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電線電纜用橡膠型 CPE 配方設(shè)計(jì)指南
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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。近年來，由于連硫技術(shù)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(yīng)用。
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、筆者作為橡套用CPE的配方設(shè)計(jì)叢業(yè)人員，對CPE作為橡套的配方經(jīng)過大量的調(diào)試，但仍感于目前國內(nèi)無相關(guān)的專門資料指導(dǎo)，配方設(shè)計(jì)完全依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，針對特殊性能的配方設(shè)計(jì)相當(dāng)麻煩。近日在DUPONT-DOW網(wǎng)站下載了一些資料，翻譯整理如下，以供大家同行參考。（TYRIN為DUPONT-DOW公司生產(chǎn)CPE的商品名，以下所有配方調(diào)整均基于過氧化物硫化休系而言）
表一：TYRIN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
環(huán)氧化合物
2
鉛化合物
優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑
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(diào)整
NO
性能要求
影響因素
配方調(diào)整方法
1、增加碳黑，表面改性陶土或沉淀白炭黑用量
1
填料選擇
2、避免使用酸性填料
1、增加過氧化物或共硫化劑用量
2
交聯(lián)密度
2、避免使用酸性填料和芳香油
1
增加拉伸模量
3
聚合物選擇
選用低氯含量或高門尼粘度的TYRIN
電線電纜用橡膠型 CPE 配方設(shè)計(jì)指南
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NO
性能要求
影響因素
配方調(diào)整方法
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
2
提高硬度
增塑劑，填料選擇
4、填料對硬度影響如下：碳黑>沉淀白炭黑>硬土>軟土>滑石粉>重鈣
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
1、用大分子量的酯類增塑劑TOTM，TINTM，或用聚合物增塑劑
3
減少增塑劑的揮發(fā)性
2、用聚酯增塑劑，氯化石蠟，ESOS（環(huán)氧大豆油）
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
3
提高耐熱性
4
減少填料用量
3、補(bǔ)強(qiáng)性差，耐熱好（重鈣>硅粉>滑石粉>陶土）
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
4
提高耐油性
3
交聯(lián)密度
增加交聯(lián)密度
1
聚合物選擇
選用半結(jié)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
5
耐燃料油性
3
交聯(lián)密度
提高交聯(lián)密度
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
1、低氯含量的，無定型的聚合物
6
減少壓縮變形
3
高聚物選擇
2、低耐熱的聚合物，同樣也低壓縮變形
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）
7
提高抗撕裂強(qiáng)度
2
共硫化劑
并用DAP油作增塑劑和共硫化劑
1
交聯(lián)密度
用低氯含量無定型的TYRIN
8
減少永久變形
2
填料選擇
避免使用易于取向的填料，（片狀滑石粉，重鈣）
1
高含膠率
減少填料和可塑劑用量，
9
增加回彈性
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
1、增加增塑劑用量（不能用芳香油，環(huán)烷油和石蠟油）
1
降低門尼粘度
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
11
加工性
3
延長焦燒時(shí)間
用分解溫度較高的過有機(jī)氧化物
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
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增加低溫柔軟性
3
高含膠率
減少填料用量
電線電纜用橡膠型 CPE 配方設(shè)計(jì)指南
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NO
性能要求
影響因素
配方調(diào)整方法
1、用高氯含量的TYRIN
1
增加鹵素含量
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
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提高阻燃性
4
阻燃劑
并用氧化銻5PHR，或磷酸酯衍生物5PHR，或ATH20~60PHR
1
聚合物選擇
用低鈉離子含量的TYRIN，（或用高結(jié)晶的TYRIN）
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
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提高耐水汽性
3
填料選擇
用疏水性填料（片狀滑石粉，沉淀白煙）
1
填料選擇及用量
高補(bǔ)強(qiáng)性填料，降低填充量
15
耐磨耗性
2
聚合物選擇
使用高氯含量，高結(jié)晶TYRIN
參考資料來源：