PVC電纜配方設(shè)計(jì)及如何選材

??????? PVC電纜料是以聚氯乙烯為基礎(chǔ)樹(shù)脂，添加穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑及其碳酸鈣等無(wú)機(jī)填充物等，通過(guò)混配捏合擠出而配制的粒子。針對(duì)廣大的阻燃工程獅們而言，PVC電纜料的選材和配方設(shè)計(jì)始終是個(gè)關(guān)鍵研究的問(wèn)題。那樣，PVC電纜料選材及其設(shè)計(jì)配方有什么需要注意點(diǎn)呢？首要，我們要從選材談起。PVC樹(shù)脂的選取,PVC分子量越高，產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彈性模量越高，但熔體的流動(dòng)性與可塑性降低，耐高溫性抗寒性越好，生產(chǎn)加工溫度越高。電纜料通常須要分子量高，且吸收增塑劑更容易，常選用懸浮法疏松型、純度高、雜質(zhì)少、魚(yú)眼少低型號(hào)PVC樹(shù)脂。通常選用SG-1或SG-2，但現(xiàn)在這兩種樹(shù)脂偏少，因而很多電纜料選用SG-3型。高級(jí)電絕緣材料應(yīng)選用SG-1型樹(shù)脂，通常電絕緣材料可選用SG-2、3型。耐高溫性級(jí)須要高的電纜料，要選用SG-1型。

（一）PVC電纜配方設(shè)計(jì);

1、針對(duì)普通絕緣級(jí)電纜料，增塑劑使用量為40～50PHR，穩(wěn)定劑6～8PHR，潤(rùn)滑劑l～1.5PHR，填充劑10PHR之間；增塑劑、潤(rùn)滑劑用法參照護(hù)套級(jí)電纜料；

2、針對(duì)普通護(hù)套級(jí)PVC電纜料，增塑劑使用量為0～60PHR，穩(wěn)定劑6～8PHR，潤(rùn)滑劑1.5～2PHR，填充劑10～20PHR。增塑效率差的增塑劑，使用量應(yīng)多一些；填充料使用量大時(shí)，增塑劑、潤(rùn)滑劑使用量可大點(diǎn)；應(yīng)用非活性填充劑時(shí)，增塑劑、潤(rùn)滑劑使用量宜大點(diǎn)；護(hù)套級(jí)電纜料普通要填加5PHR之間的耐寒增塑劑；

3、揮發(fā)性大的DBP這類(lèi)增塑劑不可以用以電纜料；

4、耐高溫電纜料除去要選擇耐高溫增塑劑外，還應(yīng)增多穩(wěn)定劑使用量，填加0.3～0.5PHR的抗氧劑；

5、針對(duì)普通護(hù)套級(jí)PVC電纜料，增塑劑使用量為0～60PHR，穩(wěn)定劑6～8PHR，潤(rùn)滑劑1.5～2PHR，填充劑10～20PHR。增塑效率差的增塑劑，使用量應(yīng)多一些；填充料使用量大時(shí)，增塑劑、潤(rùn)滑劑使用量可大點(diǎn)；應(yīng)用非活性填充劑時(shí)，增塑劑、潤(rùn)滑劑使用量宜大點(diǎn)；護(hù)套級(jí)電纜料普通要填加5PHR之間的耐寒增塑劑；

6、針對(duì)絕緣性能標(biāo)準(zhǔn)高的電纜料，應(yīng)取用煅燒陶土這類(lèi)填充劑，高分子聚臺(tái)物增塑劑的增塑效率較弱，制訂配方時(shí)要適當(dāng)增多增塑劑使用量；

7、制訂透明電纜料配方時(shí)，應(yīng)取用和樹(shù)脂相容性好的增塑劑，直選擇有機(jī)錫等透明穩(wěn)定劑，并嚴(yán)控潤(rùn)滑劑的填加量；

8、設(shè)計(jì)阻燃電纜料配方時(shí)，應(yīng)取用復(fù)合阻燃體系為宜；

9、制訂高聚合度電纜料配方時(shí)，應(yīng)取用復(fù)合生產(chǎn)加工改性劑，提升其生產(chǎn)加工特性；

10、針對(duì)普通護(hù)套級(jí)PVC電纜料，增塑劑使用量為0～60PHR，穩(wěn)定劑6～8PHR，潤(rùn)滑劑1.5～2PHR，填充劑10～20PHR。增塑效率差的增塑劑，使用量應(yīng)多一些；填充料使用量大時(shí)，增塑劑、潤(rùn)滑劑使用量可大點(diǎn)；應(yīng)用非活性填充劑時(shí)，增塑劑、潤(rùn)滑劑使用量宜大點(diǎn)；護(hù)套級(jí)電纜料普通要填加5PHR之間的耐寒增塑劑。

