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[技术资料] CPE配方设计指导（译自DOW化学）
P:2006-10-31 09:55:28
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电线电缆用橡胶型CPE配方设计指南.doc
一、前言：
CPE是氯化聚乙烯的简称，是高密度聚乙烯经氯气氯化后生产的一种高分子氯化物。因为它是主链上没有双键的含氯聚合物，故具有良好的耐候性、抗臭氧性、阻燃性、耐化学药品和耐油性等特点。由于其优异的耐户外老化性能，及杰出的挤出性能，目前已成为低压橡套电缆的通用橡胶护套材料之一。近年来，由于连硫技术的发展，橡胶型氯化聚乙烯在南方的一些外资及民营电线厂得到大量的应用。
二、橡胶型CPE的配方成分大致如下：
橡胶+硫化体系+防护体系+软化体系+补强填充体系+特殊添加剂
在电缆护套中，
1、硫化体系：多为过氧化物(如DCP，双BP)及共硫化剂（coagent）TMPTMA或TAIC
2、防护体系：多为以活性氧化镁为主的稳定剂。防老剂RD及抗氧剂1010也时有使用。
3、软化体系：多为DOP，TOTM等酯类增塑剂及液体氯化石蜡。也有少数厂家并用部分链烷烃油以增加电线外观光洁度。
4、补强填充体系：为快压炉黑和半补强碳黑，超细滑石粉及超细碳酸钙，
5、氧化锑作为最常用的阻燃剂。
三、笔者作为橡套用CPE的配方设计丛业人员，对CPE作为橡套的配方经过大量的调试，但仍感于目前国内无相关的专门资料指导，配方设计完全依靠个人经验，针对特殊性能的配方设计相当麻烦。近日在DUPONT-DOW网站下载了一些资料，翻译整理如下，以供大家同行参考。（TYRIN为DUPONT-DOW公司生产CPE的商品名，以下所有配方调整均基于过氧化物硫化休系而言）
表一：TYRIN弹性体配方中各组分对性能的影响
NO | 组分 | 影响 |
1 | 酸性填料 | 促进过氧化物分解，降低硫化程度 |
2 | 环氧化合物 | 优良的热稳定剂 |
铅化合物 | ||
3 | 增粘剂 | 不清 |
4 | 芳香油 | 降低硫化效率 |
5 | 氯化石蜡油 | 有效的增塑剂 |
6 | 锌化合物 | 急速催化TYRIN的分解，禁用 |
［aassdd 在 2007-12-20 9:25:32 编辑过］
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P:2006-10-31 09:56:17
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表二：TYRIN弹性体性能与配方调整
NO | 性能要求 | 影响因素 | 配方调整方法 | ||
1 | 增加拉伸模量 | 1 | 填料选择 | 1、增加碳黑，表面改性陶土或沉淀白炭黑用量 | |
2、避免使用酸性填料 | |||||
2 | 交联密度 | 1、增加过氧化物或共硫化剂用量 | |||
2、避免使用酸性填料和芳香油 | |||||
3 | 聚合物选择 | 选用低氯含量或高门尼粘度的TYRIN | |||
NO | 性能要求 | 影响因素 | 配方调整方法 | ||
2 | 提高硬度 | 增塑剂，填料选择 | 1、减少增塑剂，增加填料 | ||
2、用低粘度的TYRIN代替部分增塑剂 | |||||
3、DAP可作为增塑剂和共硫化剂 | |||||
4、填料对硬度影响如下：碳黑>沉淀白炭黑>硬土>软土>滑石粉>重钙 | |||||
3 | 提高耐热性 | 1 | 抗氧剂/自由基吸收剂 | 用对苯二酚衍生物（Agerite D 0.3phr）或受阻酚类化合物 | |
2 | 金属稳定剂 | 用MgO,PbO 或铅化合物 | |||
