阻燃工程狮必读 | PVC电缆如何选材以及配方设计

PVC电缆料是以聚氯乙烯为基础树脂，添加稳定剂、增塑剂、润滑剂以及碳酸钙等无机填充物等，经过混配捏合挤出而制备的粒子。对于广大的阻燃工程狮们来说，PVC电缆料的选材和配方设计一直是个重点钻研的问题。

那么，PVC电缆料选料以及设计配方有哪些注意点呢？首先，我们要从选料说起。

PVC树脂的选择

PVC分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但熔体的流动性与可塑性下降，耐热耐寒性越好，加工温度越高。

电缆料一般要求分子量高，且吸收增塑剂容易，常选用悬浮法疏松型、纯度高、杂质少、鱼眼少低型号PVC树脂。一般选用SG-1或SG-2，但目前这两种树脂偏少，所以很多电缆料采用SG-3型。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，要选用SG-1型。

增塑剂的选择

增塑剂的主要作用是降低聚合物的熔融温度和熔体粘度，进而降低聚合物的加工温度，赋予聚合物制品以柔软性和耐低温性能，但增塑剂的加入会使绝缘性能降低。增塑剂的挥发性及耐热性优劣顺序如下：TOTM  > DTDP > DUP > DIDP >DINP > DOTP > DOP。

a.  PVC电缆中增塑剂含量一般在 50~60PHR。通常选用耐热性和电绝缘性较好的品种，如DOP，它具有优良的综合性能，增塑效率高、挥发性小、耐寒性和电性能等良好，是理想的主增塑剂。但DOP单独使用难满足绝缘料电绝缘能性的要求。DOTP与DOP性能相近，但耐寒性、耐热稳定性和电绝缘性都好于DOP（比DOP高约18倍）。因此，需将DOP与DOTP增塑剂配合使用，可获得所需性能的绝缘料。

b.  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。

c.  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；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）。

d.  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。

e.  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。

f.  考虑增塑效率，应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。

稳定剂的选择

稳定剂盐基型铅盐作主稳定剂，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；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。

阻燃剂的选择

PVC电缆料中加入的增塑剂不同，电缆料的阻燃性和发烟性将会有所不同。增塑剂含量增加时，PVC的氧指数降低，对于不同的增塑剂，下降的快慢程度基本一致，因此，需要在配方中添加一定量的阻燃剂。研究发现：随着阻燃剂用量的增加，PVC电缆料的阻燃性能会有明显提高。

小贴士

（1）加入滑石和陶土作为填充剂时，氧指数提高1到2倍，但是电缆料的燃烧速度也会加倍，最大减光系数不变。

（2）加入Al（OH）3作为填充剂，燃烧速度增加50%，氧指数增加，最大减光系数下降，所以它对发烟量抑制的效果较好。

（3）加入CaCO3填充剂，随着加入量的增加，PVC电缆料的氧指数下降，且最大减光系数也下降，所以加入CaCO3的量不能太多，否则会影响到电缆料的阻燃抑烟效果。但是CaCO3可以作为HCl气体的捕获剂，具有非常显著的效果。

润滑剂的选择

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。

填充剂的选择

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，在绝缘级电缆料中可选用煅烧陶土（电用级）为填充剂；护套（层）级电缆料可选用碳酸钙为填充剂。

聊完了选材，我们再来总结一下配方设计的几个注意点。

1、对于一般护套级PVC电缆料，增塑剂用量为 0～60PHR，稳定剂 6～8PHR，润滑剂 1.5～2PHR，填充剂 10～20PHR。增塑效率差的增塑剂，用量应多些；填充料用量大时，增塑剂、润滑剂用量可大些；使用非活性填充剂时，增塑剂、润滑剂用量宜大些；护套级电缆料一般要加入5PHR左右的耐寒增塑剂；

2、对于一般绝缘级电缆料，增塑剂用量为 40～50PHR，稳定剂 6～8PHR，润滑剂l～1.5PHR，填充剂 10PHR左右；增塑剂、润滑剂用法参照护套级电缆料；

3、挥发性大的DBP这类增塑剂不能用于电缆料；

4、耐高温电缆料除了要选用耐高温增塑剂外，还应增加稳定剂用量，添加 0.3～0.5PHR的抗氧剂；

5、对于绝缘性能要求高的电缆料，应选用煅烧陶土这类填充剂，高分子聚台物增塑剂的增塑效率较差，制定配方时应酌情增加增塑剂用量；

6、制定透明电缆料配方时，应选用和树脂相容性好的增塑剂，直选用有机锡等透明稳定剂，并严格控制润滑剂的添加量；

7、设计阻燃电缆料配方时，应选用复合阻燃体系为宜；

8、制定高聚合度电缆料配方时，应选用复合加工改性剂，提高其加工性能；

9、制定非迁移电缆料配方时、应选择聚酯类或高分子聚合物类增塑剂；

10、选用复台稳定剂时，其用量较三盐等稳定剂略多些；

11、在保证电缆料加工及使用正常的条件下，要尽量减少稳定剂用量，防止其用量过多而产生“填料效应”。

介绍到这里，各位阻燃工程狮们，有没有觉得PVC电缆料选材和配方设计瞬间easy好多了呢？