PVC電纜料配方設(shè)計(jì)及實(shí)例

1、PVC電纜料配方設(shè)計(jì)及實(shí)例PVC電纜料是由聚氯乙烯樹脂、穩(wěn)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(shù)和介電損耗較大。因此，一般主要用作低壓（1KV）和中高壓（610KV）電纜的絕緣層。PVC塑料由于具有難燃、耐油、耐電暈、耐化學(xué)腐蝕和良好的耐水性能，因此還廣泛用作電線電纜的護(hù)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(chǎn)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(shè)計(jì)時(shí)必須考慮

2、這些特殊的要求。PVC電纜料可分為護(hù)層級(jí)和絕緣級(jí)兩種。護(hù)層級(jí)要求耐熱性好，而絕緣級(jí)則要求絕緣性好。各組分選擇的要點(diǎn)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(yīng)選用純度高的、雜質(zhì)少的、魚眼少的低型號(hào)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(jí)電絕緣材料應(yīng)選用SG-1型樹脂，一般電絕緣材料可選用SG-2、3型。耐熱級(jí)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

3、高達(dá)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(fù)合使用往往效果好，實(shí)際電纜料配方中一般增塑劑都是復(fù)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(jí)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(huán)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(fā)性能和耐熱性是決定電纜料的耐高溫性能的關(guān)鍵。對(duì)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(duì)于耐溫90的電纜料，應(yīng)使用鄰苯二甲酸雙十一酯、鄰苯二甲酸雙十三酯。耐

4、高溫105的電纜料，則應(yīng)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(duì)電纜料的電絕緣性、耐熱性有影響，應(yīng)選擇酸值較小的增塑劑。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)選擇閃點(diǎn)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(diǎn)低，故加熱損失也較大。選用增塑劑時(shí)還應(yīng)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(guān)，減少增塑劑量有利于提高絕緣性能。3、  穩(wěn)定劑鹽基性鉛鹽作主穩(wěn)定劑，一般選用多種穩(wěn)定劑配合使用，發(fā)揮協(xié)同作用，以提高熱穩(wěn)定性。三鹽基

5、性硫酸鉛、二鹽基性亞磷酸鉛并用，可兼顧熱、光穩(wěn)定性。耐高溫電纜主穩(wěn)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(fù)合鉛穩(wěn)定劑在PVC電纜料中也有了廣泛的應(yīng)用，添加量在46PHR。環(huán)保類電纜料中多使用鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)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(duì)內(nèi)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(huì)造成成型性

6、及電纜料性能下降。為提高絕緣性，在絕緣級(jí)電纜料中科選用煅燒陶土（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。 參考配方：（重量份） PVC絕緣級(jí)電纜料（1）PVC             100       二堿式亞磷酸      2DOP        

7、     20        硬脂酸鉛             0.8氯化石蠟        18         硬脂酸鈣         

8、0;   0.4M-50            18         碳酸鈣                 4三堿式硫酸鉛     3   

9、0;     煅燒陶土               6（2）低成本PVC             100            DOP    

10、0;        38環(huán)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 

11、0;   2陶土         10        碳酸鈣               10（3）PVC          100      

12、60; 堿式碳酸鉛            6DOP             34        硬脂酸鈣                142%氯化石

13、蠟    17         雙酚A             0.25電氣級(jí)陶土      10相關(guān)性能：硬度（邵氏）91；拉伸強(qiáng)度20MPa；伸長率430%；拉伸強(qiáng)度保持率105%；伸長保持率92%；電線耐溫60。（4）PVC        100

14、0;        堿式碳酸鉛                    6DOP       27.5         硬脂酸鈣       

15、              152%氯化石蠟  27.5      雙酚A                       0.25電氣級(jí)陶土  

16、0;            10相關(guān)性能：硬度（邵氏）89；拉伸強(qiáng)度20MPa；伸長率420%；拉伸強(qiáng)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       &

17、#160;       6DIDP              55      硬脂酸鈣                      1電氣級(jí)陶

18、土      10        雙酚A                    0.25相關(guān)性能：硬度（邵氏）83；拉伸強(qiáng)度17.2MPa；伸長率390%；拉伸強(qiáng)度保持率104%；伸長保持率117%；電線耐溫90。（6）PVC     &#

