環(huán)保聚氯乙烯電纜料配方組分的分析與應(yīng)用

黃雪琴

四川川東電纜有限責(zé)任公司 四川達(dá)州 635100

在電纜行業(yè)，用無鹵低煙電纜料取代PVC電纜料的呼聲越來越高，但是PVC電纜料本身具有短期內(nèi)還無法取代的優(yōu)勢（如價格低廉，阻燃性好，加工設(shè)備、工藝簡單，柔軟度好，電絕緣性好，耐油、耐化學(xué)試劑等），因此短期內(nèi)完全禁止PVC電纜料的使用并不現(xiàn)實。故而環(huán)保PVC電纜料就成為了這一過渡階段的產(chǎn)品，所以我們需要對環(huán)保PVC電纜料進(jìn)行開發(fā)。

一、PVC環(huán)保電纜料配方的要求

目前，世界上比較通行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)就是歐盟的ROSH指令，因此我們的基礎(chǔ)原則就是需要符合ROSH指令。而ROSH指令的目的在于消除電器電子產(chǎn)品中的鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚共6項物質(zhì)，并重點規(guī)定了鉛的含量不能超過0.1%。因此我們在配方設(shè)計的時候就需要避免使用該類物質(zhì)。

二、環(huán)保聚氯乙烯電纜料配方組分的分析與討論

（一）環(huán)保聚氯乙烯電纜料典型配方

組分名稱 分量PVC樹脂 100增塑劑 40-70填充劑 20-60穩(wěn)定劑 3-8潤滑劑 0-1加工助劑 1-5阻燃劑 若干著色劑 若干

（二）PVC樹脂的選擇與分析

PVC樹脂的主要性能指標(biāo)就是聚合度，所以選擇PVC樹脂就是確定所需聚合度大小。PVC樹脂聚合度的大小關(guān)系到PVC電纜料的各項性能指標(biāo)。聚合度越高，產(chǎn)品的拉伸強度、沖擊強度、彈性強度、彈性模量越大，耐熱性、耐寒性、彎曲性、彈性、耐磨耗性、耐曲饒性等更好。但同時隨著聚合度的增加，產(chǎn)品的流動性變差，不易塑化，需提高塑化溫度。所以，我們在設(shè)計配方時應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品的性能要求來選擇PVC樹脂。

（三）增塑劑的選擇和分析

增塑劑的主要作用是降低聚合物的熔融溫度和熔體粘度，進(jìn)而降低聚合度的加工溫度，賦予產(chǎn)品合適的硬度。但是不同種類的增塑劑有不同的性能，如相容性、揮發(fā)性、耐寒性、電絕緣性、遷移性、耐油性、耐熱性等。

我們在設(shè)計配方的時候應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品的性能要求來選擇增塑劑。同時歐洲部分地區(qū)，對鄰苯類增塑劑的使用也有特殊要求，因此，我們的主增塑劑可以選擇DOTP、TOTM等，輔助增塑劑可以選擇ESO、氯化石蠟以及根據(jù)配方的性能需求選擇相應(yīng)的增塑劑；然后通過正交實驗來確定最佳配比。

（四）填充劑的選擇與分析

填充劑的作用主要是降低成本，同時不同的填充劑對產(chǎn)品性能有不同的改善。碳酸鈣是最常用的填充劑，因為其價格低廉、適應(yīng)性較好，加入適量的碳酸鈣可以提高產(chǎn)品的拉伸強度，降低產(chǎn)品的熱變形率；但是加入過量的碳酸鈣，產(chǎn)品的拉伸強度、沖擊強度、耐寒性能就會降低，硬度、密度也會增大。煅燒陶土能夠較好的提高電纜料的電絕緣性能，但是很多煅燒陶土存在著顏色不純，對顏色覆蓋力較強，如需制做顏色鮮艷的產(chǎn)品還需謹(jǐn)慎選擇，而且煅燒陶土的吸油值較高。因此我們在設(shè)計配方時贏綜合考慮產(chǎn)品的性能，冰通過實驗來確定各種填料的最優(yōu)添加量。

（五）穩(wěn)定劑和抗氧劑的選擇與分析

聚氯乙烯對光、熱的穩(wěn)定性較差，在不加穩(wěn)定劑的情況下，聚氯乙烯在100℃即開始分解。穩(wěn)定劑的作用就是提高聚氯乙烯分解的溫度，延緩聚氯乙烯的分解速度。為了符合ROSH的規(guī)定，我們一般都選用鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，這類穩(wěn)定劑著色性和耐候性俱佳，而且環(huán)保。

PVC樹脂在成型、使用、貯存的過程中會逐漸老化，為了延緩他的使用壽命抑制聚合物的氧化降解，我們通常需要使用抗氧劑。毒性和環(huán)保性能考慮我們可以選擇抗氧劑CA等。

（六）加工助劑的選擇與分析

為了使環(huán)保聚氯乙烯電纜料更好加工，我們在設(shè)計配方時，還需要加入一些加工助劑。因為電纜料的加工性能直接關(guān)系到下工序的產(chǎn)品質(zhì)量，而目前工廠的很多設(shè)備的加工適應(yīng)性差異很大，為了達(dá)到最好的加工效果，我們必須對產(chǎn)品的加工性能進(jìn)行調(diào)適。我們目前常用的加工助劑，如丙烯酸酯類共聚物，此類共聚物分子量大，可以增加物料粘度，防止物料打滑，提高物料的塑化程度。氧化聚乙烯蠟，此類助劑粘度高、結(jié)晶度高。在擠出初期，可以促進(jìn)配方中各物料的分散，使混合均勻；擠出后期，它會遷移到物料和金屬之間的表面，起到潤滑作用。

通過我們的設(shè)計與實驗，PVC完全能夠設(shè)計出符合歐盟ROSH指令的電纜料配方，電性能、理化性能均能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，加工性能良好。但是在設(shè)計環(huán)保聚氯乙烯電纜料的配方時，我們必須根據(jù)材料的性能要求來選擇合適的原材料，然后通過實驗來確定各組分的最佳配比，以達(dá)到我們設(shè)計的目標(biāo)指標(biāo)，同時滿足我們不同的生產(chǎn)設(shè)備的加工性能。