PVC电缆料配方设计及实例

1、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（610KV）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

2、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

3、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

4、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

5、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46PHR。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

6、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      2DOP        

7、     20        硬脂酸铅             0.8氯化石蜡        18         硬脂酸钙         

8、0;   0.4M-50            18         碳酸钙                 4三碱式硫酸铅     3   

9、0;     煅烧陶土               6（2）低成本PVC             100            DOP    

10、0;        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 

11、0;   2陶土         10        碳酸钙               10（3）PVC          100      

12、60; 碱式碳酸铅            6DOP             34        硬脂酸钙                142%氯化石

13、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

14、0;        碱式碳酸铅                    6DOP       27.5         硬脂酸钙       

15、              152%氯化石蜡  27.5      双酚A                       0.25电气级陶土  

16、0;            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       &

17、#160;       6DIDP              55      硬脂酸钙                      1电气级陶

18、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     &#

19、160;       100         三碱式硫酸铅             6DIDP            45         

20、 硬脂酸钙                142%氯化石蜡    15          双酚A                  0.25电气级陶土 

21、0;   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             6DIDP     

22、;     40        硬脂酸钙                 152%氯化石蜡    22       双酚A          

23、;       0.25电气级陶土     10相关性能：硬度（邵氏）85；拉伸强度18.3MPa；伸长率340%；拉伸强度保持率99%；伸长保持率109%；电线耐温90。（8）PVC           100         硬脂酸钙       

24、;  1季戊四醇辛酸丁酸酯     55    双酚A        0.25尔碱式邻苯二甲酸       6相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度17.7MPa；伸长率320%；拉伸强度保持率106%；伸长保持率103%；电线耐温105。（9）PVC             10

25、0        DOP              22DIDP            12        三盐基硫酸铅       3氯化石蜡 &#

26、160;      10       硬脂酸铅          0.5硬脂酸钡         1        双酚A          

27、0; 0.3碳酸钙           20       钛白粉           适量（10）70PVC          100         

28、; DOP             45三盐基硫酸铅   4      二盐基亚磷酸铅       3硬脂酸铅         0.5        硬脂酸钡   

29、60;        1碳酸钙            10        双酚A            0.5钛白粉          &#

30、160;  2               色                        适量（11）600VPVC        &#

31、160;       100       DOP                4050%氯化石蜡        15     三盐基性硫酸铅       5二

32、盐基硬脂酸铅     0.5    硬脂酸铅             0.5碳酸钙             20     煅烧陶土           

33、;  10（12）600VPVC        100             DOP             50三碱式硫酸铅  2          硬脂酸钡 

34、60;         1粘土          10PVC护套级电缆料（1）PVC          100             二碱式亚磷酸铅      

35、;         2DIDP         30             硬脂酸钡                    &#

36、160; 1TCP          12             硬脂酸铅                      1DOP    &#

37、160;     13             碳酸钙                        8三碱式硫酸铅    3（2）耐热105PVC  

38、0;   100            硬脂酸钡                     0.6TOTM      62       

39、60;     二碱式邻苯二甲酸铅            6三碱式硫酸铅  1        双酚A                       0.

40、4硬脂酸铅       0.6（3）耐热70PVC        100            DOP                    

41、0;    35 DOS        10             三碱式硫酸铅                 4二碱式亚磷酸铅  3    &#

42、160;     硬脂酸钡                     1硬脂酸铅       0.5       碳酸钙            

43、;    15钛白粉         2              双酚A                     0.5（4）柔软型PVC 

44、;       100             DOP                       30DOS       

45、60; 30             环氧酯                      6硬脂酸钡      3        &

46、#160;    硬脂酸镉                   1.5双酚A        0.25（5）耐寒PVC       100          &#

47、160; DOP                      10DOS       28             T-50       &#

48、160;              1852%氯化石蜡 8             三碱式硫酸铅               3二碱式亚磷酸铅  4   

49、60;         二碱式硬脂酸铅             1硬脂酸钙 1             双酚A              &

50、#160;     0.5碳酸钙       5（6）非迁移型PVC      100        聚酯增塑剂                 66三碱式硫酸铅    5   &

51、#160;         硬脂酸铅                   1矿物油        0.3（7）耐光型PVC          100  

52、0;         DOP                      22DOS          20        

53、0;    TCP                       7T-50         5            三盐基硫酸铅  

54、60;             2二盐基亚磷酸铅  5            二盐基硬脂酸铅             0.3硬脂酸钡        0.7 &#

55、160;         双酚A                     0.1UV-529          0.1（8）耐磨型PVC        

56、;                       100          二碱式硫酸铅                 1三碱式硫

57、酸铅                        5           偏苯三酸三辛酯              40三羟甲基丙烷三甲基

58、丙烯酸酯          5（用电子束辐照交联）耐磨性500周（9）耐疲劳PVC                                100    

59、      三碱式硫酸铅                 6DOP                           

60、     60           硬脂酸铅                     1介酸酰胺             

61、0;              0.5          碳酸钙                      50相关性能：可反复弯曲5万6万次。（10）耐油型PVC