19、160;       100         三堿式硫酸鉛             6DIDP            45         

20、 硬脂酸鈣                142%氯化石蠟    15          雙酚A                  0.25電氣級(jí)陶土 

21、0;   10相關(guān)性能：硬度（邵氏）83；拉伸強(qiáng)度16.8MPa；伸長率310%；拉伸強(qiáng)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             6DIDP     

22、;     40        硬脂酸鈣                 152%氯化石蠟    22       雙酚A          

23、;       0.25電氣級(jí)陶土     10相關(guān)性能：硬度（邵氏）85；拉伸強(qiáng)度18.3MPa；伸長率340%；拉伸強(qiáng)度保持率99%；伸長保持率109%；電線耐溫90。（8）PVC           100         硬脂酸鈣       

24、;  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(guān)性能：硬度（邵氏）83；拉伸強(qiáng)度17.7MPa；伸長率320%；拉伸強(qiáng)度保持率106%；伸長保持率103%；電線耐溫105。（9）PVC             10

25、0        DOP              22DIDP            12        三鹽基硫酸鉛       3氯化石蠟 &#

26、160;      10       硬脂酸鉛          0.5硬脂酸鋇         1        雙酚A          

27、0; 0.3碳酸鈣           20       鈦白粉           適量（10）70PVC          100         

28、; 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   

29、60;        1碳酸鈣            10        雙酚A            0.5鈦白粉          &#

30、160;  2               色                        適量（11）600VPVC        &#

31、160;       100       DOP                4050%氯化石蠟        15     三鹽基性硫酸鉛       5二

32、鹽基硬脂酸鉛     0.5    硬脂酸鉛             0.5碳酸鈣             20     煅燒陶土           

33、;  10（12）600VPVC        100             DOP             50三堿式硫酸鉛  2          硬脂酸鋇 

34、60;         1粘土          10PVC護(hù)套級(jí)電纜料（1）PVC          100             二堿式亞磷酸鉛      

35、;         2DIDP         30             硬脂酸鋇                    &#

36、160; 1TCP          12             硬脂酸鉛                      1DOP    &#

37、160;     13             碳酸鈣                        8三堿式硫酸鉛    3（2）耐熱105PVC  

38、0;   100            硬脂酸鋇                     0.6TOTM      62       

39、60;     二堿式鄰苯二甲酸鉛            6三堿式硫酸鉛  1        雙酚A                       0.

40、4硬脂酸鉛       0.6（3）耐熱70PVC        100            DOP                    

41、0;    35 DOS        10             三堿式硫酸鉛                 4二堿式亞磷酸鉛  3    &#

42、160;     硬脂酸鋇                     1硬脂酸鉛       0.5       碳酸鈣            

43、;    15鈦白粉         2              雙酚A                     0.5（4）柔軟型PVC 

44、;       100             DOP                       30DOS       

45、60; 30             環(huán)氧酯                      6硬脂酸鋇      3        &

46、#160;    硬脂酸鎘                   1.5雙酚A        0.25（5）耐寒PVC       100          &#

47、160; DOP                      10DOS       28             T-50       &#

48、160;              1852%氯化石蠟 8             三堿式硫酸鉛               3二堿式亞磷酸鉛  4   

49、60;         二堿式硬脂酸鉛             1硬脂酸鈣 1             雙酚A              &

50、#160;     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   &

51、#160;         硬脂酸鉛                   1礦物油        0.3（7）耐光型PVC          100  

52、0;         DOP                      22DOS          20        

53、0;    TCP                       7T-50         5            三鹽基硫酸鉛  

54、60;             2二鹽基亞磷酸鉛  5            二鹽基硬脂酸鉛             0.3硬脂酸鋇        0.7 &#

55、160;         雙酚A                     0.1UV-529          0.1（8）耐磨型PVC        

56、;                       100          二堿式硫酸鉛                 1三堿式硫

57、酸鉛                        5           偏苯三酸三辛酯              40三羥甲基丙烷三甲基

58、丙烯酸酯          5（用電子束輻照交聯(lián)）耐磨性500周（9）耐疲勞PVC                                100    

