环保聚氯乙烯电缆料配方组分的分析与应用

环保聚氯乙烯电缆料配方组分的分析与应用

【摘要】通过对环保聚氯乙烯电缆料配方中常用的组分的分析以及实验，验证了各组分对产品性能的影响以及如何设计出最优配方，并列举了应用实例。
【关键词】环保；聚氯乙烯电缆料；配方设计
在电缆行业，用无卤低烟电缆料取代PVC电缆料的呼声越来越高，但是PVC电缆料本身具有短期内还无法取代的优势（如价格低廉，阻燃性好，加工设备、工艺简单，柔软度好，电绝缘性好，耐油、耐化学试剂等），因此短期内完全禁止PVC电缆料的使用并不现实。故而环保PVC电缆料就成为了这一过渡阶段的产品，所以我们需要对环保PVC电缆料进行开发。
一、PVC环保电缆料配方的要求
目前，世界上比较通行的环保标准就是欧盟的ROSH指令，因此我们的基础原则就是需要符合ROSH指令。而ROSH指令的目的在于消除电器电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚共6项物质，并重点规定了铅的含量不能超过0.1%。因此我们在配方设计的时候就需要避免使用该类物质。
二、环保聚氯乙烯电缆料配方组分的分析与讨论
（一）环保聚氯乙烯电缆料典型配方
（二）PVC树脂的选择与分析
PVC树脂的主要性能指标就是聚合度，所以选择PVC树脂就是确定所需聚合度大小。PVC树脂聚合度的大小关系到PVC电缆料的各项性能指标。聚合度越高，产品的拉伸强度、冲击强度、弹性强度、弹性模量越大，耐热性、耐寒性、弯曲性、弹性、耐磨耗性、耐曲饶性等更好。但同时随着聚合度的增加，产品的流动性变差，不易塑化，需提高塑化温度。所以，我们在设计配方时应综合考虑产品的性能要求来选择PVC树脂。
（三）增塑剂的选择和分析
增塑剂的主要作用是降低聚合物的熔融温度和熔体粘度，进而降低聚合度的加工温度，赋予产品合适的硬度。但是不同种类的增塑剂有不同的性能，如相容性、挥发性、耐寒性、电绝缘性、迁移性、耐油性、耐热性等。
我们在设计配方的时候应综合考虑产品的性能要求来选择增塑剂。同时欧洲部分地区，对邻苯类增塑剂的使用也有特殊要求，因此，我们的主增塑剂可以选择DOTP、TOTM等，辅助增塑剂可以选择ESO、氯化石蜡以及根据配方的性能需求选择相应的增塑剂；然后通过正交实验来确定最佳配比。
（四）填充剂的选择与分析
填充剂的作用主要是降低成本，同时不同的填充剂对产品性能有不同的改善。碳酸钙是最常用的填充剂，因为其价格低廉、适应性较好，加入适量的碳酸钙可以提高产品的拉伸强度，降低产品的热变形率；但是加入过量的碳酸钙，产品的拉伸强度、冲击强度、耐寒性能就会降低，硬度、密度也会增大。煅烧陶土能够较好的提高电缆料的电绝缘性能，但是很多煅烧陶土存在着颜色不纯，对颜色覆盖力较强，如需制做颜色鲜艳的产品还需谨慎选择，而且煅烧陶土的吸油值较高。因此我们在设计配方时赢综合考虑产品的性能，冰通过实验来确定各种填料的最优添加量。
（五）稳定剂和抗氧剂的选择与分析
聚氯乙烯对光、热的稳定性较差，在不加稳定剂的情况下，聚氯乙烯在100℃即开始分解。稳定剂的作用就是提高聚氯乙烯分解的温度，延缓聚氯乙烯的分解速度。为了符合ROSH的规定，我们一般都选用钙锌复合稳定剂，这类稳定剂着色性和耐候性俱佳，而且环保。
PVC树脂在成型、使用、贮存的过程中会逐渐老化，为了延缓他的使用寿命抑制聚合物的氧化降解，我们通常需要使用抗氧剂。毒性和环保性能考虑我们可以选择抗氧剂CA等。
（六）加工助剂的选择与分析
为了使环保聚氯乙烯电缆料更好加工，我们在设计配方时，还需要加入一些加工助剂。因为电缆料的加工性能直接关系到下工序的产品质量，而目前工厂的很多设备的加工适应性差异很大，为了达到最好的加工效果，我们必须对产品的加工性能进行调适。我们目前常用的加工助剂，如丙烯酸酯类共聚物，此类共聚物分子量大，可以增加物料粘度，防止物料打滑，提高物料的塑化程度。氧化聚乙烯蜡，此类助剂粘度高、结晶度高。在挤出初期，可以促进配方中各物料的分散，使混合均匀；挤出后期，它会迁移到物料和金属之间的表面，起到润滑作用。
通过我们的设计与实验，PVC完全能够设计出符合欧盟ROSH指令的电缆料配方，电性能、理化性能均能符合国家标准，加工性能良好。但是在?O计环保聚氯乙烯电缆料的配方时，我们必须根据材料的性能要求来选择合适的原材料，然后通过实验来确定各组分的最佳配比，以达到我们设计的目标指标，同时满足我们不同的生产设备的加工性能。
参考文献：
[1]GB/T8815-2008.电线电缆用软聚氯乙烯塑料[S].
[2]王文广.塑料配方设计[M].北京：化学工业出版社，1998.
[3]金标义.环保型聚氯乙烯电缆料的发展[J].电线电缆，2003（3）：33-35.