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  • [资讯] 国内PVC电缆料研究近况
    PVC电缆料价格低廉,性能优良,在电线电缆绝缘保护材料中长期占有重要地位,但是这种材料含对环境和人体有害物质,且在应用于特殊环境时存在诸多问题。随着人们环保意识的增强和对材料性能要求的提高,对PVC材料提出了更高的要求。针对这些要求,近年来国内的研究者也进行了相关的研究,现将主要内容分述如下。 1 环保PVC电缆料 进入21世纪,随着人类环保意识的增强和人们对自身健康的关注,环境问题成为人类社会关注的焦点,许多国家、地区及组织纷纷制定了严格的标准与法规,限制有害物质的使用,特别是RoHS和REACH法规。 欧盟规定2006年7月1日以后进入欧盟国家的产品必须符合环保RoHS规定。传统PVC电缆料因含一定量的重金属元素等有害物质,所以不符合RoHS规定,成为制约PVC电线电缆在电气设备、基础设掩、基本建设等场合应用的重要因素。2008年10月28日,欧盟公布SVHC(高关注物质)第1批候选物质清单,REACH法规正式执行,所有进入欧盟的配制品和物品都将受此法规控制,虽然该法规没有禁止含有这些高关注物质的化学品进入欧盟市场,但都需要通过注册、评估、授权和限制等一组综合程序,这就导致一些欧盟客户为了简化程序而要求各自的供应商提供的产品中都不准含有以上物质。因此,对PVC电缆料的生产产生了重大的影响。 为适应环保法规要求,环保PVC电缆料应运而生,并迅速成为当前PVC电缆料开发的主题之一。 环保PVC电缆料的要求:铅和重金属含量低,低烟,低氯化氢,低毒或无毒。而近年来,环保PVC电缆料研究的焦点似乎都集中在对重金属的控制和对有毒增塑剂的替换上,主要有以下几个方面。 1.1 钙/锌热稳定剂的研究 传统的PVC稳定剂含有铅等重金属,性能虽好却不环保,所以用环保的稳定剂替代传统的重金属稳定剂是必须的,目前研究较多、应用较广的是钙/锌复合稳定剂。 苏朝化等如经过一系列研究,用国产钙/锌稳定剂,配合适当温度等级的增塑剂,分别制得了70、90、105℃的环保PVC护套料,环保要求符合RoHS规定,性能可满足GB/T 8815-2002的要求。 张建耀等对德国汉高公司、德国熊牌、日本旭电化公司、新加坡三益公司、台湾联合化学公司生产的钙/锌稳定剂的热稳定性作了对比,几家公司的产品的热稳定时间都符合GB/T 8815-2002的规定,其中以新加坡三益公司的“G”和台湾联合化学公司的“I”最为出色;同时给出了80℃等级环保型PVC电缆料的基础配方和工艺,挤线后能够满足美国汽车工程师协会《低压初级电缆》标准(SAE J l128)和日本汽车工程学会《汽车用薄壁绝缘低压电线》标准(JASO D 611-1994)对绝缘材料的性能要求。 张敏等研究将水滑石、水滑石与钙/锌复合物,作为热稳定剂,加入PVC中制成薄膜,在85℃真空条件下劣化40天,对其力学性能和热稳定性进行了研究,并探讨了复合稳定剂的作用效果:结果表明,热稳定剂水滑石、水滑石与钙/锌复合物的加入均能较好地改善PVC的力学性能和热稳定性。笔者认为:单独使用水滑石作为PVC热稳定剂在PVC电缆料工业中应用是否可行值得商榷,但是发现水滑石至少可以作为钙/锌热稳定剂的协效剂使用。 施殉若认为:以钙/锌稳定剂替代铅盐稳定剂,最大的难点在于200℃时PVC的热稳定性,并研究发现国产的KGF-R有机钙液体稳定剂完全可以代替铅盐产品在PVC电缆料加工中应用,满足GB/T 8815-2002中90℃护套料的要求,200℃热稳定时间大于180min。 总体来讲,进口的钙/锌稳定剂优于国产同类产品,开发优质的国产钙/锌稳定剂任重而道远。 1.2 增塑剂的问题 第1批15种SVHC列入清单中有3种邻苯二甲酸酯类增塑剂(DBP、DEHP、BBP)和短链氯化石蜡(C10-13),它们都是PVC电缆料目前使用的增塑剂。