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¿Cómo elegir las materias primas de los cables de PVC?

El PVC se ha utilizado ampliamente en la producción de materiales para cables debido a su excelente resistencia a la corrosión, aislamiento eléctrico, especialmente su resistencia a las llamas y su autoextinción.

El material de cable de PVC se prepara en pellets mezclando, amasando y extruyendo PVC como resina base, agregando estabilizadores, plastificantes, lubricantes y cargas inorgánicas como carbonato de calcio.

Selección de resina de PVC.

Cuanto mayor sea el peso molecular del PVC, mayor será la resistencia a la tracción, la resistencia al impacto y el módulo elástico del producto, pero la fluidez y plasticidad de la masa fundida disminuyen, mejor será la resistencia al calor y al frío y mayor será la temperatura de procesamiento.

Generalmente, se requiere que los materiales de los cables tengan un alto peso molecular y plastificantes fáciles de absorber. A menudo se seleccionan resinas de PVC de tipo suelto, de alta pureza, con menos impurezas y con menos ojos de pez mediante el método de suspensión. Generalmente se selecciona SG-1 o SG-2, pero en la actualidad, estas dos resinas son relativamente pocas, por lo que muchos materiales de cables utilizan SG-3. La resina SG-1 se seleccionará como materiales de aislamiento eléctrico de alta calidad, y SG-2 y SG-3 se seleccionarán como materiales de aislamiento eléctrico general. Se seleccionarán materiales para cables SG-1 con altos requisitos de resistencia al calor.

Selección de plastificante.

La función principal del plastificante es reducir la temperatura de fusión y la viscosidad del polímero, reduciendo así la temperatura de procesamiento del polímero y dando a los productos poliméricos flexibilidad y resistencia a bajas temperaturas. Sin embargo, la adición de plastificante reducirá el rendimiento del aislamiento.

El orden de volatilidad y resistencia al calor de los plastificantes es el siguiente: totm > dTDP > DUP > DIDP > DINP > DOTP > DOP.

  1. El contenido de plastificante en el cable de PVC es generalmente de 50 ~ 60 phr. Generalmente se seleccionan variedades con mejor resistencia al calor y aislamiento eléctrico, como DOP. Tiene excelentes propiedades integrales, alta eficiencia plastificante, baja volatilidad, buena resistencia al frío y propiedades eléctricas, y es un plastificante principal ideal. Sin embargo, el DOP por sí solo no puede cumplir los requisitos de rendimiento de aislamiento eléctrico de los materiales aislantes. Las propiedades de DOTP y DOP son similares, pero la resistencia al frío, la estabilidad térmica y el aislamiento eléctrico son mejores que las de DOP (aproximadamente 18 veces mayor que DOP). Por lo tanto, los plastificantes DOP y DOTP deben usarse juntos para obtener materiales aislantes con las propiedades requeridas.
  2. Para materiales de cables con alto aislamiento eléctrico, se puede seleccionar éster de fosfato como plastificante principal y se puede seleccionar éster de ftalato como plastificante principal para grado general. La parafina clorada puede mejorar el aislamiento eléctrico. Los ésteres de ácidos grasos y los plastificantes epoxi pueden mejorar la resistencia a bajas temperaturas de los compuestos para cables, y estos últimos también tienen buena resistencia a la intemperie.
  3. Para materiales de cables con resistencia a temperaturas de 70 ℃, se pueden utilizar plastificantes como ftalato de diisopropilo (DIDP) o ftalato de diisopropilo (DINP); Para materiales de cable con resistencia a temperaturas de 90 ℃, se utilizará ftalato de undecilo doble y ftalato de tridecilo doble; Para materiales de cables con resistencia a altas temperaturas de 105 ℃, se deben seleccionar plastificantes con mayor resistencia al calor, como el ácido trioctil trimelítico (TOTM).
  4. El índice de acidez del plastificante tiene un impacto en el aislamiento eléctrico y la resistencia al calor del material del cable, y se debe seleccionar el plastificante con un índice de acidez menor.
  5. El peso molecular y el punto de inflamación del plastificante influyen en la pérdida de calor del material del cable. Se debe seleccionar el plastificante con mayor punto de inflamación y mayor peso molecular, como ftalato de dibutilo en comparación con ftalato de dioctilo y adipato de dioctilo en comparación con sebacato de dioctilo. El primero tiene un peso molecular más pequeño y un punto de inflamación más bajo, por lo que la pérdida de calor también es mayor.
  6. Teniendo en cuenta la eficiencia plastificante, se debe seleccionar el plastificante con alta eficiencia plastificante, que pueda reducir la cantidad de plastificante en la fórmula. La cantidad de plastificante está relacionada con el rendimiento del aislamiento. Reducir la cantidad de plastificante es beneficioso para mejorar el rendimiento del aislamiento.

