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[技術資料] 電線電纜用橡膠型CPE配方設計指南
P:2008-12-31 18:14:50
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23.電線電纜用橡膠型CPE配方設計
一、前言：
CPE是氯化聚乙烯的簡稱，是高密度聚乙烯經氯氣氯化后生產的一種高分子氯化物。因為它是主鏈上沒有雙鍵的含氯聚合物，故具有良好的耐侯性、抗臭氧性、阻燃性、耐化學藥品和耐油性等特點。由于其優(yōu)異的耐戶外老化性能，及杰出的擠出性能，目前已成為低壓橡套電纜的通用橡膠護套材料之一。近年來,由于連硫技術的發(fā)展，橡膠型氯化聚乙烯在南方的一些外資及民營電線廠得到大量的應用。
二、橡膠型CPE的配方成份大致如下：
橡膠+硫化體系+防護體系+軟化體系+補強填充體系+特殊添加劑
在電纜護套中。
1．硫化體系：多為過氧化物（如DCP，雙BP）及共硫劑（coagent）TMPTMA或TAIC。
2．防護體系：多為活性氧化鎂為主的穩(wěn)定劑。防老劑 RD及抗氧劑1（4）010也時有使用。
3．軟化體系：多為DOP，TOTM等酯類增塑劑及液體氯化石蠟。也有少數(shù)廠家并用部分鏈烷烴油以增加電線外觀光潔度。
4．補強填充體系：為快壓爐黑和半補強炭黑，超細滑石粉及超細碳酸鈣。
5．氧化銻作為最常用的阻燃劑。
表一：TYRIN彈性體配方中各組份對性能的影響
NO | 組份 | 影響 |
1 | 酸性填料 | 促進過氧化物分解，降低硫化程度 |
2 | 環(huán)氧化合物 | 優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑 |
鉛化合物 | ||
3 | 增粘劑 | 不清 |
4 | 芳香油 | 降低硫化效率 |
5 | 氯化石蠟油 | 有效的增塑劑 |
6 | 鋅化合物 | 急速催化TYRIN的分解，禁用 |
表二：TYRIN彈性體性能與配方調整
NO | 性能 要求 | 影響因素 | 配方調整方法 |
1 | 增加拉伸模量 | 1填料選擇 | 1、 增加炭黑，表面改性陶土或沉淀白炭黑用量 2、 避免使用酸性填料 |
2交聯(lián)密度 | 1、 增加過氧化物或共硫化劑用量 2、 避免使用酸性填料和芳香油 | ||
3聚合物選擇 | 選用低氯含量或高門尼粘度的TYRIN | ||
2 | 提高 硬度 | 增塑劑，填料選擇 | 1、 減少增塑劑，增加填料 2、 用低粘度的TYRIN代替部分增塑劑 3、 DAP可作為增塑劑和共硫化劑 4、 填料對硬度影響如下：炭黑>沉淀白炭黑>硬土> 軟土>滑石粉>重鈣 |
3 | 提高耐熱性 | 1抗氧劑/自由基吸收劑 | 用對苯二酚衍生物（Agerite D0.3phr）或受阻酚類化合物 |
2金屬穩(wěn)定劑 | 用MgO，PbO或鉛化合物 | ||
3減少增塑劑的揮發(fā)性 | 1、用大分子量的酯類增塑劑TOTM，TINTM，或用聚合物增塑劑 2、用聚酯增塑劑，氯化古石蠟，ESOS（環(huán)氧大豆油） | ||
4減少填料用量 | 1、 含膠量高，耐熱性能好 2、 炭黑比白色填料耐熱性好，MT炭黑更好 3、 補強性差，耐熱好（重鈣>硅粉>滑石粉>陶土） | ||
4 | 提高耐油性 | 1聚合物選擇 | 高氯含量高門尼粘度的TYRIN |
2填料，增塑劑選擇 | 增加填料和增塑劑的用量，炭黑比白色填料好，白色填料中以陶土和白煙較佳 | ||
3交聯(lián)密度 | 增加交聯(lián)密度 | ||
5 | 耐燃料油性 | 1聚合物選擇 | 選用半結晶TYRIN或配方中加入PE |
2填充量 | 高炭黑或高白色料填充均好 | ||
3交聯(lián)密度 | 提高交聯(lián)密度 | ||
6 | 減少壓縮變形 | 1交聯(lián)密度 | 用足量的硫化劑 獲得最大的交聯(lián)密度 |
2增塑劑，填料用 | 低填充，低油量較好 | ||
3高聚物選擇 | 1、 低氯含量的，無定型的聚合物 2、 低耐熱的聚合物，同樣也低壓縮變形 | ||
7 | 提高抗撕裂強度 | 1用增強填料 | 用沉淀白煙，高補強性黑煙，（同時增強拉力或伸長率） |
2共硫化劑 | 并用DAP油作增塑劑和共硫化劑 | ||
8 | 減少永久變形 | 1交聯(lián)密度 | 用低氯含量無定型的TYRIN |
2填料選擇 | 避免使用易于取向的填料，（片狀滑石粉，重鈣） | ||
9 | 增加回彈性 | 1提高含膠率 | 減少填料和可塑劑用量 |
2增加低溫性能 | 增加低溫性能，并用DOS，DOA作增塑劑 | ||
10 | 耐臭氧性 | 共硫化劑選擇和用量 | 增加過氧化物和共硫化劑的用 |
11 | 加工性 | 1降低門尼粘度 | 1、 增加增塑劑用量（不能用芳香油，環(huán)烷油和石蠟油） 2、 并用低門尼粘度的TYRIN（如CM0636） |
2加工助劑 | 加入低分子PE蠟，石蠟，和硬脂酸鹽（禁用ZnSt），增加流動，增少對設備的粘附 | ||
3延長焦燒時間 | 用分解溫度較高的過有機氧化物 | ||
12 | 增加低溫柔軟性 | 1增塑劑選擇 | 用線性酯類（DOS，DOA） |
2聚合物選擇 | 1、 用低氯含量無定型的TYRIN 2、 并用部分EPDM橡膠，低溫性更佳 | ||
3高含膠率 | 減少填料用 | ||
13 | 提高阻燃性 | 1增加鹵素含量 | 1、 用高氯含量的TYRIN 2、 用含氯或溴的阻燃劑 3、 用氯化石蠟代替部分增塑劑 |
2增塑劑 | 減少增塑劑用量 | ||
3填料選擇 | 白料比炭黑料阻燃性好，白料中陶土和滑石粉比重鈣好 | ||
4阻燃劑 | 并用氧化銻5PHR，或磷酸酯衍生物5PHR，或ATH20~60PHR | ||
14 | 提高耐水汽性 | 1聚合物選擇 | 用低鈉離子含量的TYRIN，（或用高結晶的TYRIN） |
2穩(wěn)定劑選擇 | 用以鉛化合物為基礎的穩(wěn)定劑，避免使用MgO | ||
3填料選擇 | 用疏水性填料（片狀滑石粉，沉淀白煙） | ||
15 | 耐磨 耗性 | 1填料選擇及用量 | 高補強性填料，降低填充量 |
2聚合物選擇 | 使用高氯含量，高結晶TYRIN |
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