生产不含REACH法规中第1批SVHC的PVC电缆料的重点是选择合适的增塑剂。 杭孝友认为:对于PVC电缆料来说,在满足REACH法规的同时,需要综合考虑电缆的使用环境来选择合适的增塑剂,同时需要考虑到电绝缘性。一般有如下的使用规则:①DOS、ATBC、ESO不能单独使用;②耐高温应考虑TOTM;③耐寒应考虑DOS;④较高电绝缘性应考虑DOTP;⑤耐候性应考虑添加ESO配合使用。 1.3 其他 另外,颜料可能含有超标的重金属,生产环保PVC电缆料时应格外注意颜料的品质和种类,研究开发环保颜料也十分有必要。 生产过程如无严格质量控制也极易引入有害物质,所以研究合理的造粒工艺和设备布局也是生产高质量环保PVC电缆料的重要一环。 2 交联PVC电缆料 合理有效的交联可提高材料的使用等级,对PVC也不例外。交联的方法有化学法、硅烷交联法和辐照交联法,而对PVC电缆料而言,最有效且研究应用最多的方法是辐照交联法。 2.1 促交联剂 辐照交联PVC的关键问题是如何在低辐照剂量下提高凝胶含量,通常的做法是添加多烯单体(如TMPTA、TAIC、TMPTMA等),在此基础上再添加,其他促进交联的材料。 石光等在使用了TMPTA的基础上用EVA(VA质量分数为28%)作促交联剂。结果表明:在。TMPTA一定时,加入EVA不利于电缆料凝胶含量的提高,并且与凝胶含量间无对应关系,还会导致材料力学性能下降。他们认为可能由于辐照条件下TMPTA优先与EVA接枝交联,形成EVA交联体系,该体系与交联的PVC基体间的界面相容性较差,从而导致材料力学性能下降。 张良通过试验得出:EVA741对凝胶含量的提高有很大的作用,而EVA2805对提高凝胶含量不是很有效。笔者认为:这是因为EVA741的分子主链上有羰基成分,而普通EVA没有,羰基使EVA 741与PVC的相容性大大提高,辐照后不会形成脱离PVC相的EVA无效凝胶,从而提高复合体系的凝胶含量;所以在PVC中添加辅助交联的材料要特别注意与PVC的相容性问题,一些自身容易交联而与PVC相容性差的材料作为PVC辅助交联剂加入PVC前,应先作适当的改性处理,以提高相容性。 2.2 减轻辐照变色 与多数聚合物一样,PVC材料辐照后也有变色的问题,尤其对于浅色料,辐照后会变色,影响外观,往往不被客户所接受,产生纠纷,增加不必要的生产成本。所以,如何避免PVC辐照后变色也逐渐被人关注。PVC的辐照变色是因为辐照使PVC分子内脱氯化氢,导致在PVC分子链中形成显色共轭结构或含氧结构;所以,减少PVC辐照后的变色的方法是加入适当的稳定剂,吸收反应生成的氯化氢,或与辐射分解的活性中间体形成稳定结构,抑制PVC脱氯化氢自催化反应,减小PVC分子中形成共轭结构或含氧结构的可能性。 彭朝荣等采用60Co γ射线对PVC/稳定剂复合体系进行辐照,以黄变指数为指标研究了不同稳定,剂对PVC辐射变色性能的影响。结果表明:不同稳定剂对PVC耐辐射变色性能的影响各不相同,硬脂酸钙/硬脂酸锌最好,环氧大豆油次之,亚磷酸酯和光稳定剂较差。笔者在工作中还发现苯酚类抗氧剂辐照后转变为醌而使材料变色,因此掌握好这类抗氧剂的用量成为解决这一问题的关键所在。 3 其他方面 近年中国的汽车工业得到了长足的发展,对汽车线束的需求大幅提高,目前105℃及以下温度等级的汽车线束的绝缘保护材料大部分用的是PVC材料。国内汽车线束用PVC材料常有挤出表面不光、低温性能不佳等缺点。鉴于此,加之汽车线束使用的特殊环境(如空间狭小、环境散热不佳、相互摩擦频繁等)和特殊要求(薄壁、高速挤出等)以及成本控制要求,研究用于汽车线束的PVC材料,进一步提高其性能是必要的。 谢侃、刘容德等对用于汽车的环保PVC电缆料进行了一系列基础研究,他们认为应该在加工允许的情况下尽可能采用高聚合度PVC树脂,并找到了提高耐磨性的添加剂以及提高耐低温性和耐老化性的助剂。 4 结语 尽管环保法令日益严格,但PVC电缆料以其出色的性能、低廉的价格和容易加工的特点在电缆料中仍占据相当的份量,且这一局面在短期内很难有根本改变,所以开发环保、高性能的PVC电缆料在今后一段时间内仍是一个热门课题。
