聚乙烯电缆料配方

交联聚乙烯电缆

交联聚乙烯电力电缆由于其电气性能和耐热性能都很好，传输容量较大，结构轻便，易于弯曲，附件接头简单，安装敷设方便，不受高度落差的限制，特别是没有漏油和引起火灾的危险，因此受到用户广泛欢迎，并不断向高压、超高压领域发展，呈现出逐步替代油纸电缆的趋势。

一、文联聚乙烯电缆的结构特点

如图4－17所示，交联聚乙烯电缆和大家熟悉的油浸纸统包电缆的区别除了相间主绝缘是交联聚乙烯塑料以及线芯形状是圆形之外，还有两层半导体胶涂层。在芯线的外表面涂有第一层半导体胶，它可以克服电晕及游离放电，使芯线与绝缘层之间有良好的过渡。在相间绝缘外表面涂有第二层半导体胶，同时挤包了一层0.1mm厚的薄铜带，它们组成了良好的相间屏蔽层，它保护着电缆，使之几乎不能发生相间故障，如图4－18所示。

图4-17 交联聚乙烯电缆断面构造示意图

1. 绝缘层；2-线芯；3-半导体胶层；4-铜带屏蔽层； 5-填料；6-塑料内衬；7-铠装层；8-塑料外护层

图4-18 交联聚乙烯电缆结构示意图

1-线芯；2-交联聚乙烯绝缘；3-半导电层；4-铜屏蔽；5-包带；6-外护层

二、事故原因

根据国内外报导，交联聚乙烯电缆发生事故的原因如下：

1．水树枝劣化

它是交联聚乙烯电缆事故的主要原因，约占事故的71%，多发生于自然劣化。

所谓“树枝”不过是一个形象名词，它指团体介质击穿破坏前，固体介质中产生的树枝状裂痕和放电痕迹。树枝的产生引起绝缘进一步的恶劣化，不久将导致全部击穿。所以树枝现象也是预击穿现象。

按树枝化形成的原因，树枝可分为电树枝、水树枝和电化树枝（也可归为水村的特例）。

水树枝，它是水浸入绝缘层，在电场作用下形成的树枝状物。它的特点是引发树枝的空隙含有水分，它在比发生电树枝低得多的场强下即可发生。树枝有的大多不连续，内凝有水分，主干树枝较粗，分枝多且密密麻麻，如图4－19所示。

图4-19 自内侧的水树枝状

水树枝一般是从内半导电层、屏蔽层与绝缘层界面上引发出来。若绝缘体内存有气隙或杂质，则会在电场方向产生并加剧蝶形领结状水树枝。这些水树枝不仅受电缆结构的影响，而且还受半导作层性能和形状、含水率、电压等级、电缆芯温度以及浸水条件等因素的影响。

PVC电缆料的配方及工艺流程

高材0905班 周浩洋 090103131

１配方：质量份

ＰＶＣ １００ 抗氧化剂 ０.１４

ＴＩＳ ６ 主增塑剂（ＤＯＰ，ＤＯＴＰ） １０-２０

ＤＩＳ １ 辅助增塑剂（Ｃ－Ｐ５２＼Ｔ-５０） ６-９

ＰbSt 0.5 填料（活化重质碳酸钙 ４０-５０

BaSt 1 其他助剂 １３

石蜡 ０.４

２.制备方法

（１） 工艺流程

ＰＶＣ －硫化压片－取样测试

ＤＯＰ，Ｃ-Ｐ５２，Ｔ-５０等 －计量－－混合－－开炼－－｜

活化碳酸钙及其他 －造粒－－工艺放线

（２）工艺要点

小样混合物混合塑炼温度在（１７０＋-５）度，时间为６-９分钟；硫化烫片温度控制在

（１７０+-５）度，时间为３-５分钟；

耐热70℃电线电缆：

PVC树脂 100

增塑剂DOP 40-60

环氧大豆油EPOXY 3-5

安定剂 4-6

CaC03 40-60

阻燃剂Sb2O3 4

润滑剂 0.5-1

2.耐热90℃-105℃电线电缆:

PVC树脂 100

DIDP/TOTM 45-60

环氧大豆油EPOXY 3-5

安定剂 6-8

重质(CaC03) 20-30

阻燃剂Sb203 4

润滑剂 0.5-1

PVC电缆料配方

PVC电缆料配方及配方对机器的配置要求

70-H-PVC电缆料配方如

PVC三型 75

活性钙 45 DOP 25

大豆油 3

氯腊 20

稳定剂 2.8

硬质酸 0.6

CPE 9

石腊 1

PVC电缆料有好多厂家生产的PVC电缆料在押出线是会出现；表面没有亮度；表面有细小疙瘩；表面有鱼鳞是；有的押出线线的切面有气孔；出现以上问题就是生产PVC料的机器没有调好；也有是做PVC料的机器没有选好；现在做PVC电缆料机器最好的就选用双阶造粒机组；例如65︳150双阶造粒机组技术指标

聚乙烯热熔胶配方设计

聚乙烯是目前产量最大的热塑性树脂之一，以它作为热熔胶的基体，从价格和原料来源上来考虑是十分理想的。但是，由于它分子结构的高结晶性，使它与其它材料的浸润性较差。因此，必须用其它化学基团来进行改性。目前已经出现的有：乙烯-醋酸乙烯共聚体（EVA ）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚体（EEA ）、乙烯-丙烯酸共聚体、乙烯-丙烯酸异丁酯共聚体等。其中，乙烯-醋酸乙烯共聚体是目前用得最多的热熔剂基体。

乙烯-醋酸乙烯共聚体是典型的无规高分子化合物，在它的分子结构中，取代基在中轴分子链上的排列是不规则的，而且分子链中不对称碳原子的构型也不同，排列也不规则，因此结晶性较小，极性和柔韧性较高。它在加热熔融时具有良好的浸润性，在冷却固化时具有良好的挠曲性、抗应力开裂性和胶接强度，因而是十分理想的热熔胶的基体。

在乙烯-醋酸乙烯共聚体中，醋酸乙烯的含量对于热熔剂的性能（特别是物理机械性能）具有明显影响（见表一）。对于要求胶接强度较高的类型，采用醋酸乙烯含量较大的品种。另外，如果要进一步提高共聚体的胶接强度，还可以采用皂化法合成的三元共聚体（如乙烯-醋酸乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚体），或者加入量经聚丁二醇改性的聚酯树脂，以及添加一定量的环氧树脂或聚氨酯树脂，均可达到同样效果。

表一 醋酸乙烯含量对EVA 性能的影响

醋酸乙烯含量（%） 熔融指数 软化点（°C) 熔融粘度（190°C,MPa.s) 抗剪强度（MPa) 19 4.7 95 15× 105 2.4

25 16.2 91 48× 104 2.6

30 41.0 88 19× 104 2.8

31 36.7 90 21× 104 3.0

36 139.2 68 6× 104 3.2

热熔剂在施工时不产生交联反应，因此无须加入硫化剂和固化剂，它在配制时加入的各种添加剂主要为了进一步提高和改善基体的物理机械性能。

在各种类型热熔胶中，所加入的添加剂的品种及其作用是基本相同的，现以乙烯-醋酸乙烯共聚体热熔剂为例进行介绍，后面在叙述聚酰胺热熔胶、聚酯热熔胶和聚氨酯热熔胶时不再重复。

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。

01

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。

02

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）。