聚氯乙烯绝缘级电缆包覆料的配方设计

聚氯乙烯绝缘级电缆包覆料用于生产包覆在金属铜导体外面的绝缘层，因其直接与金属导线接触，要求有较高的电绝缘性能，20℃时体积电阻率≥1×10¹²Ω·m，介电强度≥20MV/m。绝缘电线在绞制电缆时，需要有较好的力学性能，因此，要求电缆包覆料拉伸强度≥15MPa，断裂伸长率≥150%。绝缘电线使用过程中因导体通电产生热量，会使绝缘层升温，因而，要求电缆包覆料具有较好的长期热老化性能。电线使用过程中，要求弯曲，需要较好的柔软性，所以，加入较多增塑剂。由于电线使用地区范围较广，除耐热性好外，耐低温性能也要好，低温冲击脆化温度为-15℃。

1.原材料选择

（1）PVC树脂的选择 根据电缆包覆料电绝缘性能和力学性能要求，应选用相对分子质量较大的PVC树脂，即国家标准中的SG-2型、SG-3型树脂。否则，选用相对分子质量小的SG-4型树脂，电缆包覆料强度等指标会不合格。

（2）增塑剂的选择 绝缘料为软质PVC塑料，增塑剂用量为40～45份。首先应选用综合性能好的邻苯二甲酸二辛酯为主要增塑剂，用量为20～40份，为了提高耐低温性能，可加入少量耐寒增塑剂癸二酸二辛酯为辅助增塑剂。为了降低配方成本，往往加入价格较便宜的氯化石蜡或石油酯等辅助增塑剂。氯化石蜡电绝缘性能较好，不燃烧，价格低廉，但与PVC树脂的相容性不好，加入量较多时会析出。石油酯的力学性能、电气性能、耐大气老化性都较好，与PVC树脂的相容性比邻苯二甲酸二辛酯差，但比氯化石蜡好，其价格也在二者之间。所以，这两种价格较便宜的辅助增塑剂在电缆包覆料配方中用得较多。

（3）稳定剂的选择 由于电缆包覆料不要求透明和无毒，可以选用热稳定性较好的含铅和钡的不透明稳定剂。稳定剂用量为7～10份，不能过多，否则会析出，使电线表面产生“白霜”。

铅盐稳定剂中，耐热性最好的是亚磷酸盐类，即二盐基亚磷酸铅，其次为三盐基性硫酸铅，它们均属于长效型热稳定剂，即长期热老化性能较好。含铅稳定剂为白色粉状物，有毒性。为防止粉尘飞扬被人体吸入，一般先将铅盐与增塑剂混合后磨成浆料加入，磨浆能将稳定剂粉末磨细且分散均匀，使电线表面不会产生白色飞边或斑点。

硬脂酸钡属金属皂类稳定剂，兼具润滑作用，也属于长效型热稳定剂。因电缆包覆料需经100℃、168h热老化试验，而且长期使用的工作温度为70～105℃，因而，电缆包覆料的热稳定剂必须选用长效型热稳定剂。

（4）填充剂的选择 活性碳酸钙是较好的填充剂，价格低廉，加入5～10份可以降低配方成本，同时还可以提高物料的挤出成型性能。填充剂加入量增加，可以提高经济效益，但会降低电缆包覆料的强度与电气性能。因此，加入量应适当。(www.xing528.com)

未经表面处理的碳酸钙，加入量过多时，会产生与PVC树脂分层的现象。经过偶联剂表面处理的碳酸钙，提高了表面活性和与树脂的相容性。所以，电缆包覆料配方中活性碳酸钙的加入量可达10份左右或更多一点。

2.配方实例

绝缘级PVC电缆包覆料配方实例见表2-3。

表2-3 绝缘级PVC电缆包覆料配方实例

PVC绝缘电缆包覆料根据工作温度不同，可分为65℃、70℃、105℃等品级。表2-3中介绍的配方为65℃绝缘级，其中配方1为基本配方，配方2和配方3是降低成本配方，加入了价格较低的增塑剂——氯化石蜡或石油酯，以及较多填充剂，但这些辅助增塑剂和填充剂加入量不能太多，否则会影响电缆包覆料质量，使物理力学性能下降。若耐温等级提高，应加入耐高温增塑剂。另外还有高电气性能和阻燃级绝缘料，柔软绝缘料等品种，其配方也有相应的变化。

配方中各种原材料与树脂的质量份数，是计算高速捏合投料量或产品配方成本的依据。实际生产的投料量是按捏合机有效容积计算的总投料量，然后根据配方中质量份数的比例计算出各原料的投料量。