  • [资讯] 超细无卤复合阻燃剂在PVC电缆料中的应用研究
    PVC性能优良,广泛地用作电线电缆绝缘料和护套料。随着人们安全意识和环保意识的逐渐加强,对电缆料的性能要求越来越高,尤其是对其阻燃性能提出了更高的要求,不仅要求阻燃,还要求无卤、低毒。虽然PVC树脂本身具有高阻燃性,但PVC电缆料在加工时加入了大量增塑剂,大大降低了PVC电缆料的阻燃性。而且PVC电缆在燃烧时会放出大量有毒、有腐蚀性的烟雾,造成“二次危害”,严重地威胁人民的生命安全。因此无论从消防安全角度,还是从环保角度来看,这类产品都应该逐步限制使用。从1998年3月起北京严禁使用PVC绝缘电缆,公安部也颁发了GA306.1-2001标准。因此,研究和生产阻燃PVC电缆料具有重要的现实意义。 1 复合阻燃剂的阻燃机理 目前,提高高聚物的阻燃性主要是通过往树脂中添加阻燃剂来实现。对材料进行处理时,要选择合适的阻燃剂。阻燃剂的选择取决于聚合物的性质、加工方法和经济条件。其中阻燃剂对聚合物的阻燃能力是最为重要的,关键是阻燃剂的热分解温度和聚合物的热降解温度要匹配。复合阻燃剂是由几种阻燃剂按一定比例组成的,彼此之间产生协同效应,具有阻燃效率高、添加量低等特点。结合PVC的特点,制备了由氢氧化铝、氢氧化镁、阻燃增效剂组成的复合阻燃剂。为了提高阻燃剂与基体树脂的相容性,还加入了少量偶联剂及分散剂进行表面改性。 氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃作用主要是依靠其受热时释放出大量结晶水,吸收热量,从而抑制了基体的温度上升,延缓了热分解,降低了燃烧速度。氢氧化铝脱水反应主要发生在210-320℃,氢氧化镁脱水反应主要发生在340-430℃,从而有效的抑制了PVC的温度上升和热分解。脱水反应产生的水蒸气能稀释可燃性气体,冲淡周围氧浓度,分解产生的Al2O3和MgO在树脂周围形成隔热和耐火层,从而起到阻燃作用。同时这两种氢氧化物是有效的酸吸收剂,可以与PVC分解产生的HCl形成盐,有效地降低了HCl的释放量,大大地降低了烟雾的毒性,具有明显的抑烟作用。此外,由于两者分解温度不同,按一定比例混合使用,可在宽温度范围起到阻燃协同效应。 2 实验 2.1 原料 PVC树脂、增塑剂、稳定剂、改性剂、填充剂等均为市售,超细无卤复合阻燃剂自制。 2.2主要仪器设备 开炼机XKR-160B;高混机GRH-200;平板硫化机OLB-1;氧指数测定仪HC-2。 2.3 配方 PVC 100份(质量份数,下同)、增塑剂40-50份、稳定剂及润滑剂8-12份、填充剂20-30份、复合阻燃剂适量。 2.4 工艺 配料→高速混合→混炼→压片→测试。 2.5 测试方法 拉伸强度按GB1040标准检测,体积电阻率按GB1410标准检测,氧指数按GB2406标准检测。 3 实验结果与讨论 3.1 复合阻燃剂粒径对体系性能的影响 在其他条件相同的情况下,将具有不同平均粒径的复合阻燃剂填充到PVC体系中,所得的有关实验结果列于表1。 表1 复合阻燃剂粒径对体系性能的影响 从表1中可以看出,随着复合阻燃剂平均粒径的减小,其拉伸强度和断裂伸长率逐渐增大。这是因为随着复合阻燃剂粒径的减小,离子比表面积增大,有利于阻燃剂在树脂中的分散均匀,使阻燃剂与树脂的相容性提高,增强界面的相互作用,而使拉伸强度和断裂伸长率提高。表1中数据表明,随着复合阻燃剂的平均粒径减小,体系氧指数逐步提高,这说明颗粒变细,比表面积增大有利于阻燃剂发挥阻燃作用,使阻燃效率提高;而复合阻燃剂的平均粒径减小对体积电阻率影响很小。 