PVC电缆料配方设计及实例

PVC电缆料配方设计及实例

PVC电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。PVC电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大。因此，一般主要用作低压（≤1KV）和中高压（6~10KV）电缆的绝缘层。PVC塑料由于具有难燃、耐油、耐电晕、耐化学腐蚀和良好的耐水性能，因此还广泛用作电线电缆的护层材料。利用添加特种性能助剂或改性剂，可以分别制造出耐热型（105℃）、耐寒型、耐油型、难燃型、特软型和无毒型的PVC电缆料，以满足特殊电线电缆产品的需要。

电缆料在PVC配方中属于性能要求较高的品种，特别是电绝缘性、耐低温性和耐老化性等都有一定要求。配方设计时必须考虑这些特殊的要求。

PVC电缆料可分为护层级和绝缘级两种。护层级要求耐热性好，而绝缘级则要求绝缘性好。

各组分选择的要点如下：

1、 PVC树脂：要求分子量高，而且吸收增塑剂容易，因此选用悬浮法疏松型PVC树脂。另外，还应选用纯度高的、杂质少的、鱼眼少的低型号树脂，一般选用SG-1或SG-2，目前一些厂家也有选择SG-5型的树脂的，但原则上不提倡。目前由于1、2型树脂偏少，所以很多电缆料采用的是SG-3型PVC树脂。高级电绝缘材料应选用SG-1型

树脂，一般电绝缘材料可选用SG-2、3型。耐热级要求高的电缆料，更要选用SG-1型。

2、增塑剂：增塑剂含量一般在50PHR左右，最高高达60PHR。通常选用耐热性和电绝缘性较好的品种，如DOP，为改善耐寒性可添加DOS、DOA，为提高耐热性可添加偏苯三酸三辛酯。几种增塑剂复合使用往往效果好，实际电缆料配方中一般增塑剂都是复合使用的。

电绝缘性高的电缆料，主增塑剂可选用磷酸酯，通用级则可选用苯二酸酯作主增塑剂。氯化石蜡可提高电绝缘性。脂肪酸酯、环氧增塑剂都可改善电缆料的耐低温性能，且后者耐气候性也很好。

增塑剂的耐挥发性能和耐热性是决定电缆料的耐高温性能的关键。对于耐温70℃的电缆料，可使用邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）或邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）等增塑剂。对于耐温90℃的电缆料，应使用邻苯二甲酸双十一酯、邻苯二甲酸双十三酯。耐高温105℃的电缆料，则应选用具有更高耐热性的增塑剂，如偏苯三酸三辛酯（TOTM）。增塑剂的酸值对电缆料的电绝缘性、耐热性有影响，应选择酸值较小的增塑剂。增塑剂的分子量、闪点对电缆料的加热损失有影响，应选择闪点较高、分子量较大的增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯与邻苯二甲酸二辛酯比较，己二酸二辛酯与癸二酸二辛酯比较，前者分子量小，闪点低，故加热损失也较大。

选用增塑剂时还应考虑其增塑效率。选用增塑效率较高的增塑剂，可以减少配方中增塑剂用量。增塑剂用量与绝缘性能有关，减少增塑剂量有利于提高绝缘性能。

3、稳定剂盐基性铅盐作主稳定剂，一般选用多种稳定剂配合使用，发挥协同作用，以提高热稳定性。三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅并用，可兼顾热、光稳定性。耐高温电缆主稳定剂采用耐热性好的二盐基性苯二甲酸铅。国外配方大多是无铅、无镉的，以防止铅、镉中毒。目前复合铅稳定剂在PVC电缆料中也有了广泛的应用，添加量在4~6PHR。环保类电缆料中多使用钙/锌复合稳定剂。在配方中添加抗氧剂，可以抑制PVC的热氧化降解。抗氧剂可以选用双酚A。

4、润滑剂：由于有较大量的增塑剂，所以对内润滑剂的要求不是很高。润滑剂主要是提高电缆料的表面光亮度。常选用金属皂类、硬脂酸及石蜡等，加入量为1PHR左右。

5、填充剂：电缆料中加入填料可以提高电绝缘性能、耐热性能和降低成本，但用量过多会造成成型性及电缆料性能下降。为提高绝缘性，在绝缘级电缆料中科选用煅烧陶土（电用级）为填充剂。护套（层）级电缆料可选用碳酸钙为填充剂。

参考配方：（重量份）

PVC绝缘级电缆料

（1）

PVC 100 二碱式亚磷

酸 2

DOP 20 硬脂酸

铅 0.8

氯化石蜡 18 硬脂酸

钙 0.4

M-50 18 碳酸

钙 4

三碱式硫酸铅 3 煅烧陶

土 6

（2）低成本

PVC 100 DOP

38

环氧大豆油 3 氯化石

蜡 12

三盐基性硫酸铅 5 二盐基性硬脂酸

铅 2

陶土 10 碳酸

钙 10

（3）

PVC 100 碱式碳酸

铅 6

DOP 34 硬脂酸

钙 1

42%氯化石蜡17 双酚

A 0.25

电气级陶土 10

相关性能：硬度（邵氏）91；拉伸强度20MPa；伸长率430%；拉伸强度保持率105%；伸长保持率92%；电线耐温60℃。

（4）

PVC 100 碱式碳酸

铅 6

DOP 27.5 硬脂酸

钙 1

52%氯化石蜡27.5 双酚

A 0.25

电气级陶土 10

相关性能：硬度（邵氏）89；拉伸强度20MPa；伸长率420%；拉伸强度保持率104%；伸长保持率100%；电线耐温60℃。

(5)

PVC 100 三碱式硫酸

铅 6

DIDP 55 硬脂酸

钙 1

电气级陶土 10 双酚

A 0.25

相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度17.2MPa；伸长率390%；拉伸强度保持率104%；伸长保持率117%；电线耐温90℃。

（6）

PVC 100 三碱式硫酸铅 6

DIDP 45 硬脂酸

钙 1

42%氯化石蜡 15 双酚

A 0.25

电气级陶土 10

相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度16.8MPa；伸长率310%；拉伸强度保持率100%；伸长保持率113%；电线耐温90℃。

（7）

PVC 100 三碱式硫酸

铅 6

DIDP 40 硬脂酸

钙 1

52%氯化石蜡 22 双酚

A 0.25

电气级陶土 10