙 20 钛白粉适量(10)70℃PVC 100 DOP45三盐基硫酸铅 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A 0.5钛白粉 2 色适量(11)600VPVC 100 DOP4050%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)600VPVC 100 DOP50三碱式硫酸铅 2 硬脂酸钡 1粘土 10PVC护套级电缆料(1)PVC 100 二碱式亚磷酸铅 2DIDP 30 硬脂酸钡 1TCP 12 硬脂酸铅 1DOP 13 碳酸钙 8三碱式硫酸铅 3(2)耐热105℃PVC 100 硬脂酸钡 0.6TOTM 62 二碱式邻苯二甲酸铅 6三碱式硫酸铅 1 双酚A 0.4硬脂酸铅 0.6(3)耐热70℃PVC 100 DOP35DOS 10 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A 0.5(4)柔软型PVC 100 DOP30DOS 30 环氧酯 6硬脂酸钡 3 硬脂酸镉 1.5双酚A 0.25(5)耐寒PVC 100 DOP101852%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A 0.5碳酸钙 5(6)非迁移型PVC 100 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PVC 100 DOP227T-50 5 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A 0.1UV-529 0.1(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 6DOP60 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 1374140 三碱式硫酸铅 3DOP20 二碱式硫酸铅 2DBP8 双酚A 0.4TCP18 Ba/Cd/Zn复合液 1741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PVC100 DOP25硬脂酸钡1 DBP15硬脂酸钙0.8 硬脂酸 0.3有机锡8831 2.5 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 5TOTM40 润滑剂 1三碱式硫酸铅 5 相关性能:体积电阻率8×1015Ω•cm;ε=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 2TOTM40 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7096 0.5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5.9×1012Ω•cm;热老化质量损失≤22.7g/m²;135℃,168h老化后拉伸强度≥20.7MPa。

(3)低烟阻燃PVC电缆料PVC 100稳定剂 7DOP 30水合硼酸锌/Sb2O3(1:1) 4~6氯化石蜡 20氢氧化铝 20~40 TCP 15抗氧剂 0.5相关性能:拉伸强度18.7MPa;伸长率330%;体积电阻率3.7×1012Ω•cm;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PVC 100DOP40DOS 10三碱式硫酸铅 5 硬脂酸铅 1TCP 2 水合硼酸锌 6氢氧化铝 40三氧化钼 1.5碳酸钙 90 (5)耐120℃PVC电缆料PVC 100二碱式邻苯二甲酸铅 3三碱式硫酸铅 4双酚A 0.5二碱式硫酸铅 4抗氧剂1010 0.4硬脂酸铅 1活性碳酸钙 10二碱式硬脂酸铅 3TOTM 30(6)化学交联PVC电缆料PVC 1 00 TAIC交联剂 2~6 稳定剂 4.5DCP0.5~0.8增塑剂 40 (7)耐105℃阻燃PVC电缆料PVC100 TOTM33DTDP10 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A 0.5碳酸钙 3 (7)屏蔽用半导电材料PVC100 DOP35二盐基邻苯二甲酸铅 5 硬脂酸钙 2乙炔炭黑 50~80 PVC配方中加入乙炔炭黑,体积电阻率可达103Ω•cm,成为半导电材料。

(8)耐油PVC电缆料PVC100 丁腈橡胶 40DOP30 磷酸三甲苯酯 20氯化石蜡 10三盐基硫酸铅 5双酚A 0.3~0.5液体Ba/Cd/Zn 1(9)无铅无镉PVC电缆料PVC100 DOP45环氧大豆油 5Ba/Cd/Zn稳定剂 4煅烧粘土 10高熔点石蜡 0.5 (10)无铅无镉耐热PVC电缆料PVC100 DIDP20环氧大豆油 4三密石酸辛酯 15Ba/Cd/Zn稳定剂 5煅烧粘土 10高熔点石蜡 0.5 PVC电缆料因生产设备的不同主要有如下四种方式:1、双辊开炼切粒:原辅料→配料→高速混合机→密炼机→双辊开炼机→冷却水槽→干燥→切粒机→筛选磁选→计量→包装。

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