3.2 复合阻燃剂填充量对体系阻燃性能的影响 表2为复合阻燃剂填充量对体系阻燃性能的影响。 表2 复合阻燃剂填充量对体系阻燃性能的影响 由表2可以看出,随着复合阻燃剂填充量的增加,PVC电缆料体系的氧指数逐渐增大,表明体系阻燃性能随复合阻燃剂填充量的增加而增大。这是因为随着阻燃剂的含量加大体系中能够产生阻燃效果的物质增加。此外,随着复合阻燃剂填充量的增加,树脂在整个体系所占比例也随之下降,这也有助于降低体系的燃烧能力。 3.3 复合阻燃剂填充量对体系力学性能的影响 表3为复合阻燃剂填充量对体系力学性能的影响。 表3 复合阻燃剂填充量对体系力学性能的影响 从表3可以看出,随着复合阻燃剂填充量的增加,材料的拉伸强度先升高后降低,说明当超细改性复合阻燃剂加入少量时,可以均匀分散在基体中,界面作用加强,起一定补强作用;当复合阻燃剂加入量较大时,可能积聚成团,使拉伸强度降低;同时PVC含量相对下降,对拉伸强度也会产生一定影响。随着复合阻燃剂填充量的增加,分子链取向困难,材料断裂伸长率下降;再者由于应力集中点的增多,使得分子链来不及舒展而断裂,也是断裂伸长率下降的原因之一。 4 结论 (1)复合阻燃剂的平均粒径减小,有利于增加其阻燃效果,有利于保证电缆料的力学性能。 (2)由氢氧化铝、氢氧化镁、阻燃增效剂组成的复合阻燃剂无毒、无卤,加入PVC电缆料中可以提高材料的阻燃抑烟效果。 (3)复合阻燃剂对PVC电缆料的力学性能有一定影响,合理配方可以使PVC电缆料达到阻燃目的,力学性能也满足要求。
  • [资讯] 有铅无铅PVC电缆料“同台跳舞”
    昨日了解到,目前我国PVC电缆料“两条腿走路”现象十分普遍,许多生产企业甚至骨干企业仍在按照用户是否有环保要求,分别提供有铅或无铅原材料。业界专家对此深表忧虑:在环保理念日益深入人心、环保法规日趋严格的形势下,PVC电缆料如此“两条腿走路”,只会越走越窄。 杭州通达电缆材料有限公司副总工程师胡建敏介绍说,PVC绝缘和护套电线电缆在我国用量很大,而且应用范围十分广。近几年,我国PVC电缆料产量以年均10%的速度快速增长,2006年消费总量已达到80万吨。目前,这种材料仍然是我国电缆料的主要品种之一,预计未来仍有发展空间,关键是要解决产品环保标准和生产成本的矛盾。而通达和杭州三叶助剂有限公司合作开发无铅电缆料已取得重大进展,突破了环保产品高成本的瓶颈,这将对PVC电缆料行业产生巨大的影响。 我国从上世纪70年代就已经开始PVC制品的无铅化研究,但铅盐热稳定剂因具有无可替代的热稳定性能和价格竞争力,几十年来一直是PVC电缆料所用热稳定剂的当家品种。时至今日,PVC电缆料中仍然是有铅与无铅产品“同台跳舞”。 中国工程塑料协会塑料助剂专委会热稳定剂分会会长施珣若认为,之所以出现这样的局面,一方面是铅盐热稳定剂优异的性价比仍“无人可敌”;另一方面是国内环保法规相对滞后,给含铅产品留了一条“活路”。因此,国内企业“两条腿走路”的做法似乎情有可原。但我们也必须认识到,PVC电缆料企业想要生存和发展壮大,必须未雨绸缪。在欧盟近几年先后出台的WEEE、RoHS和EuP等指令中,含铅产品都在劫难逃。而我国于今年3月正式实施的《电子电器产品污染控制管理办法》,也对含铅产品进行了严格限定。还有一个不可忽视的事实就是,尽管部分用户为节省成本,仍在选用含铅电线电缆,但含铅产品根本无缘像北京奥运场馆这样的大型国家重点建设工程,这就大大削弱了这类产品的市场竞争力。 因此,业内专家呼吁PVC电缆料企业认清形势,不要只顾眼前利益,而要着眼长远发展,积极主动地采取措施应对市场变化,做好基础研究和技术储备,以获得市场竞争的主动权。
  • [资讯] 氢氧化铝复合阻复合阻燃剂阻燃PVC电缆料的性能
