PVC電纜料是由聚氯乙烯樹脂、穩定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑、抗氧劑、著色劑等組成。PVC電纜料的耐電壓和絕緣電阻比較高,但介電常數和介電損耗較大。因此,一般主要用作低壓(≤1KV)和中高壓(6~10KV)電纜的絕緣層。PVC塑料由于具有難燃、耐油、耐電暈、耐化學腐蝕和良好的耐水性能,因此還廣泛用作電線電纜的護層材料。利用添加特種性能助劑或改性劑,可以分別制造出耐熱型(105℃)、耐寒型、耐油型、難燃型、特軟型和無毒型的PVC電纜料,以滿足特殊電線電纜產品的需要。
電纜料在PVC配方中屬于性能要求較高的品種,特別是電絕緣性、耐低溫性和耐老化性等都有一定要求。配方設計時必須考慮這些特殊的要求。
PVC電纜料可分為護層級和絕緣級兩種。護層級要求耐熱性好,而絕緣級則要求絕緣性好。
各組分選擇的要點如下:
1、 PVC樹脂:
要求分子量高,而且吸收增塑劑容易,因此選用懸浮法疏松型PVC樹脂。另外,還應選用純度高的、雜質少的、魚眼少的低型號樹脂,一般選用SG-1或SG-2,目前一些廠家也有選擇SG-5型的樹脂的,但原則上不提倡。目前由于1、2型樹脂偏少,所以很多電纜料采用的是SG-3型PVC樹脂。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,更要選用SG-1型。
2、 增塑劑:
增塑劑含量一般在50PHR左右,最高高達60PHR。通常選用耐熱性和電絕緣性較好的品種,如DOP,為改善耐寒性可添加DOS、DOA,為提高耐熱性可添加偏苯三酸三辛酯。幾種增塑劑復合使用往往效果好,實際電纜料配方中一般增塑劑都是復合使用的。
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。
增塑劑的耐揮發性能和耐熱性是決定電纜料的耐高溫性能的關鍵。對于耐溫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。對于耐溫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)。
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。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。
選用增塑劑時還應考慮其增塑效率。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。
3、 穩定劑
鹽基性鉛鹽作主穩定劑,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。國外配方大多是無鉛、無鎘的,以防止鉛、鎘中毒。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。在配方中添加抗氧劑,可以抑制PVC的熱氧化降解??寡鮿┛梢赃x用雙酚A。
4、 潤滑劑:
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。
5、 填充劑:
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,在絕緣級電纜料中科選用煅燒陶土(電用級)為填充劑。護套(層)級電纜料可選用碳酸鈣為填充劑。
參考配方:(重量份)
PVC絕緣級電纜料
(1)
PVC 100 二堿式亞磷酸鉛 2
DOP 20 硬脂酸鉛 0.8
氯化石蠟 18 硬脂酸鈣 0.4
M-50 18 碳酸鈣 4
三堿式硫酸鉛 3 煅燒陶土 6
(2)低成本
PVC 100 DOP 38
環氧大豆油 3 氯化石蠟 12
三鹽基性硫酸鉛 5 二鹽基性硬脂酸鉛 2
陶土 10 碳酸鈣 10
(3)
PVC 100 堿式碳酸鉛 6
DOP 34 硬脂酸鈣 1