3 | 减少增塑剂的挥发性 | 1、用大分子量的酯类增塑剂TOTM，TINTM，或用聚合物增塑剂 | |||
2、用聚酯增塑剂，氯化石蜡，ESOS（环氧大豆油） | |||||
4 | 减少填料用量 | 1、含胶量高，耐热性能好 | |||
2、碳黑比白色填料耐热性好，MT碳黑最好 | |||||
3、补强性差，耐热好（重钙>硅粉>滑石粉>陶土） | |||||
4 | 提高耐油性 | 1 | 聚合物选择 | 高氯含量高门尼粘度的TYRIN | |
2 | 填料，增塑剂选择 | 增加填料和增塑剂的用量，炭黑比白色填料好，白色填料中以陶土和白烟较佳 | |||
3 | 交联密度 | 增加交联密度 | |||
5 | 耐燃料油性 | 1 | 聚合物选择 | 选用半结晶TYRIN或配方中加入PE | |
2 | 填充量 | 高炭黑或高白色料填充均好 | |||
3 | 交联密度 | 提高交联密度 | |||
6 | 减少压缩变形 | 1 | 交联密度 | 用足量的硫化剂获得最大的交联密度 | |
2 | 增塑剂，填料用量 | 低填充，低油量较好 | |||
3 | 高聚物选择 | 1、低氯含量的，无定型的聚合物 | |||
2、低耐热的聚合物，同样也低压缩变形 | |||||
7 | 提高抗撕裂强度 | 1 | 用增强填料 | 用沉淀白烟，高补强性黑烟，（同时增强拉力和伸长率） | |
2 | 共硫化剂 | 并用DAP油作增塑剂和共硫化剂 | |||
8 | 减少永久变形 | 1 | 交联密度 | 用低氯含量无定型的TYRIN | |
2 | 填料选择 | 避免使用易于取向的填料，（片状滑石粉，重钙） | |||
9 | 增加回弹性 | 1 | 高含胶率 | 减少填料和可塑剂用量， | |
2 | 增加低温性能 | 增加低温性能，并用DOS，DOA作增塑剂 | |||
10 | 耐臭氧性 | | 共硫化剂选择和用量 | 增加过氧化物和共硫化剂 的用量 | |
11 | 加工性 | 1 | 降低门尼粘度 | 1、增加增塑剂用量（不能用芳香油，环烷油和石蜡油） | |
2、并用低门尼粘度的TYRIN（如CM0636） | |||||
2 | 加工助剂 | 加入低分子PE蜡，石蜡，和硬脂酸盐（禁用ZnSt），增加流动，增少对设备的粘附 | |||
3 | 延长焦烧时间 | 用分解温度较高的过有机氧化物 | |||
12 | 增加低温柔软性 | 1 | 增塑剂选择 | 用线性酯类（DOS，DOA） | |
2 | 聚合物选择 | 1、用低氯含量无定型的TYRIN 2、并用部分EPDM橡胶，低温性更佳 | |||
3 | 高含胶率 | 减少填料用量 | |||
NO | 性能要求 | 影响因素 | 配方调整方法 | ||
13 | 提高阻燃性 | 1 | 增加卤素含量 | 1、用高氯含量的TYRIN | |
2、用含氯或溴的阻燃剂， | |||||
2 | 增塑剂 | 减少增塑剂用量 | |||
3 | 填料选择 | 白料比炭黑料阻燃性好，白料中陶土和滑石粉比重钙好 | |||
4 | 阻燃剂 | 并用氧化锑5PHR，或磷酸酯衍生物5PHR，或ATH20~60PHR | |||
14 | 提高耐水汽性 | 1 | 聚合物选择 | 用低钠离子含量的TYRIN，（或用高结晶的TYRIN） | |
2 | 稳定剂选择 | 用以铅化合物为基础的稳定剂，避免使用MgO | |||
3 | 填料选择 | 用疏水性填料（片状滑石粉，沉淀白烟） | |||
15 | 耐磨耗性 | 1 | 填料选择及用量 | 高补强性填料，降低填充量 | |
2 | 聚合物选择 | 使用高氯含量，高结晶TYRIN | |||
参考资料来源：
solidly grounded system - 直接接地系统(US) （0） 投诉
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