    各种大型企业、高层建筑、地下工程等都使用大量的电线电缆,尤其是发电厂、变电站、化工厂,电缆群密集铺设、纵横交错,一旦发生火灾,扑救十分困难。因此,电线电缆的低烟、阻燃技术已成为一项重要研究课题。 实现电缆料低烟、阻燃,最好是选择本身就具备这些特性的聚合物材料。目前研究较多的是PVC电线电缆料的阻燃。PVC的阻燃性能和电绝缘性能较好且价格低廉,是目前用量最大的电缆料原料。PVC本身具有自熄性,但由于加工过程中往往加入大量的增塑剂,从而大大提高了PVC电缆料的可燃性,而且PVC电缆料无论是在有焰燃烧还是阴燃状态,都会放出大量有害、窒息性烟雾。因而,对PVC而言,消烟比阻燃更为重要,是亟待解决的问题。 塑料阻燃剂分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类。有机阻燃体系通过降解产生卤化物而发挥阻燃作用,但它们也增大了火灾中有害气体的生成量,造成二次灾害。所以,目前国外的研究开发工作主要集中在无机阻燃剂上。 无机阻燃剂因具有无毒、消烟、燃烧产物毒性小、不迁移、不渗出、不污染环境、永久阻燃、成本低廉等特点,已成为阻燃技术发展的方向。 本实验针对低烟、无卤阻燃电缆料的要求,选择适当的复合阻燃剂,用于PVC共混体系中制成电缆料,并对其阻燃和力学性能进行测定。 1 实验 1.1实验材料 PVC,福州二化集团提供; 氢氧化铝复合阻燃剂,本课题组自制,由氢氧化铝、镁、锌及碳酸钙、偶联剂等组成; 稳定剂、润滑剂及其它助剂,福建南平康达电缆有限公司提供。 1.2仪器设备 开放式双辊炼胶机,SK-160B,上海橡胶机械厂; 压力成型机,YX(0),福建宁化通用机器厂; 氧指数测定仪,HC-2,南京江宁分析仪器厂; 水平垂直燃烧测定仪,南京江宁分析仪器厂; 烟密度试验箱,GB8627,国家建材检测中心; 机械式拉力试验机,LT,河北承德试验机厂。 1.3工艺路线 1.4测试方法 氧指数按GB2406-93方法进行;水平垂直燃烧等级按GB2048-96方法进行;烟密度等级按GB8627-2001方法进行;点燃气体为家用液化石油气;拉伸强度,断裂伸长率按GB1039-92方法进行。 2 结果与讨论 2.1阻燃消烟剂含量对材料阻燃性能的影响 2.1.1水平燃烧速度 复合阻燃剂含量对水平燃烧速度的影响见表1。 在实验中,发现添加复合阻燃剂的PVC电缆料在火中燃烧无滴落,离火熄灭。从表1可知,样品燃烧前沿均未达到25mm的国标线。且随着复合阻燃剂含量的增大,样品剩余部分越长,表明其水平燃烧速度越小。根据相应的国家标准,本材料达到了塑料燃烧性能测试方法的难燃材料FH-1组的标准。 表1 水平燃烧速度测试结果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 实验号 复合阻燃剂含量/份 剩余部分长度/mm ───────────────────── 0 0 86.94 1 10 87.61 2 15 88.38 3 20 89.54 4 25 90.24 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 注:停止施焰后样品熄灭,以样品未着火的剩余部分长度来表示。 2.1.2垂直燃烧速度 表2 垂直燃烧速度测试结果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 实验号 复合阻燃剂含量/份 燃烧时间/s ────────────────── 0 0 6.70 1 10 6.00 2 15 5.35 3 20 5.09 4 25 4.20 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 复合阻燃剂含量对垂直燃烧速度的影响见表2。 由表2可见,随着阻燃消烟剂含量增加,其垂直燃烧时间越来越短,有焰燃烧时间都小于10s,且每5根试样有焰燃烧时间总和小于50s,第二次施焰加上无焰燃烧时间小于30s,均达到了国家标准垂直燃烧FV-0级。 