电线电缆用软聚氯乙烯电缆料

电线电缆用软聚氯乙烯电缆料一、PVC电缆料分类：电线电缆用软聚氯乙烯电缆料（以下简称PVC电缆料）一般分为绝缘级和护层级，有时还可以详细分为绝缘、护层、耐侯、阻燃、无卤等等。

详细分类及其应用看附表1，机械物理性能及电性能国家标准看附表2二、PVC电缆料性能特点：1．绝缘级PVC电缆料要求绝缘性好，护层级PVC电缆料要求耐热性好2．外观：绝缘级PVC电缆料颜色有白色、红色、黑色、黄色、蓝色、绿色、橙色、灰色、棕色、青绿色、粉红色等多种。

护层级PVC电缆料颜色有黑色、白色、灰色等。

PVC电缆料必须塑化良好，色泽均匀，不应有明显杂质。

三．线缆行业对电缆料的要求：过去，线缆业生产的线缆往往以表面光亮为荣。

为此，线缆业除要求PVC电缆料的生产厂提供的颗粒在挤出时应表面光亮外，还往往通过提高挤出温度等方法来达到表面光亮的目的；然而，随着时间的推移，线缆业的美学观发生了变化，目前众多线缆生产者、销售者、使用者（特别是三资企业）提出希望PVC电缆料行业生产的塑料挤出成缆后外观能具有柔和的"亚光"效果，从这一要求考虑，PVC电缆料行业未能达标。

由于线缆的应用领域不同而对电缆料的要求也不一样。

随着汽车工业的发展，汽车用线缆业日益增多，汽车用低压电缆有刮磨次数的要求，为此汽车线缆生产商对PVC电缆料提出了耐磨性的要求，通常的电缆料远远不能满足要求，这就要求PVC电缆料的配方研制人员使用新的材料研制新的配方，以满足汽车线缆商的要求。

汽车高压点火线的用量也很大，它不同于其它线缆的特殊要求是要进行电线表面放电试验，因而要求PVC电缆料具有较高的体积电阻率，同时鉴于使用方面的要求，汽车线缆商还要求高压点火线要柔软有弹性，而对于PVC电缆料来说，要柔软有弹性，就要增加更多的增塑剂，而更多增塑剂的加入又意味着体积电阻率的下降，这本身是一对矛盾，如何解决和处理好这一矛盾，是汽车线缆业对PVC电缆料提出的又一要求。

通讯产业的发展，带动了程控交换机的进步，亦带来了大量程控线缆的需求。

国内程控线缆的制造商有许多进行了设备引进，使用进口材料能以1000 m/min左右速度挤出，且挤出的线缆绝缘电阻高、老化性能好（能经受符合UL标准要求的烘箱老化），而国产PVC电缆料行业面临挤出放线速度慢、绝缘电阻低、电化性能欠佳的问题。

电线电缆的阻燃是今后发展的方向，多年来PVC电缆料行业顺应这一方向的发展要求，研制成功了具有一般阻燃性能（即氧指数在30以上）的阻燃PVC电缆料。

但随着时代的发展、社会的进步，用户对电线电缆的阻燃性能又提出了新的需求，燃烧试验亦进行了改进，原有阻燃PVC电缆料已不能满足要求，特别是阻燃PVC电缆料在燃烧时产生大量的黑色烟雾和HCL气体，严重影响火灾发生时的人员逃生、危急人民生产财产安全的问题越来越受到重视，高性能低烟低卤阻燃PVC电缆料的研制应运而生，降低电缆燃烧时的烟密度，提高透光率成为阻燃PVC电缆料研制中的首要问题。

四、PVC电缆料行业对PVC树脂的需求1.分子质量分布均匀的PVC树脂开放式炼胶机生产的PVC电缆料的混制工艺已相当完善，但是当使用螺杆挤出机作为主要混制设备时，由于混制过程中物料所受的剪切力较在开炼机上所受的剪切力低，部分高分子质量的PVC树脂难以塑化，因而塑化效果不如开放式生产的工艺质量好。

但鉴于螺杆式混制工艺具有密闭性好、不易混入杂质、劳动强度低、劳动生产率高、影响产品质量的人为因素较少等优点，因而成为今后PVC电缆料混制的主要发展方向，特别是双螺杆混制设备的日益成熟，这一方向更趋于明朗。