59、      三堿式硫酸鉛                 6DOP                           

60、     60           硬脂酸鉛                     1介酸酰胺             

61、0;              0.5          碳酸鈣                      50相關(guān)性能：可反復(fù)彎曲5萬6萬次。（10）耐油型PVC

62、60;                               100          氯化石蠟         

63、           13741                                  40     

64、60;    三堿式硫酸鉛                 3DOP                            

65、60;    20          二堿式硫酸鉛                 2DBP                   

66、              8           雙酚A                      0.4TCP    

67、;                             18          Ba/Cd/Zn復(fù)合液          &#

68、160;   1741為ELVALOY741，是美國杜邦公司生產(chǎn)的乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物產(chǎn)品。（11）透明型PVC                                  100    

69、60;    DOP                  25硬脂酸鋇                            

70、60; 1           DBP                  15硬脂酸鈣                   

71、60;          0.8         硬脂酸                0.3有機(jī)錫8831              &#

72、160;            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               

73、;                100           煅燒陶土               5TOTM        &#

74、160;                    40            潤滑劑                 1三堿式硫酸鉛 

75、;                      5相關(guān)性能：體積電阻率8×1015cm；=4.2；介電損耗角正切值0.85。（2）阻燃、低煙、耐熱PVC電纜料PVC                  &

76、#160;           100            二堿式硫酸鉛            2TOTM               &

77、#160;             40             硬脂酸鉛               0.8三堿式硫酸鉛       &#

78、160;              6             硬脂酸鋇               0.7硬脂酸        

79、                   0.3            三氧化二銻              2石蠟     

80、0;                       0.5            硼酸鋅               &#

81、160;  8抗氧劑7096                      0.5             碳酸鈣            

82、60;    10相關(guān)性能：氧指數(shù)31.8%；單位質(zhì)量煙密度14.5g；體積電阻率5.9×1012cm；熱老化質(zhì)量損失22.7g/m²；135，168h老化后拉伸強(qiáng)度20.7MPa。（3）低煙阻燃PVC電纜料PVC                        100    &#

83、160;         穩(wěn)定劑                  7DOP                       

84、0; 30              水合硼酸鋅/Sb2O3(1:1)    46氯化石蠟                    20         

85、;      氫氧化鋁               2040TCP                         15    &

86、#160;          抗氧劑                  0.5相關(guān)性能：拉伸強(qiáng)度18.7MPa；伸長率330%；體積電阻率3.7×1012cm；介電強(qiáng)度22.8V/m；氧指數(shù)32%；最大煙密度295Dm。（4）低煙低鹵阻燃PVC電纜料PVC      &

87、#160;                  100             DOP                   

88、; 40DOS                          10             三堿式硫酸鉛          &

89、#160; 5硬脂酸鉛                     1              TCP              &

90、#160;      2水合硼酸鋅                    6             氫氧化鋁           

91、;     40三氧化鉬                     1.5            碳酸鈣            &#

92、160;     90（5）耐120PVC電纜料PVC                           100           二堿式鄰苯二甲酸鉛    

93、;   3三堿式硫酸鉛                   4            雙酚A                

94、60;  0.5二堿式硫酸鉛                   4            抗氧劑1010              0.4硬脂酸鉛  

95、;                     1            活性碳酸鈣               10二堿式硬脂酸鉛  

96、;               3            TOTM                     30（6）化學(xué)交聯(lián)PVC電纜料PVC

97、60;                           100          TAIC交聯(lián)劑             26

98、穩(wěn)定劑                         4.5          DCP               &

99、#160;     0.50.8增塑劑                          40（7）耐105阻燃PVC電纜料PVC               

100、              100            TOTM                 33DTDP       &#

101、160;                     10            氯化石蠟             8三氧化二銻    

102、0;                  5             三鹽基硫酸鉛         4.5二鹽基亞磷酸鉛        

103、60;          3             硬脂酸鋇             2雙酚A              

104、60;            0.5           碳酸鈣                3（7）屏蔽用半導(dǎo)電材料PVC         

105、60;                   100           DOP                   35二鹽基鄰苯二甲酸鉛&

106、#160;              5            硬脂酸鈣              2乙炔炭黑          

107、             5080PVC配方中加入乙炔炭黑，體積電阻率可達(dá)103cm，成為半導(dǎo)電材料。（8）耐油PVC電纜料PVC                             100