42%氯化石蠟 17 雙酚A 0.25
電氣級陶土 10
相關性能:硬度(邵氏)91;拉伸強度20MPa;伸長率430%;拉伸強度保持率105%;伸長保持率92%;電線耐溫60℃。
(4)
PVC 100 堿式碳酸鉛 6
DOP 27.5 硬脂酸鈣 1
52%氯化石蠟 27.5 雙酚A 0.25
電氣級陶土 10
相關性能:硬度(邵氏)89;拉伸強度20MPa;伸長率420%;拉伸強度保持率104%;伸長保持率100%;電線耐溫60℃。
(5)
PVC 100 三堿式硫酸鉛 6
DIDP 55 硬脂酸鈣 1
電氣級陶土 10 雙酚A 0.25
相關性能:硬度(邵氏)83;拉伸強度17.2MPa;伸長率390%;拉伸強度保持率104%;伸長保持率117%;電線耐溫90℃。
(6)
PVC 100 三堿式硫酸鉛 6
DIDP 45 硬脂酸鈣 1
42%氯化石蠟 15 雙酚A 0.25
電氣級陶土 10
相關性能:硬度(邵氏)83;拉伸強度16.8MPa;伸長率310%;拉伸強度保持率100%;伸長保持率113%;電線耐溫90℃。
(7)
PVC 100 三堿式硫酸鉛 6
DIDP 40 硬脂酸鈣 1
52%氯化石蠟 22 雙酚A 0.25
電氣級陶土 10
相關性能:硬度(邵氏)85;拉伸強度18.3MPa;伸長率340%;拉伸強度保持率99%;伸長保持率109%;電線耐溫90℃。
(8)
PVC 100 硬脂酸鈣 1
季戊四醇辛酸丁酸酯 55 雙酚A 0.25
爾堿式鄰苯二甲酸 6
相關性能:硬度(邵氏)83;拉伸強度17.7MPa;伸長率320%;拉伸強度保持率106%;伸長保持率103%;電線耐溫105℃。
(9)
PVC 100 DOP 22
DIDP 12 三鹽基硫酸鉛 3
氯化石蠟 10 硬脂酸鉛 0.5
硬脂酸鋇 1 雙酚A 0.3
碳酸鈣 20 鈦白粉 適量
(10)70℃
PVC 100 DOP 45
三鹽基硫酸鉛 4 二鹽基亞磷酸鉛 3
硬脂酸鉛 0.5 硬脂酸鋇 1
碳酸鈣 10 雙酚A 0.5
鈦白粉 2 色 適量
(11)600V
PVC 100 DOP 40
50%氯化石蠟 15 三鹽基性硫酸鉛 5
二鹽基硬脂酸鉛 0.5 硬脂酸鉛 0.5
碳酸鈣 20 煅燒陶土 10
(12)600V
PVC 100 DOP 50
三堿式硫酸鉛 2 硬脂酸鋇 1
粘土 10
PVC護套級電纜料
(1)
PVC 100 二堿式亞磷酸鉛 2
DIDP 30 硬脂酸鋇 1
TCP 12 硬脂酸鉛 1
DOP 13 碳酸鈣 8
三堿式硫酸鉛 3
(2)耐熱105℃
PVC 100 硬脂酸鋇 0.6
TOTM 62 二堿式鄰苯二甲酸鉛 6
三堿式硫酸鉛 1 雙酚A 0.4
硬脂酸鉛 0.6
(3)耐熱70℃
PVC 100 DOP 35
DOS 10 三堿式硫酸鉛 4
二堿式亞磷酸鉛 3 硬脂酸鋇 1
硬脂酸鉛 0.5 碳酸鈣 15
鈦白粉 2 雙酚A 0.5
(4)柔軟型
PVC 100 DOP 30
DOS 30 環氧酯 6
硬脂酸鋇 3 硬脂酸鎘 1.5
雙酚A 0.25
(5)耐寒
PVC 100 DOP 10
DOS 28 T-50 18
52%氯化石蠟 8 三堿式硫酸鉛 3
二堿式亞磷酸鉛 4 二堿式硬脂酸鉛 1
硬脂酸鈣 1 雙酚A 0.5
碳酸鈣 5
(6)非遷移型
PVC 100 聚酯增塑劑 66
三堿式硫酸鉛 5 硬脂酸鉛 1
礦物油 0.3
(7)耐光型
PVC 100 DOP 22
DOS 20 TCP 7
T-50 5 三鹽基硫酸鉛 2
二鹽基亞磷酸鉛 5 二鹽基硬脂酸鉛 0.3
硬脂酸鋇 0.7 雙酚A 0.1
UV-529 0.1
(8)耐磨型
PVC 100 二堿式硫酸鉛 1
三堿式硫酸鉛 5 偏苯三酸三辛酯 40
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 5
(用電子束輻照交聯)耐磨性≥500周
(9)耐疲勞
PVC 100 三堿式硫酸鉛 6