这就需要PVC树脂厂提高PVC树脂分子质量分布的均匀度，减少鱼眼数量、提高产品质量，以满足螺杆式混制工艺的要求。

2.PVC消光树脂亚光（消光）PVC树脂的生产，亦应作为树脂生产厂的攻关项目。

研究表明，通用的PVC树脂成型加工时降低加工温度可达到消光的目的，但是降低加工温度会造成树脂混炼、熔融不充分，即使制品的机械性能降低，又使制品表面消光不均匀。

另外，改变成型加工配方，填充大量的无机填料，也可达到部分消光的目的，若添加的无机填料量太少，消光效果不明显，即使大量添加，消光效果提高得也不多，而且加入大量无机填料也大大降低了线缆的机械性能，存在着对加工条件依赖较大，消光效果不充分的缺点。

因而，亚光塑料的实现，还有赖于PVC消光树脂的生产。

3.本体法PVC树脂本体法生产的PVC树脂与PVC电缆料行业现普遍采用悬浮法PVC树脂相比，具有杂质含量极少、流化温度较低、流动性能较好、不同批次产品质量一致性好以及残留VCM低等特点，适用于高透明度、高绝缘、高速挤出以及无毒PVC电缆料的生产。

但本体法PVC 树脂在PVC电缆料中的应用情况未见相关报道，本体法PVC树脂生产企业应该与PVC电缆料加工企业密切配合，早日将本体法PVC树脂应用于PVC电缆料中。

4.高聚合度PVC树脂目前，许多PVC树脂厂已经开发研制成功并工业化生产的高聚合度（P2500和P4000）PVC树脂，已经得到很多PVC电缆生产厂的认可并投入了生产。

鉴于此，PVC树脂厂除应按GB/T 5761-93"悬浮法聚氯乙烯树脂"生产常规产品外，还要适当安排高聚合度树脂的生产，以满足PVC电缆料行业的需求，更好地为下游产品服务。

五、电缆料配方设计要点PVC成型加工所需要的塑化温度与分解温度接近，较难加工，且PVC本身稳定性、脆性较差，必须与稳定剂、润滑剂、增塑剂、颜料和冲击改性剂等合理搭配，才能生产出各种型号的电缆料。

电缆料主题配方公式：PVC+增塑剂+稳定剂+润滑剂+抗静电剂+其他配料。

1.树脂选择：树脂是电缆料主要原料，因此成型加工首先要考虑的是选择合适的PVC。

1）选择树脂的类型上面已经提到本体法树脂的优点，对绝缘级电缆料最好选择本体法PVC树脂，但现在PVC电缆料行业现普遍采用悬浮法PVC树脂，主要原因是悬浮法较好解决了撤热问题，其后处理技术也不复杂。

整个制造工艺易掌握，成本低，是产量最大的一种，而本体聚合技术难度最大，聚合时散热及聚合物粒度的控制难解决，所以工业化进程缓慢。

2）选择树脂分子量树脂的分子量与电缆料的物理机械性能有关，分子量高，电缆料拉伸强度、冲击强度高，但加工时流动性和可塑性较低，所需加工温度较高，需要加增塑剂。

电线电缆用软聚氯乙烯电缆料应该采用分子量高的PVC。

绝缘材料普遍采用的PVC树脂是PVC-SG2一级品，是悬浮法PVC。

在高电性能绝缘料中一般采用PVC-SG1一级品比较合适，其电绝缘性能相对其他悬浮法树脂较好。

2.增塑剂体系：PVC塑料大分子中由于Cl-的负电性，整个PVC分子成为一个大的偶极子，偶极子间产生的作用力，使分子链没有活动的可能，分子缠绕成团状或卷曲状，材料呈坚硬状态。

