环保型pvc电缆料的配方设计

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1、环保型PVC电缆料的配方设计导师:宋汝鸿答辩人:邱金金2010年6月10日论文主要内容一、PVC电缆料简介二、实验介绍三、结果与讨论四、结论五、谢辞一、PVC电缆料简介PVC树脂难燃、耐油、耐化学药品腐蚀及耐水，而PVC电缆料具有物理机械性能好、电性能优良、耐油性等特点，是电线电缆行业理想的包覆材料。在我国，PVC电缆料发展较早，品种、型号较多。近期，由于国内环保要求的提高，我国PVC电缆料的发展也逐渐呈下降趋势。但由于PVC电缆价格低廉，加之机械性能优异等多种优势，使得我国PVC电缆料近期仍有一定的发展前途。本实验的研究的方向主要集中在提高PVC材料的

2、环保性、阻燃抑烟性、抗静电等方面。二、实验介绍1.试验目的:本实验的目的是得到一种能满足70℃柔软绝缘级软聚氯乙烯塑料性能要求的配方。GB/T8815-2002对电缆料JR-70的性能要求如下表：性能拉伸强度MPa断裂伸长率%热变形%20℃时体积电阻率Ω·m指标≥15.0≥180≤50≥1.0×10112.工艺流程及工艺条件2.1工艺流程2.2工艺条件（1）预混：PVC和DOP按100：40称取,PVC和DOP、DOTP按100：20：20称取，高速混合机加热至75℃加入PVC并搅拌，稳定至85℃时开始加入DOP,持续混合至温度达到110℃左右出料（得到

3、的混合物很蓬松），PVC和DOP、DOTP混合同上。（2）炼胶时：应严格控制双辊密炼机的温度，以防止物料的分解影响性能。在本试验中，前辊温度为170℃，后辊温度为175℃，混炼过程中使物料包后辊。在炼胶过程中，要注意炼胶时间要相同，同为10分钟，而且要注意自己不要被烫伤，所使用的铲子和自己的双手不要放到双辊的中间，以免出现伤害事故。(3）压板时：温度不能过高，温度过高，物料会分解，而且所压的板中会有很微小的气孔；压片过程中，排气要充分，以确保材料内部无气泡，控制不同的配方的物料受压时间及压力相同，以免影响性能。试验中的各项参数设置如下：预热压力为5MPa

4、,温度为200℃,时间为10分钟；预压结束后排气，排气次数为3次，之后热压，热片的压力为10MPa，温度为200℃，时间为3分钟;接着取出冷压5分钟，冷压压力为50—90MPa。(4)制样前，应保证压片放置足够的时间，以消除内部应力，保证数据的准确性，本次实验中采取冲片机制样。3.测试标准：(1)拉伸强度，按GB1040-92进行；(2)断裂伸长率，按GB1040-92进行；(3)氧指数，按GB2406-93进行,在测试氧指数时记录发烟情况；(4)体积电阻率，按GB1410-89进行。三、结果与讨论3.1增塑剂的选择磷酸类增塑剂虽然具有阻燃作用，但在国内

5、市场价格相对DOP、DOTP还是比较高的，再加上对电缆料的热稳定性和挥发性都有一定程度的影响，所以放弃使用，仍采用DOP、DOTP为主要增塑剂。表3.1实验配方表3.2样条性能通过表中数据，可以看出DOTP的加入能够提高样品的断裂伸长率和体积电阻率，而氧指数基本上不会有太大的变化，这说明DOTP和DOP在阻燃方面的性能差别很小，两者可以通用，同时也可以看出在加入DOTP后，材料的拉伸强度有所减小，密度明显变小，故此在下面的配方中选择DOTP和DOP各20份。。3.2稳定剂的选择及用量：热稳定剂是聚氯乙烯加工时所必不可少的一类助剂。它能防止PVC在加工过程

6、中由于热和机械剪切所引起的降解，另外还能使制品在使用过程中长期防止热、光和氧的破坏作用。常见的有复合铅盐稳定剂和钙锌稳定剂。编号PVCDOPDOTP重钙氯化石蜡-52Sb2O3硼酸锌稳定剂66100(S-1300)2020501055复合868100(S-1300)2020501055钙锌8表3.3实验配方编号拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)氧指数(%)密度20℃时体积电阻率(1014Ω·m)6616.87176.1036.001.394.086815.20183.0038.001.453.51表3.4样条性能通过表中数据，可以看出除了氧指数和断裂伸长

7、率性能之外，钙锌稳定剂都稍差于复合铅盐稳定剂，但其余各项性能也能满足标准的要求，并且达到环保的目的。故在下列实验中选用稀土钙锌稳定剂。稳定剂的用量对各项性能的影响编号拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)氧指数(%)密度体积电阻率（1014Ω•cm）6716.25189.7037.001.452.606815.20183.0038.001.453.516915.96174.6037.001.512.677017.76173.7037.001.532.14编号PVCDOPDOTP重钙氯化石蜡-52Sb2O3硼酸锌钙锌稳定剂67100(S-1300)202050

8、10551068100(S-1300)2020501055869100(S-13