（二）PVC電纜選材注意事項(xiàng)：

一、穩(wěn)定劑的選取

穩(wěn)定劑鹽基型鉛鹽當(dāng)家做主穩(wěn)定劑，通常選用很多種穩(wěn)定劑相互配合使用，起到協(xié)同效應(yīng)，以提升耐熱穩(wěn)定性。三鹽基性硫酸鉛、二鹽基性亞磷酸鉛并用，可兼具熱、光穩(wěn)定性；耐高溫電線主穩(wěn)定劑選用耐高溫性好的二鹽基性苯二甲酸鉛；現(xiàn)在復(fù)合鉛穩(wěn)定劑在PVC電纜料中也有廣泛性的使用，添加量在4~6PHR；環(huán)保類(lèi)電纜料中多使用鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。

二、潤(rùn)滑劑的選取

因?yàn)橛休^大量的增塑劑，因而對(duì)內(nèi)潤(rùn)滑劑的須要并非很高。潤(rùn)滑劑主要是提升電纜料的表面光亮度。常選用金屬皂類(lèi)、硬脂酸及石蠟等，添加量為1PHR左右。

三、填充劑的選取

電纜料中添加填料可以提升電絕緣特性、耐高溫性能和控制成本，但使用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致成型性及電纜料特性降低。為提升絕緣性，在絕緣級(jí)電纜料中可選用煅燒陶土（電用級(jí)）為填充劑；護(hù)套（層）級(jí)電纜料可選用碳酸鈣為填充劑。

四、阻燃劑的選取

PVC電纜料中添加的增塑劑差異，電纜料的阻燃性和發(fā)煙性就會(huì)有所差別。增塑劑含量增加時(shí)，PVC的氧指數(shù)降低，針對(duì)差異的增塑劑，降低的快和慢情況大致相同，因而，須要在配方中添加一定的阻燃劑。研究發(fā)現(xiàn)：由于阻燃劑使用量的增加，PVC電纜料的阻燃性能有明顯增強(qiáng)。

1、添加CaCO3填充劑，由于添加量的增加，PVC電纜料的氧指數(shù)降低，且最高減光系數(shù)也降低，因而添加CaCO3的量不要過(guò)多，不然會(huì)影響到電纜料的阻燃抑煙效果。可是CaCO3可以做為HCl氣體的捕獲劑，具備十分明顯的效果。

2、添加滑石和陶土做為填充劑時(shí)，氧指數(shù)提升1到2倍，可是電纜料的燃燒速度也會(huì)翻倍，最高減光系數(shù)

3、添加Al（OH）3作為填充劑，燃燒速率提升50%，氧指數(shù)提升，最大減光系數(shù)降低，因而它對(duì)發(fā)煙量抑制的功效比較好。

五、增塑劑的使用

增塑劑的具體的作用是降低聚合物的熔融溫度和熔體粘度，進(jìn)而降低聚合物的加工溫度，給予聚合物制品以柔軟性和抗低溫特性，但增塑劑的添加會(huì)使絕緣性能降低。增塑劑的揮發(fā)性及耐熱性?xún)?yōu)劣次序如下所示：TOTM>DTDP>DUP>DIDP>DINP>DOTP>DOP。

1.耐溫性70℃的電纜料，可采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；耐溫性90℃的電纜料，應(yīng)采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，則要選用具備更高一些耐熱性的增塑劑，如偏苯三酸三辛酯（TOTM）。

2.增塑劑的酸值對(duì)電纜料的電絕緣性、耐熱性有影響，應(yīng)使用酸值較小的增塑劑。

3.增塑劑的分子量、閃點(diǎn)對(duì)電纜料的加熱損失有影響，應(yīng)使用閃點(diǎn)較高、分子量比較大的增塑劑，如鄰苯二甲酸二丁酯與鄰苯二甲酸二辛酯對(duì)比，己二酸二辛酯與癸二酸二辛酯對(duì)比，前面一種分子量小，閃點(diǎn)低，故加熱損失也比較大。

4.PVC電纜中增塑劑成分通常在50~60PHR。通常使用耐熱性和電絕緣性比較好的品種，如DOP，它具備優(yōu)良的綜合性能，增塑效率高、揮發(fā)性小、抗寒性和電性能等優(yōu)良，是理想化的主增塑劑。但DOP單獨(dú)采用難滿(mǎn)足絕緣料電絕緣能性的規(guī)定。DOTP與DOP特性相似，但抗寒性、耐高溫穩(wěn)定和電絕緣性都好于DOP（比DOP高約18倍）。因而，需要將DOP與DOTP增塑劑配合采用，可得到所需特性的絕緣料。

5.電絕緣性高的電纜料，主增塑劑可使用磷酸酯，通用級(jí)則可使用苯二酸酯當(dāng)家做主增塑劑。氯化石蠟可提升電絕緣性。脂肪酸酯、環(huán)氧增塑劑都可以改進(jìn)電纜料的抗低溫特性，且后者耐氣候性也很好。

6.考慮到增塑效率，要選用增塑效率較高的增塑劑，可以降低配方中增塑劑使用量。增塑劑使用量與絕緣性能相關(guān)，降低增塑劑量有助于提升絕緣性能。

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