增塑剂的加入，溶于聚合物分子之间，起隔离、屏蔽、偶合作用，消弱了分子间作用力，从而增加分子链的移动性，降低了分子链的结晶性，使玻璃化温度，流动温度降低。

改善了树脂加工性。

而随着PVC分子问作用力减小，自由体积增加，因而提高了离子载流子的迁移率．使导电性增加，体积电阻率下降。

因此增塑剂加入量需要适当控制为好。

增塑剂的性能由化学结构决定，按化学结构可分为如下几类。

①邻苯二甲酸类，如DOP,DBP,DIDP等是增塑剂的主体。

②脂肪酸二元酸酯类，如DOA,DOS等是作为耐寒的辅助增塑剂。

③磷酸酯类，如DCP具有阻燃性，但耐寒性差，毒性大。

④环氧酯类，如ESO可以提高耐热性、耐侯性。

⑤聚酯类，耐热、耐侯、耐油性好，相容性和加工性差。

⑥烷基磺酸苯酯类，如M-50相容性、耐侯性、机械电性能好。

⑦含氯增塑剂，如氯化石蜡阻燃性、绝缘性好，但相容性差。

⑧多元醇酯类，如季戊四醇酯耐热性好，二元醇酯耐寒性好。

⑨偏苯二酸酯类，耐热、耐久性好。

实际生产中为了兼顾各中要求，配方中几种增塑剂复合使用，这样才能配方体系中各种增塑剂有互补作用，从而达到协同效果。

PVC 树脂常用增塑剂看附表3３.稳定剂体系PVC热稳定性较差，加热到100℃以上时，放出氯化氢，氯化氢有自催化作用，在有氧存在，且有铁、铝、锌、锡、铜与镉等离子的作用时，对PVC降解起催化作用，形成含不饱和共轭结构的化合物，使电缆料变色、变形、机械强度下降、电性能下降等等。

因此在加工配方中加入热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂与螯合剂等。

选择稳定剂要根据电缆料的要求，从耐热性、耐寒性、加工性、相容性、电绝缘性等方面加以考虑。

1）热稳定剂热稳定剂作用是吸收和中和PVC树脂热分解释放出的HCl，并与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反应，以阻缓PVC树脂降解。

热稳定剂主要有以下几种。

①铅盐类稳定剂，如三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸铅等，有良好的热稳定性、电性能、价廉。

但由于铅盐有毒，国外已禁止使用。

②金属皂类，如硬酯酸钙、硬酯酸锌、硬酯酸铅、镉等，金属皂类稳定剂相互间良好的协同效应，两种以上金属皂并用效果较好。

钙锌类稳定剂无毒，但热稳定性相对较低；镉皂耐热时间短，有毒；钡皂耐热时间长，易渗出。

③有机锡稳定剂，如马来酸二正辛基锡，硫醇锡等，有极好的热稳定性，是PVC制品中使用最普遍的热稳定剂，但其价贵，一般用量不超过2份。

④环氧化合物，如环氧大豆油，环氧硬脂酸酯，通常作辅助稳定剂。

⑤液体复合热稳定剂，是由有机化合物的金属皂、溶剂（如白油、多元醇等），抗氧剂复合配制的。

⑥有机磷酸酯类，如亚磷酸三苯酯，有很好的初期着色性，长期稳定性。

2）光稳定剂PVC电缆料在日光或强的荧光下，由于吸收了紫外光能量，引发了自动氧化反应，促使PVC降解与老化，假如光稳定剂，以提高紫外线抗紫外线能力。

通常光稳定剂的用量为0.01～0.5份。

光稳定剂按其作用机理可分为以下几种。

①光屏蔽剂，屏蔽外光波，多为无机填料，如碳黑。

②紫外线吸收剂，选择性强烈吸收高能量紫外光，经性能量转换和释放，主要是二苯甲酮和苯并三唑类。

③猝灭剂，不强烈吸收紫外线，而是通过分子间的能量转移，将激发态的分子“猝灭”，主要是锡的有机络合物。

④自由基捕获剂，是具有空间位阻效应的哌啶衍生物。

3）抗氧剂是链断裂终止剂或称自由基消除剂，有主抗氧剂（自由基终止剂）和辅助抗氧剂（过氧化合物分解剂和金属离子钝化剂）二类。

主抗氧剂主要有双酚A，多酚类。

辅助抗氧剂常用的为亚磷酸酯类，主辅抗氧剂并用，有良好的协同效应。

4）螯合剂在PVC塑料稳定体系中，亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂，而且又起螯合剂作用。

它能与促使PVC脱HCl的有害金属离子生成金属络合物。

4.润滑剂用以减轻摩擦的物质称润滑剂。

根据润滑剂的作用机理，可将其分为外部润滑剂和内部润滑剂两类。

外部润滑剂的作用是一种界面润滑，它们与聚合物的相容性很小，在加工过程很容易从聚合物内部转折到表面，形成一个润滑剂分子层，降低聚合物与设备表面的摩擦力。