PVC電線電纜料主要構(gòu)成與特性
PVC電纜料:PVC電線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(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(chǎn)品的需要。
PVC電纜料配方: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(yīng)選用純度高的、雜質(zhì)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(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,*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(fù)合使用往往效果好,實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(yīng)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(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、閃點對電纜料的加熱損失有影響,應(yīng)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(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.增塑劑:增塑劑含量一般在50PHR左右,*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(fù)合使用往往效果好,實際電纜料配方中一般增塑劑都是復(fù)合使用的。
4.潤滑劑:由于有較大量的增塑劑,所以對內(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。
PVC電纜料配方設(shè)計要點:(1)對于一般護套級PVC電纜料.增塑劑用量為 0~60PHR,穩(wěn)定劑6~8PHR,潤滑劑1.5~2PHR,填充劑10~20PHR:增塑效率差的增塑劑,用量應(yīng)多些;填充料用量大時.增塑劑、潤滑劑用量可大些;使用非活性填充劑時.增塑劑、潤滑劑用量宜大些;護套級電纜料一般要加入5PHR左右的耐寒增塑劑;(2)對于一般絕緣級電纜料,增塑劑用量為40~50PHR.穩(wěn)定劑6~ 8PHR.潤滑劑l~ 1.5PHR.填充劑l0PHR左右;增塑劑、潤滑劑用法參照護套級電纜料;(3)揮發(fā)性大的DBP這類增塑劑不能用于電纜料;(4)耐高溫電纜料除了要選用耐高溫增塑劑外。還應(yīng)增加穩(wěn)定劑用量。添加0.3~0.5PHR 的抗氧劑;(5)對于絕緣性能要求高的電纜料.應(yīng)選用煅燒陶土這類填充劑 ( 高分子聚合物增塑劑的增塑效率較差.制定配方時應(yīng)酌情增加增塑劑用量;(6)制定透明電纜料配方時.應(yīng)選用和樹脂相容性好的增鰻劑.直選用有機錫等透明穩(wěn)定劑,并嚴格控制潤滑劑的添加量;(7)設(shè)計阻燃電纜料配方時.應(yīng)選用復(fù)合阻燃體系為宜;(8)制定高聚合度電纜料配方時.應(yīng)選用復(fù)合加工改性劑,提高其加工性能;(9)制定非遷移電纜料配方時、應(yīng)選擇聚酯類或高分子聚合物增塑劑;(10)選用復(fù)臺穩(wěn)定劑時,其用量較三鹽等穩(wěn)定劑略多些;(11)在保證電纜料加工及使用正常的條件下.要盡量減少穩(wěn)定劑用量.防止其用量過多而產(chǎn)生“填料效應(yīng)”。
電纜料生產(chǎn)工藝:(1)單螺桿擠出機生產(chǎn)工藝流程:原輔料---配料----高速捏合機---單螺桿擠出機---風冷---篩選磁選---計量---包裝。
(2)單螺桿雙階擠出機生產(chǎn)工藝流程:原輔料---配料---高速捏合機---單螺桿雙階造粒機---冷卻干燥----篩選磁選---計量---包裝。
(3)雙螺桿擠出機生產(chǎn)工藝流程:原輔料---配料---高速捏合機---雙螺桿擠出機一一風冷---篩選磁選---計量---包裝。
(4)輥壓切粒生產(chǎn)工藝流程:原輔料---配科---高速捏合機---密煉機---雙輥開煉機---冷卻水槽 ---干燥---切粒機---篩選磁選---計量---包裝。
PVC電線電纜膠粒生產(chǎn)中的異常現(xiàn)象:1. 起顆粒(形狀規(guī)則)攪拌:混煉時不均,可塑劑包裹PVC,產(chǎn)生顆粒;死角:指在不同批次混料時料筒里沒有清理干淨,殘余料過度膠化押出:溫度不夠,膠化不良,產(chǎn)生顆粒;可以使用濾網(wǎng):提高背壓,使膠化不好的PVC回流。
2. 雜質(zhì)顆粒(形狀不規(guī)則,棱角狀顆粒)雜質(zhì)主要來自原材料中的CCR、CaCO3;來自安定劑的雜質(zhì)很少:鈣鋅系中少,鉛系中多點。
3.結(jié)團A、押出溫度過高,風冷機降溫效率低,導(dǎo)致結(jié)團;B、押出溫度正常,出現(xiàn)結(jié)團一般是與原材料中的安定劑有關(guān)系。結(jié)團與操作有關(guān),可通過調(diào)控溫度來避免4、色差:A、人為因素:配色;B、材料有關(guān);安定劑很差,在配色過程中不停攪拌升溫,PVC劣化變黃。
5、氣孔:人為操作原因-加工溫度過高,外滑劑不足,低分子量物質(zhì)氣化;機臺原因-押出過程中,物料夾帶的空氣被擠出,機臺排氣不好會引起小氣孔。
6、膠化不良:與機臺、操作溫度有關(guān)。
7、外觀:A、粗糙I、與材料:CaCO3粒徑不穩(wěn)定過大(重鈣2500粒徑在1.5um以下)II、人為操作:滑劑比例過低B、無光澤:膠化溫度過低,膠粒霧面無光澤。
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