电线电缆用橡胶型 CPE 配方设计指南
共 3 页第 1 页
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
环氧化合物
2
铅化合物
优良的热稳定剂
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
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、增加碳黑，表面改性陶土或沉淀白炭黑用量
1
填料选择
2、避免使用酸性填料
1、增加过氧化物或共硫化剂用量
2
交联密度
2、避免使用酸性填料和芳香油
1
增加拉伸模量
3
聚合物选择
选用低氯含量或高门尼粘度的TYRIN
电线电缆用橡胶型 CPE 配方设计指南
共 3 页第 2 页
NO
性能要求
影响因素
配方调整方法
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
2
提高硬度
增塑剂，填料选择
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
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
1、用大分子量的酯类增塑剂TOTM，TINTM，或用聚合物增塑剂
3
减少增塑剂的挥发性
2、用聚酯增塑剂，氯化石蜡，ESOS（环氧大豆油）
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
提高耐热性
4
减少填料用量
3、补强性差，耐热好（重钙>硅粉>滑石粉>陶土）
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
4
提高耐油性
3
交联密度
增加交联密度
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
5
耐燃料油性
3
交联密度
提高交联密度
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
1、低氯含量的，无定型的聚合物
6
减少压缩变形
3
高聚物选择
2、低耐热的聚合物，同样也低压缩变形
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）
7
提高抗撕裂强度
2
共硫化剂
并用DAP油作增塑剂和共硫化剂
1
交联密度
用低氯含量无定型的TYRIN
8
减少永久变形
2
填料选择
避免使用易于取向的填料，（片状滑石粉，重钙）
1
高含胶率
减少填料和可塑剂用量，
9
增加回弹性
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
1、增加增塑剂用量（不能用芳香油，环烷油和石蜡油）
1
降低门尼粘度
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
11
加工性
3
延长焦烧时间
用分解温度较高的过有机氧化物
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
12
增加低温柔软性
3
高含胶率
减少填料用量
电线电缆用橡胶型 CPE 配方设计指南
共 3 页第 3 页
NO
性能要求
影响因素
配方调整方法
1、用高氯含量的TYRIN
1
增加卤素含量
2、用含氯或溴的阻燃剂， 3、用氯化石蜡代替部分增塑剂
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
13
提高阻燃性
4
阻燃剂
并用氧化锑5PHR，或磷酸酯衍生物5PHR，或ATH20~60PHR
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
14
提高耐水汽性
3
填料选择
用疏水性填料（片状滑石粉，沉淀白烟）
1
填料选择及用量
高补强性填料，降低填充量
15
耐磨耗性
2
聚合物选择
使用高氯含量，高结晶TYRIN
参考资料来源：