62、60;                               100          氯化石蜡         

63、           13741                                  40     

64、60;    三碱式硫酸铅                 3DOP                            

65、60;    20          二碱式硫酸铅                 2DBP                   

66、              8           双酚A                      0.4TCP    

67、;                             18          Ba/Cd/Zn复合液          &#

68、160;   1741为ELVALOY741，是美国杜邦公司生产的乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物产品。（11）透明型PVC                                  100    

69、60;    DOP                  25硬脂酸钡                            

70、60; 1           DBP                  15硬脂酸钙                   

71、60;          0.8         硬脂酸                0.3有机锡8831              &#

72、160;            2.5         亚磷酸三苯酯          0.3其它特殊性能电缆料（1）高性能PVC电缆料PVC               

73、;                100           煅烧陶土               5TOTM        &#

74、160;                    40            润滑剂                 1三碱式硫酸铅 

75、;                      5相关性能：体积电阻率8×1015cm；=4.2；介电损耗角正切值0.85。（2）阻燃、低烟、耐热PVC电缆料PVC                  &

76、#160;           100            二碱式硫酸铅            2TOTM               &

77、#160;             40             硬脂酸铅               0.8三碱式硫酸铅       &#

78、160;              6             硬脂酸钡               0.7硬脂酸        

79、                   0.3            三氧化二锑              2石蜡     

80、0;                       0.5            硼酸锌               &#

81、160;  8抗氧剂7096                      0.5             碳酸钙            

82、60;    10相关性能：氧指数31.8%；单位质量烟密度14.5g；体积电阻率5.9×1012cm；热老化质量损失22.7g/m²；135，168h老化后拉伸强度20.7MPa。（3）低烟阻燃PVC电缆料PVC                        100    &#

83、160;         稳定剂                  7DOP                       

84、0; 30              水合硼酸锌/Sb2O3(1:1)    46氯化石蜡                    20         

85、;      氢氧化铝               2040TCP                         15    &

86、#160;          抗氧剂                  0.5相关性能：拉伸强度18.7MPa；伸长率330%；体积电阻率3.7×1012cm；介电强度22.8V/m；氧指数32%；最大烟密度295Dm。（4）低烟低卤阻燃PVC电缆料PVC      &

87、#160;                  100             DOP                   

88、; 40DOS                          10             三碱式硫酸铅          &

89、#160; 5硬脂酸铅                     1              TCP              &

90、#160;      2水合硼酸锌                    6             氢氧化铝           

91、;     40三氧化钼                     1.5            碳酸钙            &#

92、160;     90（5）耐120PVC电缆料PVC                           100           二碱式邻苯二甲酸铅    

93、;   3三碱式硫酸铅                   4            双酚A                

94、60;  0.5二碱式硫酸铅                   4            抗氧剂1010              0.4硬脂酸铅  

95、;                     1            活性碳酸钙               10二碱式硬脂酸铅  

96、;               3            TOTM                     30（6）化学交联PVC电缆料PVC

97、60;                           100          TAIC交联剂             26

98、稳定剂                         4.5          DCP               &

99、#160;     0.50.8增塑剂                          40（7）耐105阻燃PVC电缆料PVC               

100、              100            TOTM                 33DTDP       &#

101、160;                     10            氯化石蜡             8三氧化二锑    

102、0;                  5             三盐基硫酸铅         4.5二盐基亚磷酸铅        

103、60;          3             硬脂酸钡             2双酚A              

104、60;            0.5           碳酸钙                3（7）屏蔽用半导电材料PVC         

105、60;                   100           DOP                   35二盐基邻苯二甲酸铅&

106、#160;              5            硬脂酸钙              2乙炔炭黑          

107、             5080PVC配方中加入乙炔炭黑，体积电阻率可达103cm，成为半导电材料。（8）耐油PVC电缆料PVC                             100

108、60;           丁腈橡胶              40DOP                        

109、0;    30              磷酸三甲苯酯         20氯化石蜡                       

110、; 10              三盐基硫酸铅         5双酚A                         0.30.5 &

111、#160;        液体Ba/Cd/Zn         1（9）无铅无镉PVC电缆料PVC                             100

112、0;              DOP                45环氧大豆油                    

113、60;  5              Ba/Cd/Zn稳定剂       4煅烧粘土                         10 

114、;             高熔点石蜡          0.5（10）无铅无镉耐热PVC电缆料PVC                        

115、     100             DIDP                  20环氧大豆油              &

116、#160;        4              三密石酸辛酯          15Ba/Cd/Zn稳定剂                &#

117、160;  5             煅烧粘土               10高熔点石蜡                    

118、;   0.5PVC电缆料因生产设备的不同主要有如下四种方式：1、  双辊开炼切粒：原辅料配料高速混合机密炼机双辊开炼机冷却水槽干燥切粒机筛选磁选计量包装。2、  单螺杆挤出机造粒：原辅料配料高速混合机冷却混合机单螺杆挤出机热切机头风冷筛选磁选计量包装。3、  双阶挤出机（一阶双螺杆挤出机，二阶单螺杆挤出机）造粒：原辅料配料高速混合机冷却混合机双阶挤出机热切机头风冷筛选磁选计量包装。4、  双螺杆挤出机造粒：原辅料配料高速混合机冷却混合机双螺杆挤出机热切机头风冷筛选磁选计量包装。具体工艺：1、  双辊开炼切粒生产工艺（1）&