108、60;           丁腈橡膠              40DOP                        

109、0;    30              磷酸三甲苯酯         20氯化石蠟                       

110、; 10              三鹽基硫酸鉛         5雙酚A                         0.30.5 &

111、#160;        液體Ba/Cd/Zn         1（9）無鉛無鎘PVC電纜料PVC                             100

112、0;              DOP                45環(huán)氧大豆油                    

113、60;  5              Ba/Cd/Zn穩(wěn)定劑       4煅燒粘土                         10 

114、;             高熔點(diǎn)石蠟          0.5（10）無鉛無鎘耐熱PVC電纜料PVC                        

115、     100             DIDP                  20環(huán)氧大豆油              &

116、#160;        4              三密石酸辛酯          15Ba/Cd/Zn穩(wěn)定劑                &#

117、160;  5             煅燒粘土               10高熔點(diǎn)石蠟                    

118、;   0.5PVC電纜料因生產(chǎn)設(shè)備的不同主要有如下四種方式：1、  雙輥開煉切粒：原輔料配料高速混合機(jī)密煉機(jī)雙輥開煉機(jī)冷卻水槽干燥切粒機(jī)篩選磁選計(jì)量包裝。2、  單螺桿擠出機(jī)造粒：原輔料配料高速混合機(jī)冷卻混合機(jī)單螺桿擠出機(jī)熱切機(jī)頭風(fēng)冷篩選磁選計(jì)量包裝。3、  雙階擠出機(jī)（一階雙螺桿擠出機(jī)，二階單螺桿擠出機(jī)）造粒：原輔料配料高速混合機(jī)冷卻混合機(jī)雙階擠出機(jī)熱切機(jī)頭風(fēng)冷篩選磁選計(jì)量包裝。4、  雙螺桿擠出機(jī)造粒：原輔料配料高速混合機(jī)冷卻混合機(jī)雙螺桿擠出機(jī)熱切機(jī)頭風(fēng)冷篩選磁選計(jì)量包裝。具體工藝：1、  雙輥開煉切粒生產(chǎn)工藝（1）&

119、#160;      準(zhǔn)備工作：著色劑、填充劑分別用80目篩網(wǎng)過篩，并分別加入增塑劑浸透后用三輥研磨機(jī)或膠體磨進(jìn)行研磨，備用。穩(wěn)定劑、抗氧劑及少量填充劑加入增塑劑中，攪拌成糊狀漿料，然后用三輥研磨機(jī)或膠體磨研磨，使?jié){料粒度小于0.050mm，升溫到90并一直攪拌，備用。PVC樹脂用60目篩網(wǎng)過篩。（2）       捏合：高速混合機(jī)中通入0.2MPa的蒸汽進(jìn)行加熱，投入PVC樹脂，然后緩慢加入研磨好的混合漿，待樹脂將增塑劑基本吸收后再加入填充劑、著色劑，物料呈膨脹疏松粉末時(shí)卸料，此時(shí)料

120、溫在110左右。全過程約需要510分鐘。（3）       密煉：蒸汽壓力0.30.4MPa，壓縮空氣壓力0.5MPa，密煉時(shí)間35分鐘，上頂拴抬起次數(shù)23次，物料密煉成團(tuán)狀小塊，無粉料時(shí)卸料。（4）       雙輥開煉：蒸汽壓力0.40.5MPa，輥溫160170（絕緣料溫度宜高些）至料完全塑化均勻后，以3mm厚度出片，所出料片應(yīng)塑化均勻，韌而光潔、無生料。（5）       冷卻：采用逆流浸沒式水冷卻槽，鼓風(fēng)機(jī)

