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納米高嶺土-CPE電纜料配方調(diào)整
一、前言:
CPE是氯化聚乙烯的簡稱,是高密度聚乙烯經(jīng)氯氣氯化后生產(chǎn)的一種高分子氯化物。因?yàn)樗侵麈溕蠜]有雙鍵的含氯聚合物,故具有良好的耐候性、抗臭氧性、阻燃性、耐化學(xué)藥品和耐油性等特點(diǎn)。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(hù)套材料之一。
二、橡膠型CPE的配方成分大致如下:
橡膠+硫化體系+防護(hù)體系+軟化體系+補(bǔ)強(qiáng)填充體系+特殊添加劑,在電纜護(hù)套中:
1、硫化體系:多為過氧化物(如DCP,雙BP)及共硫化劑(coagent)TMPTMA或TAIC
2、防護(hù)體系:多為以活性氧化鎂為主的穩(wěn)定劑。防老劑RD及抗氧劑1010也時(shí)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(bǔ)強(qiáng)填充體系:為快壓爐黑和半補(bǔ)強(qiáng)碳黑,超細(xì)滑石粉及超細(xì)碳酸鈣,
5、氧化銻作為最常用的阻燃劑。
三、以下資料是公司收集各方資料整理而成,僅供參考:
表一:CPE彈性體配方中各組分對性能的影響
| NO | 組分 | 影響 |
| 1 | 酸性填料 | 促進(jìn)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CPE的分解,禁用 |
| NO | 性能要求 | 影響因素 | 配方調(diào)整方法 | |
| 1 | 增加拉伸模量 | 1 | 填料選擇 | 1、增加碳黑,表面改性陶土或沉淀白炭黑用量、以及適量增加納米高嶺土 |
| 2、避免使用酸性填料(如煅燒高嶺土) | ||||
| 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CPE | ||
| 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CPE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:碳黑>沉淀白炭黑>煅燒高嶺土>納米高嶺土 | ||||
| 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 D 0.3phr)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、碳黑比白色填料耐熱性好,MT碳黑最好,納米高嶺土對熱性能有貢獻(xiàn) | ||||
| 3、補(bǔ)強(qiáng)性差,耐熱好 |
| 4 | 提高耐油性 | 1 | 聚合物選擇 | 高氯含量高門尼粘度的CPE |
| 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,白色填料中以納米高嶺土和白煙較佳 | ||
| 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(jié)晶CPE或配方中加入PE |
| 2 | 填充量 | 高炭黑或高白色料填充均好,納米高嶺土有耐油的特性 | ||
| 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,填料用量 | 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(qiáng)度 | 1 | 用增強(qiáng)填料 | 用沉淀白煙,高補(bǔ)強(qiáng)性黑煙,(同時(shí)增強(qiáng)拉力和伸長率) |
| 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,可以采用碳黑+納米高嶺土來避免 | ||
| 9 | 增加回彈性 | 1 | 增加含膠率 | 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 的用量 | |
| 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(shè)備的粘附 | ||
| 3 | 延長焦燒時(shí)間 | 用分解溫度較高的過有機(jī)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 | 減少填料用量 | ||
| 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,納米高嶺土的具有納米黏土的協(xié)從阻燃效果,可以提高阻燃效果。 | ||
| 4 | 阻燃劑 | 并用氧化銻5PHR,或磷酸酯衍生物5PHR,或ATH 20~60PHR | ||
| 14 | 提高耐水汽性 | 1 | 聚合物選擇 | 用低鈉離子含量的CPE,(或用高結(jié)晶的CPE) |
| 2 | 穩(wěn)定劑選擇 | 用以鉛化合物為基礎(chǔ)的穩(wěn)定劑,避免使用MgO | ||
| 3 | 填料選擇 | 用疏水性填料(沉淀白煙)或者片狀分散結(jié)構(gòu)(納米高嶺土) | ||
| 15 | 耐磨耗性 | 1 | 填料選擇及用量 | 高補(bǔ)強(qiáng)性填料,降低填充量 |
| 2 | 聚合物選擇 | 使用高氯含量,高結(jié)晶CPE |
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受益匪淺啊!
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據(jù)我了解納米高嶺土呈酸性,需要增加氧化鎂的用量以及助交聯(lián)劑TAIC的用量,否則會對硫化產(chǎn)生影響,從而影響硫化質(zhì)量和機(jī)械性能。
納米高嶺土不能完全替代白炭黑,需并用。
從經(jīng)濟(jì)角度考慮,使用納米高嶺土并不合適。
以上只是我初用這種材料的體會,可能做的不細(xì),或是還不會正確使用,請指教!
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好資料,謝謝樓主分享哦
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