2.1.3氧指数 在PVC电缆料中,由于PVC本身具有自熄性,因而有较高的氧指数。但是由于大量增塑剂的加入,使PVC电缆料的阻燃性能大大降低。 表3 氧指数测试结果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 实验号 复合阻燃剂含量/份 氧指数/% ────────────────── 0 0 28 1 10 45 2 15 55 3 20 57 4 25 64 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 从表3可见,与未添加复合阻燃剂的0#样品相比,添加10份复合阻燃剂的1#样品氧指数提高了60.7%。且随着材料中复合阻燃剂含量增加,材料的氧指数上升,达到难燃材料的要求。 2.1.4烟密度 复合阻燃剂含量对材料消烟效果的影响见表4。 由表4可知,随着复合阻燃剂含量的增加,PVC电缆料的烟密度下降,且均小于75,达到并超过GB8627-2001的要求。 表4 烟密度的测试结果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 实验号 复合阻燃剂含量/份 烟密度/% ────────────────── 0 0 62.33 1 10 54.02 2 15 52.63 3 20 51.79 4 25 50.52 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 注:样品尺寸为25mm×25mm×1.68mm。 2.2材料的力学性能 复合阻燃剂含量对材料力学性能的影响见表5。 表5 材料力学性能测试结果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 实验号 复合阻燃剂 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 含量/份 ────────────────────── 0 0 19.55 604 1 10 19.41 613 2 15 19.44 612 3 20 18.95 610 4 25 18.13 606 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 由表5可见,添加复合阻燃剂的试样的拉伸强度比未添加复合阻燃剂的有所下降,断裂伸长率有所提高,但变化不大。 3 结论 (1)氢氧化铝复合阻燃剂由无机阻燃剂、无机消烟剂、协同增效剂等无毒成分组成,具有高效、价廉、无二次污染、使用简便的优点,是符合国际阻燃技术发展要求的第二代绿色环保阻燃产品。在PVC电缆料中复合阻燃剂能够提高材料的阻燃消烟性能,达到难燃材料要求。 (2)加入复合阻燃剂的PVC电缆料,随着阻燃剂含量的增加其阻燃消烟效果越好,氧指数可达64,垂直燃烧速度达FV-0级,可作为难燃材料使用。 (3)配方合理的阻燃PVC电缆料,既能满足难燃材料使用要求,又能使力学性能基本不下降。
  • [资讯] 河南抽查pvc电缆料产品质量 伊川两企上不合格名单
    河南抽查pvc电缆料产品质量 伊川两企上不合格名单 2016-9-13 来源:中国聚合物网 点击 次 关键词电缆料 监督局 据河南省质量技术监督局官网9月8日消息2015年第3季度该局对餐具洗涤剂等69种产品质量进行了省监督抽查。其中抽取了洛阳、新乡2个省辖市和巩义1个省直管县市16家企业生产的32批次聚氯乙烯PVC电缆料产品有2批次产品不符合标准的要求。 本次抽查依据GB/T8815-2008《电线电缆用软聚氯乙烯塑料》及《2015年第3批聚氯乙烯PVC电缆料产品质量河南省监督抽查实施方案》对聚氯乙烯PVC电缆料产品的外观、拉伸强度、断裂拉伸应变、热变形、200℃热稳定时间、20℃时体积电阻率、工作温度时体积电阻率热老化性能等项目进行了检验。经抽样检验伊川县辉煌塑业有限公司、伊川县嘉源塑料有限公司两家企业的2批次PVC电缆料样品不符合标准的要求涉及到热老化质量损失项目。 免责声明部分资料来源于网络转载的目的在于传递更多信息及分享并不意味着赞同其观点或证实其真实性 也不构成其他建议。仅提供交流平台不为其版权负责。如涉及侵权请联系我们及时修改或删除。 邮箱info@polymer.cn 责任编辑liu 【查看评论】【 】【 】【关闭】