121、除去料片上粘著的水分。（6）       切粒：采用平板切粒機(jī)。切好的電纜料無長條、斜方形及連?，F(xiàn)象。（7）       包裝：經(jīng)篩選磁選、計(jì)量后包裝。2、  普通單螺桿擠出機(jī)造粒生產(chǎn)工藝（1）       準(zhǔn)備工作：穩(wěn)定劑、填充劑、著色劑分別用80目篩網(wǎng)過篩，并分別加入增塑劑浸透后用三輥研磨機(jī)或膠體磨研磨。稱量后備用。增塑劑混合均勻后預(yù)熱90待用；樹脂用60目篩網(wǎng)過篩。（2）  

122、60;    捏合：投入PVC樹脂，然后加入增塑劑攪拌片刻，待樹脂將增塑劑基本吸收后，加入穩(wěn)定劑，靠摩擦熱使料溫升到90左右，再加入填充劑、著色劑，料溫升至110時(shí)，將料卸到冷卻混合機(jī)中降溫，至4550以下時(shí)出料。（3）       擠出造粒：擠出機(jī)（以SJ-120/20為例）溫度為80、120、160、170，機(jī)頭165（增塑劑添加量少時(shí)，溫度提高510左右）；擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速1030轉(zhuǎn)/分；機(jī)頭過濾網(wǎng)80目、120目各一層；風(fēng)冷采用風(fēng)壓0.07MPa（544mmHg）、風(fēng)量2250m3/h功率7.5kw

123、的離心式通風(fēng)機(jī)。（4）       包裝：經(jīng)篩選磁選、計(jì)量后包裝。3、  雙螺桿擠出機(jī)造粒生產(chǎn)工藝（1）       準(zhǔn)備工作和捏合工藝同單螺桿擠出機(jī)造粒工藝。（2）       擠出造粒：機(jī)身溫度130150；機(jī)頭溫度140186；主機(jī)轉(zhuǎn)速515轉(zhuǎn)/分。（3）       包裝：經(jīng)篩選磁選、計(jì)量后包裝。4、  雙階擠出機(jī)造粒生產(chǎn)工藝（1

124、）       準(zhǔn)備工作和捏合工藝同單螺桿擠出機(jī)造粒工藝。（2）       擠出造粒：雙階擠出機(jī)由兩部分組成，第一階為高速同向雙螺桿混煉機(jī)，第二階為低速單螺桿擠出機(jī)，兩者呈垂直正交布置，構(gòu)成雙階式復(fù)合機(jī)組；將同向雙螺桿與單螺桿優(yōu)勢(shì)結(jié)合互補(bǔ)。雙螺桿強(qiáng)制輸送、高效塑化混煉與剪切分散，無機(jī)頭背壓回流，避免了高剪切過熱；單螺桿高壓擠出，但低速低剪切，同樣回避了過熱矛盾。特別適合PVC等熱敏性物料的加工。雙螺桿加工溫度150185，單螺桿溫度130165。采用風(fēng)冷磨面熱切粒方式，粒料

125、經(jīng)旋風(fēng)分離器、振動(dòng)篩進(jìn)入料倉。（3）       包裝：經(jīng)篩選磁選、計(jì)量后包裝。PVC電纜料實(shí)際生產(chǎn)，可根據(jù)設(shè)備情況和現(xiàn)場(chǎng)條件靈活組合及搭配，關(guān)鍵是要保證配方準(zhǔn)確、物料混合充分均勻、塑化良好。因?yàn)殡娎|成型時(shí)還要再次受熱成型，所以造粒溫度不能太高。目前很多電纜料的生產(chǎn)，為了方便省事，研磨物料的種類和數(shù)量有所減少，甚至不研磨直接混合使用，往往會(huì)造成一些質(zhì)量方面的問題。PVC電纜料質(zhì)量問題原因剖析這里主要結(jié)合擠出造粒工藝來進(jìn)行分析和說明。一些簡(jiǎn)單的常規(guī)問題，比如粒料粘連（冷卻不充分）、模頭出料不一致或只有部分地方出料（模頭加熱不均或加熱不透、物料流動(dòng)性差等原因造成）等，這里不作為說明的重點(diǎn)。1、