低成本环保阻燃105℃PVC电缆料配方设计与加工
2010-04-30 15:58阅读：
低成本环保阻燃105℃PVC电缆料配方设计与加工
一.前言：PVC 电缆料以其质优价廉的优势在被广泛使用，这里对105℃PVC级电缆料配方设计
和加工经验做一下分享，传统105℃PVC级电缆料基本用料：
1.PVC树脂：一般以国标SG-2、SG-3居多，其中SG-3（聚合度约1300）用量最大，要求耐
老化抗低温更好的应选用更高聚合度的树脂；
2.增塑剂：使用TOTM/DIDP/TINTM/TOPM等耐热耐迁移增塑剂，通常选用TOTM，传统用量一
般50份（100份树脂），但其捏合性不及DOP良好，混合工序混合时间长（〉25分钟），体系
黏度大，没有良好的冷却很容易升温结块，或者搅拌不成干粉状造成塑化不良，同时由于不下
料制约产量，严重制约普通单螺杆造粒机加工设备的使用，尤其同时要求低温柔韧性好使用DOS
的配方中，混合变得更加困难，能耗很大；同时在风冷切粒机器中，温度高极易粘粒，温度低
塑化差，令多数配方师非常头疼。
3.阻燃剂：一般使用氯化石蜡+氧化锑体系，用量一般在8份以内，常规使用都易达到V-0
级阻燃，但70氯化石蜡容易分解，对加工不利，需要配方整体配合；在一些薄壁电缆中，阻
燃要求更高，应配合一些液体阻燃剂如TCP等提高阻燃性；
4.填料：常规以煅烧陶土和碳酸钙为主，传统用量一般25份以下；
5.内外滑剂：一般以PE蜡+硬脂酸居多，常规要求下均能达到加工效果，用量1份以内为宜；
6.稳定剂：传统使用铅盐稳定剂，被ROHS指令所禁止，目前市场使用钙锌复合稳定剂居多，
但其效果不如铅盐，常规添加量在10份以内；在一些要求200℃热稳定时间长的材料中，如国
标105℃（180分钟以上），VDE90℃（240分钟以上）电缆料中，对稳定剂要求很高，同时在树
脂粉等原料选用上要求也很高。、
7.典型环保配方：
名称/项目 105 护层级 105 绝缘级 105 耐寒柔软护层级
PVC 树脂（SG-2 或3） 100 100 100
TOTM 50 45 30
环氧大豆油 5 3 4
70 氯化石蜡 8 8 8
氧化锑 5 4 6
抗氧剂 0.5 0.4 0.5
煅烧陶土 5 10 10
活性碳酸钙 10 15 5
钙锌复合稳定剂 7 7 7
UV-531 0.5
DOS 30
内外滑剂 适量 适量 适量
8.分析：常规配方中，TOTM 捏合性差，制品硬度大，70 氯化石蜡容易在加工中分解，制品容易
脆断，填料添加量上不去，且混合工序电耗大，混合不易成干粉造成不下料，生产效率低，普通单
螺杆造粒机难以达到塑化效果。且配方成本很高，一般企业难以承受，在制造105 高温细导线时，
尤其有蘸绝缘漆烤干的工艺，很容易发生电线脆裂，露出铜丝导致电子部件报废。其根本原因是电
缆料抗撕裂效果差，韧性不够，70 氯化石蜡分解，产品硬度大。
要解决以上问题，常规思路是加大增塑剂量，使用耐寒增塑剂如DOS，或者使用ACR、EVA、
CPE 等抗冲剂，但制品强度严重下降，阻燃效果恶化，成本显著增高，尤其造成混合困难，无冷
却情况下物料容易结块，导致电机烧毁。只有对PVC 改性，使用全新的改性产品，才能提高品质
降低成本，这里根据使用经验推荐一种新型高效改性剂—柔强剂（产品说明书：1.本品环保无毒，与PVC 相
容性极好，明显提高制品的伸长率和抗张强度及撕裂强度，显著增强制品柔韧性和弹性，有效改善制品折弯白化问题；与氯化石蜡
/CPE 有良好协同增韧增强效果，明显提高填充量，降低增塑剂使用量，与UV-531、168、BHT、W-9
有良好协同效应，提高制品
耐寒、抗老化、耐油、绝缘、防水性能；
2. 明显提高挤出量，显著降低熔体粘度，完全取代ACR401/201 等加工助剂,改善PVC
制品表面光亮光洁度，使制品手感良好，使
颜料稳定性增加，色彩更加鲜艳持久，在弹性料中显著提高制品的柔韧性及弹性。而且对液态增塑油有强烈亲合力，使增塑油被固
定在制品内不迁移，防出油及制品粘手，使制品硬度稳定。（在加增塑剂PVC
制品中，部分增塑剂（如DOP，TOTM，DOS，DOA，
石蜡油等）会析出到表面，先形成油污薄膜，导致产品有粘手感，继而蒸发散失，致产品硬度升高发脆龟裂。）
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3. 推荐应用范围：PVC 电缆料、膜料、弹性体、鞋底料、封条、橡塑料等等，替代部分DOS、DOA
等助剂，克服析出冒油和制
品强度降低的缺点，替代部分丁青橡胶，明显降低成本等等；建议用量8-20 份。（简易添加方案：8-15
份替换DOP/TOTM/DOS/DOA,