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    聚氯乙烯(PVC)是一种用途非常广泛的通用塑料,根据添加增塑剂的量不同,可以制成软质、硬质和半硬质制品,还可以与其他聚合物共混进行改性,做成种类繁多、性能各异的制品,目前已成为用量非常大的塑料之一。PVC树脂本身的氧指数为45%,然而PVC电缆料中由于加入了大量的增塑剂及其他助剂,使其阻燃性能大大下降,氧指数降到24010左右。随着经济的发展,一些高精尖仪器设备、地铁、高层建筑、发电站等对使用的PVC电线电缆的阻燃性提出要求。目前,解决PVC电缆料阻燃的方法主要有添加无机及有机阻燃剂以达到阻燃效果。在电缆料中,常用的有机阻燃剂主要有氯化石蜡及磷酸酯类阻燃剂;无机阻燃剂主要有三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、铝酸锌、二氧化硅及钼的氧化物等。然而这些阻燃剂都有自己的局限,目前还没有—个从成本和阻燃性能方面堪称完美的阻燃剂。 本文主要研究了普通微米级三氧化二锑、纳米三氧化二锑及纳米三氧化二锑/硼酸锌复合阻燃剂对PVC电线电缆料的阻燃性能及力学性能的影响。该阻燃剂在很少添加量时就可以达到较高的氧指数,且抑烟效果较好,对材料的力学性能影响较小。 1 实验部分 1.1 主要原料 聚氯乙烯:SG-3型,安龙金宏化工有限公司;DOP:齐鲁石化;微米级三氧化二锑:云南木利进出口有限公司;纳米级二氧化二锑:自制;硼酸锌:济南金盈泰化工有限公司;氯化石蜡:恒通石化有限公司;环保稳定剂:重庆天进助剂有限公司;碳酸钙:广西贺州旭光粉体有限公司;其他助剂均为工业助剂。 1.2 实验仪器和设备 高速混合机:SHR-10A,张家港白熊科美机械有限公司:开放式炼塑机:SK-160B,上海迪胜橡塑机械有限公司;平板硫化机:QLB-D,上海迪胜橡塑机械有限公司;哑铃型拉伸制样机:XY-12,承德市金建检测仪器制造厂;电子万能实验机:岛津国际贸易(上海)有限公司;氧指数测定仪:HC-2,南京市江宁区分析仪器厂。 1.3 基本配方及试样制备 1.3.1 基本配方 PVC100份;DOP 30份;氯化石蜡10-25份;稳定剂3份;CaCO3 10-30份;其他助剂1.2份;阻然剂为变量。 1.3.2 试样制备 配料:配方中各种物料所占的比例是质量份数,按照配方中比例称取物料,然后依次加入混合机中进行高速混合。 塑炼:应严格控制开炼机的辊温,以防止物料的分解而影响性能。在实验中,前辊温度为160℃,后辊温度为155℃,使物料包前辊。 模压:所有配方的模压时间、压力相同。试验热压力为14MPa,温度为160℃ 制样:将平板硫化机压制出的平板裁制成测试所需的样条形状。按照国标在规定时间之后进行测试。 1.4 性能测试 极限氧指数(LOI)按国标GB/T 2406-2006标准进行测试,试样尺寸100mm×6.5mm×3.2mm 力学性能按国标GB/T 1040-2006标准进行测试,试样为V型试样,拉伸速度为250mm/min。 2 结果与讨论 2.1 三氧化二锑添加量对PVC电缆料极限氧指数的影响 图1所示为添加不同量的三氧化二锑后PVC电线电缆料的极限氧指数。从图中可以看出,随着三氧化二锑添加量的增加,PVC电缆料的极限氧指数呈直线上升趋势,在纳米三氧化二锑的添加量大于1.5份时,纳米三氧化二锑对PVC的氧指数贡献大于微米级三氧化二锑。