PVC电缆料配方设计

PVC电缆料配方设计及实例电缆料在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这些特殊的要求。

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（6~10KV）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。

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2、增塑剂3、稳定剂盐基性铅盐作主稳定剂4、润滑剂5、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 20 硬脂酸铅 0.8氯化石蜡 18 硬脂酸钙 0.4M-50 18 碳酸钙 4三碱式硫酸铅 3 煅烧陶土 6（2）低成本PVC 100 DOP 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 2陶土 10 碳酸钙 10（3）PVC 100 碱式碳酸铅 6DOP 34 硬脂酸钙 142%氯化石蜡 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）DOP 27.5 硬脂酸钙 152%氯化石蜡 27.5 双酚A 0.25电气级陶土 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 6DIDP 55 硬脂酸钙 1电气级陶土 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 100 三碱式硫酸铅 6DIDP 45 硬脂酸钙 142%氯化石蜡 15 双酚A 0.25电气级陶土 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）DIDP 40 硬脂酸钙 152%氯化石蜡 22 双酚A 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 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 100 DOP 22DIDP 12 三盐基硫酸铅 3氯化石蜡 10 硬脂酸铅 0.5硬脂酸钡 1 双酚A 0.3碳酸钙 20 钛白粉适量（10）70℃PVC 100 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 1碳酸钙 10 双酚A 0.5钛白粉 2 色适量（11）600VPVC 100 DOP 4050%氯化石蜡 15 三盐基性硫酸铅 5 二盐基硬脂酸铅 0.5 硬脂酸铅 0.5碳酸钙 20 煅烧陶土 10（12）600VPVC 100 DOP 50三碱式硫酸铅 2 硬脂酸钡 1粘土 10PVC护套级电缆料（1）PVC 100 二碱式亚磷酸铅 2 DIDP 30 硬脂酸钡 1 TCP 12 硬脂酸铅 1 DOP 13 碳酸钙 8三碱式硫酸铅 3（2）耐热105℃PVC 100 硬脂酸钡 0.6 TOTM 62 二碱式邻苯二甲酸铅 6 三碱式硫酸铅 1 双酚A 0.4硬脂酸铅 0.6（3）耐热70℃PVC 100 DOP 35DOS 10 三碱式硫酸铅 4二碱式亚磷酸铅 3 硬脂酸钡 1 硬脂酸铅 0.5 碳酸钙 15钛白粉 2 双酚A 0.5 （4）柔软型PVC 100 DOP 30DOS 30 环氧酯 6硬脂酸钡 3 硬脂酸镉 1.5双酚A 0.25（5）耐寒PVC 100 DOP 10DOS 28 T-50 1852%氯化石蜡 8 三碱式硫酸铅 3二碱式亚磷酸铅 4 二碱式硬脂酸铅 1硬脂酸钙 1 双酚A 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 硬脂酸铅 1矿物油 0.3（7）耐光型PVC 100 DOP 22DOS 20 TCP 7T-50 5 三盐基硫酸铅 2二盐基亚磷酸铅 5 二盐基硬脂酸铅 0.3硬脂酸钡 0.7 双酚A 0.1UV-529 0.1（8）耐磨型PVC 100 二碱式硫酸铅 1三碱式硫酸铅 5 偏苯三酸三辛酯 40 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 5（用电子束辐照交联）耐磨性≥500周（9）耐疲劳PVC 100 三碱式硫酸铅 6DOP 60 硬脂酸铅 1介酸酰胺 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 100 氯化石蜡 13741 40 三碱式硫酸铅 3DOP 20 二碱式硫酸铅 2DBP 8 双酚A 0.4TCP 18 Ba/Cd/Zn复合液 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 DOP 25硬脂酸钡 1 DBP 15硬脂酸钙 0.8 硬脂酸 0.3有机锡8831 2.5 亚磷酸三苯酯 0.3PVC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）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，此时料温在110℃左右。

全过程约需要5~10分钟。

（3）密炼：蒸汽压力0.3~0.4MPa，压缩空气压力0.5MPa，密炼时间3~5分钟，上顶拴抬起次数2~3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0.4~0.5MPa，辊温160~170℃（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）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45~50℃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5~10℃左右）；挤出机螺杆转速10~30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 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130~150℃；机头温度140~186℃；主机转速5~15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）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150~185℃，单螺杆温度130~165℃。

采用风冷磨面热切粒方式，粒料经旋风分离器、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、电缆料气孔问题造成此问题的原因主要有两个，一是原料中水分偏高，有可能水分超标的原料有PVC树脂、增塑剂、填料和稳定剂，由于添加量比较大，PVC树脂和填料应作为检查的重点。

这种状况，一般在捏合过程和挤出机抽真空处会有所表现。

二是因为配方体系稳定性差或物料高温停留时间过长，物料分解而导致气孔出现。

此问题严重时，一般会伴有颜色的变化。

2、电缆料析出问题因为电缆料中增塑剂比例较高，加之为降低成本一些抵挡增塑剂的混用，实际生产中析出问题出现还是较多的。

该问题主要和增塑剂品种及PVC树脂颗粒结构有关，如果增塑剂与PVC树脂的相容性差，这类增塑剂比例过高时，析出问题就不可避免。