增加15-40 份碳酸钙，成本降低100—500 元/吨）举例：以5 份柔强剂替代5 份DOP，同时增加10
份钙，强度和延伸率均可提升
约10％，增塑剂只能增加延伸率同时降低强度，阻燃也随之恶化。目前在线缆料和封条料中已获得客户认可和好评。
附表：部分客户应用数据
表一：浙江某集团用柔强剂改性软PVC 电缆料数据
名称 拉伸强度 断裂伸长率 备注
65℃白色护套料
0
8.6 230 原配方
65℃白色护套料10 9.5 240 原配方基础上5 份柔强剂取代5 份DOP,另外多加10 份钙
65℃白色护套料15 9.2 250 原配方基础上5 份柔强剂取代5 份DOP,另外多加15 份钙
附：如需调整硬度，增减增塑剂（DOP//TOTM/DOS/DOA/氯蜡等等）用量即可。
表二：宁波某集团用柔强剂改性软PVC 电缆料数据
名称 拉伸强度 断裂伸长率 备注
UL105℃护套料0 10.6 190 原配方
UL105℃护套料
10
14.9 230 原配方基础上加10 份柔强剂，减10 份TOTM, 减5 份DOS,
另外多加10 份钙
UL105℃绝缘料
10
17.7 200 原配方基础上加10 份柔强剂，减5 份TOTM,另外多加15 份钙,
柔软性光亮度大幅提升
附：如需调整硬度，增减增塑剂（DOP//TOTM/DOS/DOA/氯蜡等等）用量即可。
表三：宁波某电器公司用柔强剂改性软PVC 电缆料数据
名称 拉伸强度 断裂伸长率 备注
65℃橙色护套料0 7.2 140 原配方
65℃橙色护套料6 8.3 150 原配方基础上加6 份柔强剂取代6 份DOP,多加2.5 份氯蜡，另
外多加21 份钙
65℃橙色护套料
13
6.6 140 原配方基础上加13 份柔强剂，减6 份DOP,多加10 份氯蜡，另
外多加61 份钙
65℃橙色护套料6 8.5 190 原配方基础上加6 份柔强剂，减4 份DOP,多加8 份氯蜡，另外
多加14 份钙，更柔软无折白
附：如需调整硬度，增减增塑剂（DOP//TOTM/DOS/DOA/氯蜡等等）用量即可。
联系人：董经理13336658817）
将使用效果和低成本环保UL105 电缆料配方给大家分享下：
A：改性思路：首先选用廉价PVC 树脂如SG-5 型，电石法选优等品，大幅度提升填充量，
降低可燃增塑剂用量，使用廉价辅助增塑剂，减少阻燃剂氧化锑用量；稳定剂选用常用的钙锌
复合稳定剂；
B：配方表：
名称/项目 UL105 护层级 UL105 绝缘级 UL105 耐寒柔软护层级
PVC 树脂SG-5/SG-3 100 100 100
TOTM 45 40 30
环氧大豆油 5 5 5
氯化石蜡 1 1 1
氧化锑 3 3 3
抗氧剂 0.5 0.5 0.5
煅烧陶土 5
活性碳酸钙 75 75 75
钙锌复合稳定剂 6 6 7
UV-531 0.5
DOS 5 20
柔强剂 10 10 10
内外滑剂 适量 适量 适量
C：加工：按配方称取物料，高速混合至干粉状卸料，然后造粒机挤出造粒，然后拉成线材
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测试。经验调试单螺杆造粒机加工塑化温度为：180℃-200℃，双螺杆造粒机塑化温度为：150
℃-190℃；拉线机挤出温度：182℃-195℃；
D：测试数据（按UL1581 电线标准）：
名称/项目 105 护层级 105 绝缘级 105 耐寒柔软护层级
拉伸强度 ＞15MPa ＞15MPa ＞15MPa
断裂伸长率 ＞250％ ＞180％ ＞260％
136℃×168H 通过 通过 通过
-20℃低温曲绕 通过 通过 通过
阻燃 通过 通过 通过
E：技术延伸：若要进一步提高热老化性能和200℃热稳定时间，须选用性能更优异的环保稳定剂，
使用更高牌号杂质少的树脂，增塑剂使用纯度更高的等级，或者使用耐热性能更好的增塑剂，整体
成本会有一定提高，但比传统配方成本仍然低很多，具有一定使用价值。这里根据个人经验推荐一
个配方表：
名称/项目 GB105 护层级 GB105 绝缘级 VDE90 护层级 VDE90 绝缘级
PVCSG-2 优级 100 100 100 100
优级TINTM 50 40 50 45
环氧大豆油 5 5 3 3
70 氯化石蜡 6 8 6 8
氧化锑 5 3 5 3
抗氧剂 0.6 0.6 0.6 0.6
煅烧陶土 5 5
活性碳酸钙 75 75 75 75
高性能稳定剂 9 9 10 10
UV-531
DOS
柔强剂 10 10 10 10
内外滑剂 适量 适量 适量 适量
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