Selección de estabilizador

El estabilizador es la sal de plomo base. Generalmente, se utilizan diversos estabilizadores juntos para desempeñar un papel sinérgico para mejorar la estabilidad térmica.

Cuando se utilizan juntos sulfato de plomo tribásico y fosfito de plomo dibásico, se puede considerar la estabilidad térmica y lumínica. El principal estabilizador del cable resistente a altas temperaturas es el benzoato de plomo dibásico con buena resistencia al calor. En la actualidad, el estabilizador de plomo compuesto también se usa ampliamente en materiales de cables de PVC, con una adición de 4 ~ 6 phr. El estabilizador compuesto de calcio/zinc se utiliza a menudo en materiales de cables de protección ambiental.

Selección de retardante de llama.

El retardo de llama y la emisión de humo de los materiales de los cables de PVC serán diferentes con diferentes plastificantes. Cuando aumenta el contenido de plastificante, disminuye el índice de oxígeno del PVC. Para diferentes plastificantes, la velocidad de disminución es básicamente la misma. Por lo tanto, es necesario añadir una cierta cantidad de retardante de llama a la fórmula. Se ha descubierto que la retardación de llama del material del cable de PVC mejorará obviamente con el aumento de la cantidad de retardante de llama.

  1. Cuando se agregan talco y arcilla como rellenos, el índice de oxígeno aumenta de 1 a 2 veces, pero la velocidad de combustión del material del cable también se duplica y el coeficiente máximo de reducción de luz permanece sin cambios.
  2. Cuando se agrega Al (OH) 3 como relleno, la velocidad de combustión aumenta en 50%, el índice de oxígeno aumenta y el coeficiente máximo de reducción de luz disminuye, por lo que tiene un mejor efecto en la supresión de la emisión de humo.
  3. Con la adición de relleno de CaCO3, el índice de oxígeno del material del cable de PVC disminuye con el aumento de la cantidad, y el coeficiente máximo de reducción de luz también disminuye. Por lo tanto, la cantidad de CaCO3 agregada no debe ser demasiado grande, de lo contrario se verá afectado el efecto retardante de llama y supresión de humo del material del cable. Sin embargo, el CaCO3 se puede utilizar como agente atrapador del gas HCl, lo que tiene un efecto muy significativo.

Selección de lubricantes.

Dado que hay una gran cantidad de plastificante, los requisitos de lubricante interno no son muy elevados. El lubricante se utiliza principalmente para mejorar el brillo de la superficie del material del cable.

A menudo se utilizan jabones metálicos, ácido esteárico y parafina, y la cantidad añadida es de aproximadamente 1 phr.

Selección de relleno

Agregar relleno al material del cable puede mejorar el rendimiento del aislamiento eléctrico, la resistencia al calor y reducir el costo, pero una cantidad excesiva conducirá al deterioro de la conformabilidad y el rendimiento del material del cable.

Para mejorar el aislamiento, se puede seleccionar arcilla calcinada (grado eléctrico) como relleno en materiales de cables con grado de aislamiento; El carbonato de calcio se puede seleccionar como relleno para el cable de funda (capa).

Selección de relleno
Selección de relleno 2
Selección de relleno 3

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