架空绝缘级PVC电缆料的研制

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防老化剂的选择
架空绝缘级PVC电缆料的加工工序与普通70℃绝 缘级PVC电缆料的加工工序相同,只是工艺条件略 有不同。加工工序分为研磨、混合、过筛、挤出 造粒和包装。
研磨将三盐、二盐、硬脂酸铅、光热稳定剂等固 体助剂与增塑剂混合,而后在三辊研磨机上研磨;将 炭黑与增塑剂混合,在三辊研磨机上研磨。调整辊 距,经三次研磨,使固体物料细度在25μm以下。而 后将研细的物料运至混合工序。
润滑剂的选择
润滑剂的作用是缓解聚合物分子之间的内 摩擦以及聚合物与加工机械表面的外摩擦。 PVC电缆料中,我们选用固体石蜡与硬脂酸 作润滑剂,添加量分别为0.5份。
颜料的选择
由于架空绝缘电缆的外皮颜色规定为黑色,因 此,PVC架空绝缘级电缆料所用的颜料为炭黑。 炭黑的生产方法分为槽法、炉法。槽法炭黑 屏蔽紫外线效果比炉法炭黑好,所以选用槽法 炭黑。炭黑依粒径不同又分为补强炭黑和色 素炭黑,电缆料着色当然选用色素炭黑。色素 炭黑分为高色素炭黑(10~15 nm)、中色素炭 黑(16~18 nm)、普通色素炭黑(21~24 nm)、 低级色素炭黑(24~29 nm)。中色素炭黑所在 粒径范围对紫外线屏蔽效果最好(2)因此,架空 绝缘级PVC电缆料选用中色素槽法炭黑,炭黑 的添加量为1.5份。
表2 加工普通绝缘料与架空绝缘料 时挤出机各段温度控制 ℃
结语
架空绝缘级PVC电缆料经上海电缆研究所 国家电线电缆质量监督检测中心检测,各项 指标全部合格。此料开发的关键是产品配 方,因为各项指标具有相互制约关系,既要使 粒料质量合格,又要使投料成本最低,所以各 种助剂的添加量有一个最佳配比。
混合、过筛
将研磨好的助剂与增塑剂、润滑剂、颜料、填 充剂通过计量加入高速加热混合机中,达到设 定温度110℃后将物料送入冷却搅拌机,待料温 降至60℃左右后出料,送入振动筛,过滤掉各种 杂质,随后送入挤出工序
挤出造粒
PVC混合物粉料进入挤出机加料斗,经加热、 剪切、塑化,在机头法兰处又进行一次过滤, 过滤网为60目,熔融物料通过机头,在旋转切 刀作用下切成圆柱形粒料,经通风机送至料 斗,降温后包装。生产架空绝缘级PVC电缆 料时挤出机各段温度控制与生产普通70℃ 绝缘级PVC电缆料时挤出机各段温度控制 平均高约10℃。
310 nm(1),适合于此波长吸收的有羟基苯甲酮类 和苯基连三氮杂茚类。我们选用UV-531(2-羟基4-正辛氧基二苯甲酮)。抗氧剂1010和UV-53的添 加量为0.2~0.5份。
防老化剂的选择
由于增塑剂己二酸二辛酯使PVC混合体系 的体积电阻率显著降低,因此架空绝缘级 PVC电缆料在单纯添加轻质碳酸钙的情况 下已达不到1×1012Ω·m的要求,而锻烧陶 土具有活性吸附中心,能够吸附PVC混合体 系中的杂质和电解质,从而使体积电阻率提 高,所以我们选用轻质碳酸钙和锻烧陶土共 同作填充剂。填充剂的添加量为20~30份。
意义
在我国东北、内蒙古等地区冬季气温常低 于-25℃,因此这些地区使用符合GB 1252790的架空绝缘电缆是十分必要的。随着城 乡电网改造的深入,对于架空绝缘级PVC电 缆料的需求会越来越大。
架空绝缘级PVC电缆料的质量要求
由于架空绝缘级PVC电缆料尚无国家标准, 我公司根据GB12527-90《额定电压kV及以 下架空绝缘电缆》制定了企业标准。在它 的性能指标中,低温冲击脆化温度较70℃普 通绝缘料低20℃,防气候老化性能是70℃普 通绝缘料不要求的。
防老化剂的选择
架空绝缘级PVC电缆料要求耐气候老化,因 此PVC混合物中应加入部分抗氧剂。阻止 PVC热氧老化物质为酚类抗氧剂,我们选用 抗氧剂1010,即四[3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基 苯基)丙酸]季戊四醇酯。由于炭黑只具有屏 蔽紫外线作用,因此要防止PVC光氧化还要 加入部分紫外线吸收剂。PVC的敏感波长为
架空绝缘级PVC电缆料的主要性能指标
原材料的选择
PVC树脂的生产分为本体聚合法、 悬浮聚合法、溶液聚合法和乳液聚 合法。电缆料用PVC树脂为悬浮法 树脂SG 1~3型,PVC树脂的平均聚 合度(-P)越大,电绝缘性与力学性能 越好,但加工流动性较差。
增塑剂的选择
对于聚氯乙烯电缆料,要求选用挥发性小、耐热性好、电 绝缘性优良的增塑剂,例如:邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、对 苯二甲酸二辛酯(DOTP)、氯化石蜡、己二酸二辛酯 (DOA)、癸二酸二辛酯(DOS)。DOP是各方面综合性能良 好的增塑剂,DOTP在电性能、耐寒性能、耐挥发性能上均 优于DOP,因此架空绝缘电缆料选用DOTP作部分增塑剂。 由于架空绝缘级PVC电缆料要求-35℃时低温冲击不脆化, 氯化石蜡的低温柔性为-14.2℃,所以不能选用;DOA、DOS 的低温柔性分别为-66℃、-69.1℃(1),而且挥发性小、电绝 缘性优良,可以选用。在使用这些增塑剂时,必须对原材料 的酸值、闪点、加热减量、体积电阻率进行严格检验,以 确保电缆料的质量。PVC混合物中增塑剂添加量越 大,PVC混合物的电绝缘性越差,为了确保体积电阻率合格, 经试验,我们将增塑剂的添加量定为41份,增塑剂选用 DOTP和DOA并以DOA为主。
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热稳定剂的选择
PVC热稳定剂的作用是阻止或延缓PVC受 热分解。铅盐、钡盐类热稳定剂,如三盐基 性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅、 硬脂酸钡,既具有优良的稳定PVC的功能,又 具有优良的电性能,同时它们还能吸收紫外 线,防止PVC受光照老化,因此热稳定剂选用 三盐、二盐、硬脂酸铅及硬脂酸钡。稳定 剂的添加量为5份。
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