在氧指数为35%时,纳米三氧化二锑的添加量可以比微米级三氧化二锑少20%。这是因为纳米级三氧化二锑阻燃材料由于粒度变小具有了特殊的延展性能,可均匀分散于聚合物材料中,其比表面积的增大使其在阻燃过程中能有效地生成SbX3,采用凝聚相阻燃和减少链式反应自由基·OH来实现阻燃,在阻燃性能方面比微米级三氧化二锑有数量级的提高。虽然纳米三氧化二锑可以在较低的添加量下达到比较高的氧指数,然而油于三氧化二锑阻燃机理是气相阻燃与固相阻燃同时进行,所以,以纳米三氧化二锑阻燃的PVC电缆料的生烟量还是比较大,考虑烟气对火灾中逃生的不利影响,我们将具有抑烟功能的硼酸锌引入阻燃剂体系中。 2.2 硼酸锌(ZB)与纳米三氧化二锑复配阻燃剂对PVC氧指数的影响 图2所示为添加5份不同比例硼酸锌与三氧化二锑时PVC电缆料的极限氧指数。从图中可以看出,随着复合阻燃剂中三氧化二锑添加量的增加,PVC电缆料的LOI增加。众所周知,三氧化二锑与卤系阻燃剂协效可以达到一般阻燃剂无法企及的综合性能,然而日前三氧化二锑的价格一涨再涨,改性塑料尤其是PVC这种利润比较低的改性材料已经难以承受。硼酸锌价格低廉,且据前人研究可以作为PVC的阻燃消烟剂,本研究中发现,将硼酸锌与三氧化二锑复合后材料的生烟量大大降低,这使得该阻燃剂在达到适合氧指数的同时具有较低的生烟量。 2.3 硼酸锌(ZB)与纳米三氧化二锑复配阻燃剂对PVC力学性能的影响 图3所示为sb2O3/ZB不同比例下PVC电缆料的力学性能。从图中可以看出,随着硼酸锌比例的增加,PVC电缆料的拉伸强度呈下降趋势,断裂伸长率先有一个微小的升高后降低的趋势,但拉伸强度与断裂伸长率的降低均不明显,拉伸强度最大降低7.5%,断裂伸长率最大降低9.47%。这是因为使用的硼酸锌为微米级的硼酸锌,其粒径分布为2-10μm,与纳米三氧化二锑相差不大,因此对力学性能的影响不明显。 3 结论 1)纳米兰氧化二锑对PVC的氧指数贡献大于微米级三氧化二锑,当氧指数为35%时,纳米三氧化二锑的添加量可以比微米级三氧化二锑少20%。 2)纳米三氧化二锑与硼酸锌复合后材料的氧指数降低,这说明硼酸锌对氧指数的贡献小于三氧化二锑,但复配后材料的生烟量大大降低,材料的整体成本也降低。 3)随着复配阻燃剂中硼酸锌比例的增加,PVC电缆料的拉伸强度呈下降趋势,断裂伸长率先有一小微小的升高后降低的趋势,但拉伸强度与断裂伸长率的降低均不明显,拉伸强度最大降低7.5%,断裂伸长率最大降低9.47%。
  • [资讯] 河南省质监局抽检35批次PVC电缆料产品
    河南省质监局抽检35批次PVC电缆料产品 2016-10-9 中国塑料技术网 据河南省质量技术监督局官网公布的电线电缆用软聚氯乙烯塑料产品质量省监督抽查结果本次抽查共抽取了郑州、洛阳、新乡3个省辖市和巩义、滑县2个省直管县(市)19家企业生产的35批次电线电缆用软聚氯乙烯塑料产品1批次产品不符合标准的要求。经抽样检验春宾电缆集团有限公司的1批次J-70型PVC电缆料不符合标准的要求涉及到热老化质量损失项目。 本次抽查依据GB/T8815-2008《电线电缆用软聚氯乙烯塑料》及《2016年第3批电线电缆用软聚氯乙烯塑料产品质量河南省监督抽查实施方案》对电线电缆用软聚氯乙烯塑料产品的外观、拉伸强度、断裂拉伸应变、热变形、200℃热稳定时间、20℃时体积电阻率、工作温度时体积电阻率热老化性能等项目进行了检验。   免责声明部分资料来源于网络转载的目的在于传递更多信息及分享并不意味着赞同其观点或证实其真实性也不构成其他建议。仅提供交流平台不为其版权负责。如涉及侵权请联系我们及时修改或删除。邮箱info@plastech.cn
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