DOP 60 硬脂酸鉛 1
介酸酰胺 0.5 碳酸鈣 50
相關性能:可反復彎曲5萬~6萬次。
(10)耐油型
PVC 100 氯化石蠟 13
741 40 三堿式硫酸鉛 3
DOP 20 二堿式硫酸鉛 2
DBP 8 雙酚A 0.4
TCP 18 Ba/Cd/Zn復合液 1
741為ELVALOY741,是美國杜邦公司生產的乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物產品。
(11)透明型
PVC 100 DOP 25
硬脂酸鋇 1 DBP 15
硬脂酸鈣 0.8 硬脂酸 0.3
有機錫8831 2.5 亞磷酸三苯酯 0.3
其它特殊性能電纜料
(1)高性能PVC電纜料
PVC 100 煅燒陶土 5
TOTM 40 潤滑劑 1
三堿式硫酸鉛 5
相關性能:體積電阻率8×1015Ω?cm;ε=4.2;介電損耗角正切值0.85。
(2)阻燃、低煙、耐熱PVC電纜料
PVC 100 二堿式硫酸鉛 2
TOTM 40 硬脂酸鉛 0.8
三堿式硫酸鉛 6 硬脂酸鋇 0.7
硬脂酸 0.3 三氧化二銻 2
石蠟 0.5 硼酸鋅 8
抗氧劑7096 0.5 碳酸鈣 10
相關性能:氧指數31.8%;單位質量煙密度14.5g;體積電阻率5.9×1012Ω?cm;熱老化質量損失≤22.7g/m2;135℃,168h老化后拉伸強度≥20.7MPa。
(3)低煙阻燃PVC電纜料
PVC 100 穩定劑 7
DOP 30 水合硼酸鋅/Sb2O3(1:1) 4~6
氯化石蠟 20 氫氧化鋁 20~40
TCP 15 抗氧劑 0.5
相關性能:拉伸強度18.7MPa;伸長率330%;體積電阻率3.7×1012Ω?cm;介電強度22.8V/m;氧指數32%;最大煙密度295Dm。
(4)低煙低鹵阻燃PVC電纜料
PVC 100 DOP 40
DOS 10 三堿式硫酸鉛 5
硬脂酸鉛 1 TCP 2
水合硼酸鋅 6 氫氧化鋁 40
三氧化鉬 1.5 碳酸鈣 90
(5)耐120℃PVC電纜料
PVC 100 二堿式鄰苯二甲酸鉛 3
三堿式硫酸鉛 4 雙酚A 0.5
二堿式硫酸鉛 4 抗氧劑1010 0.4
硬脂酸鉛 1 活性碳酸鈣 10
二堿式硬脂酸鉛 3 TOTM 30
(6)化學交聯PVC電纜料
PVC 100 TAIC交聯劑 2~6
穩定劑 4.5 DCP 0.5~0.8
增塑劑 40
(7)耐105℃阻燃PVC電纜料
PVC 100 TOTM 33
DTDP 10 氯化石蠟 8
三氧化二銻 5 三鹽基硫酸鉛 4.5
二鹽基亞磷酸鉛 3 硬脂酸鋇 2
雙酚A 0.5 碳酸鈣 3
(7)屏蔽用半導電材料
PVC 100 DOP 35
二鹽基鄰苯二甲酸鉛 5 硬脂酸鈣 2
乙炔炭黑 50~80
PVC配方中加入乙炔炭黑,體積電阻率可達103Ω?cm,成為半導電材料。
(8)耐油PVC電纜料
PVC 100 丁腈橡膠 40
DOP 30 磷酸三甲苯酯 20
氯化石蠟 10 三鹽基硫酸鉛 5
雙酚A 0.3~0.5 液體Ba/Cd/Zn 1
(9)無鉛無鎘PVC電纜料
PVC 100 DOP 45
環氧大豆油 5 Ba/Cd/Zn穩定劑 4
煅燒粘土 10 高熔點石蠟 0.5
(10)無鉛無鎘耐熱PVC電纜料
PVC 100 DIDP 20
環氧大豆油 4 三密石酸辛酯 15
Ba/Cd/Zn穩定劑 5 煅燒粘土 10
高熔點石蠟 0.5
塑道學苑通過不斷創新,努力成為火安全材料領域一站式服務品牌領導者。充分融合移動互聯新技術的優勢,堅持內容價值性導向的原則,致力于帶給行業人嶄新的知識學習體驗、專業的產品技術服務、全面的產業思維提升,讓更多業內人士專業知識儲備獲得提高,產品技術問題獲得解決,企業核心競爭力獲得提升。迄今,塑道學苑已推出內容傳播,交流培訓,材料檢測三大品牌服務。咨詢熱線:0512-62982691
更多信息請訪問塑道學苑官方網站:www.iayo.com.cn