119、#160;      准备工作：着色剂、填充剂分别用80目筛网过筛，并分别加入增塑剂浸透后用三辊研磨机或胶体磨进行研磨，备用。稳定剂、抗氧剂及少量填充剂加入增塑剂中，搅拌成糊状浆料，然后用三辊研磨机或胶体磨研磨，使浆料粒度小于0.050mm，升温到90并一直搅拌，备用。PVC树脂用60目筛网过筛。（2）       捏合：高速混合机中通入0.2MPa的蒸汽进行加热，投入PVC树脂，然后缓慢加入研磨好的混合浆，待树脂将增塑剂基本吸收后再加入填充剂、着色剂，物料呈膨胀疏松粉末时卸料，此时料

120、温在110左右。全过程约需要510分钟。（3）       密炼：蒸汽压力0.30.4MPa，压缩空气压力0.5MPa，密炼时间35分钟，上顶拴抬起次数23次，物料密炼成团状小块，无粉料时卸料。（4）       双辊开炼：蒸汽压力0.40.5MPa，辊温160170（绝缘料温度宜高些）至料完全塑化均匀后，以3mm厚度出片，所出料片应塑化均匀，韧而光洁、无生料。（5）       冷却：采用逆流浸没式水冷却槽，鼓风机

121、除去料片上粘着的水分。（6）       切粒：采用平板切粒机。切好的电缆料无长条、斜方形及连粒现象。（7）       包装：经筛选磁选、计量后包装。2、  普通单螺杆挤出机造粒生产工艺（1）       准备工作：稳定剂、填充剂、着色剂分别用80目筛网过筛，并分别加入增塑剂浸透后用三辊研磨机或胶体磨研磨。称量后备用。增塑剂混合均匀后预热90待用；树脂用60目筛网过筛。（2）  

122、60;    捏合：投入PVC树脂，然后加入增塑剂搅拌片刻，待树脂将增塑剂基本吸收后，加入稳定剂，靠摩擦热使料温升到90左右，再加入填充剂、着色剂，料温升至110时，将料卸到冷却混合机中降温，至4550以下时出料。（3）       挤出造粒：挤出机（以SJ-120/20为例）温度为80、120、160、170，机头165（增塑剂添加量少时，温度提高510左右）；挤出机螺杆转速1030转/分；机头过滤网80目、120目各一层；风冷采用风压0.07MPa（544mmHg）、风量2250m3/h功率7.5kw

123、的离心式通风机。（4）       包装：经筛选磁选、计量后包装。3、  双螺杆挤出机造粒生产工艺（1）       准备工作和捏合工艺同单螺杆挤出机造粒工艺。（2）       挤出造粒：机身温度130150；机头温度140186；主机转速515转/分。（3）       包装：经筛选磁选、计量后包装。4、  双阶挤出机造粒生产工艺（1

124、）       准备工作和捏合工艺同单螺杆挤出机造粒工艺。（2）       挤出造粒：双阶挤出机由两部分组成，第一阶为高速同向双螺杆混炼机，第二阶为低速单螺杆挤出机，两者呈垂直正交布置，构成双阶式复合机组；将同向双螺杆与单螺杆优势结合互补。双螺杆强制输送、高效塑化混炼与剪切分散，无机头背压回流，避免了高剪切过热；单螺杆高压挤出，但低速低剪切，同样回避了过热矛盾。特别适合PVC等热敏性物料的加工。双螺杆加工温度150185，单螺杆温度130165。采用风冷磨面热切粒方式，粒料

125、经旋风分离器、振动筛进入料仓。（3）       包装：经筛选磁选、计量后包装。PVC电缆料实际生产，可根据设备情况和现场条件灵活组合及搭配，关键是要保证配方准确、物料混合充分均匀、塑化良好。因为电缆成型时还要再次受热成型，所以造粒温度不能太高。目前很多电缆料的生产，为了方便省事，研磨物料的种类和数量有所减少，甚至不研磨直接混合使用，往往会造成一些质量方面的问题。PVC电缆料质量问题原因剖析这里主要结合挤出造粒工艺来进行分析和说明。一些简单的常规问题，比如粒料粘连（冷却不充分）、模头出料不一致或只有部分地方出料（模头加热不均或加热不透、物料流动性差等原因造成）等，这里不作为说明的重点。1、