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[材料介绍 ] 涨姿势!电缆也“出油”,难道是因为市场压力太大了?

P: 2019-03-19 20:51:33

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近年来,PVC电缆的市场竞争越来越激烈,竞争的结果就是PVC电缆料价格的不断压低。随着PVC电缆料价格的不断压低,供应商不断寻找低成本的原材料,同时对电缆料配方进行调整以保证能满足标准要求的基本性能。然而对于一些标准未规定的项目,供应商和电缆料应用厂家都无法及时进行验证,导致电缆料的应用存在一定隐患,也给电缆的正常使用带来风险。


最近,发生了多起PVC护套电缆在使用过程中表面出现了不同程度的出油现象,作为严重的质量事故对公司造成了较大的损失。


“出油”是指一些与PVC不相容组分从产品中缓慢地迁移到表面并逐渐聚集成膜状物。它是一种油状表面沉积物或胶状发粘的半固体膜,是PVC制品配方中与PVC及其它助剂相容性差的某个或几个组分的混杂物。



一、影响因素


以下,从原材料和加工工艺两方面简单分析了一下“出油”现象发生的原因。


1、原材料


1.1 PVC树脂


PVC的类型和牌号多达数百种,不同类型和牌号的PVC在性能和结构上的差异,对产品的实际应用影响较大。在PVC树脂性能中,增塑剂的吸收性和粒径大小都直接影响树脂与增塑剂的相容性。


PVC树脂的合成方法不同,对树脂颗粒的表面特性、颗粒的孔隙度和分子量分布会有较大影响,与增塑剂的相容性也会有较大差异。相容性较差时,在电缆使用过程中,增塑剂会从PVC大分子空隙间迁移出来,电缆表面会有增塑剂析出形成出油的现象。



1.2 增塑剂


增塑剂主要为了消弱聚合物分子间作用力,增加分子链的移动性,从而增加了聚合物的塑性,使加工性能得到改善,伸长率和柔韧性得到提高。为了避免PVC护套电缆在使用过程中有增塑剂析出,选用增塑剂时要考虑两个控制因素:


增塑剂从PVC树脂中的迁移能力,随增塑剂含量增加变化较大;增塑剂与其它物质的相容性或渗入其它物质的倾向,以及这种倾向性与增塑剂和PVC树脂的相容性比较


增塑剂与PVC的相容性一般通过溶解参数来判断,与PVC的溶解参数9.6越接近的相容性越好。同时增塑剂的选择和使用应从分子结构、化学性能上加以考虑。


增塑剂的种类、分子量和浓度作为配方中可以调节的因素,对相容性、加工性能和PVC制品的性能有着较大的影响。




1.3 稳定剂


稳定剂或其它添加剂的化学结构及分解产物的结构,可能在加工过程中发生物理或化学变化。稳定剂可能会成为增塑剂的氧化促进剂,降低了增塑剂的相容性,导致增塑剂的析出。复合铅类是目前应用较多的稳定剂之一,其主要成分为硬脂酸铅,润滑性和相容性都相对较差,用量不能太大。稳定剂选择不当或含量较大时也会造成电缆料的出油。



1.4 加工助剂


为了保证PVC的加工性能,配方中往往会加入润滑剂等加工助剂,硬脂酸类润滑剂与PVC增塑剂的相容性较差,用量不能过多。


2、加工工艺


2.1 捏合温度和速度

PVC粉料与增塑剂为了更好的接合在一起,需要通过搅拌捏合作用让增塑剂充分渗入到树脂和其它粉体材料中去,捏合不匀会造成增塑剂吸收效果较差,加工成型后易跑出。


2.2 造粒工艺

造粒过程中,螺杆对物料的挤压、加工的温度和湿度等因素都会影响到物料混合的均匀性,工艺参数不当都会使PVC电缆料随时间的延长出现不同程度的出油


2.3 挤出工艺

粒料在挤出到电缆表面时,会在挤出机内形成二次塑化,温度过高会造成小分子的逸出和树脂的分解,都会给增塑剂的析出带来一定的风险。


2.4 储存和使用环境

在存储过程中,PVC粒料也会受环境温度、湿度、堆积压力和微生物等因素的影响直接或间接的导致增塑剂的析出。相容性较差的增塑剂随着环境温度的升高过程中会缓慢析出。湿度增大,增塑剂吸收水分后会发生缓慢的水解,造成析出。



二、问题跟踪分析


对发生出油现象的电缆,搜集表面的出油物利用红外光谱进行分析,分析得出析出物主要成分为环氧酯类。对照目前生产用PVC护套料配方可以发现,环氧酯类物质主要对应的是环氧类增塑剂。


在降低成本且保证加工性能的前提下,现有配方中环氧类增塑剂这种辅助增塑剂逐渐取代了主增塑剂的位置。在常规性能测试和加工过程中,粒料都显示出很好的性能,促进了这种辅助增塑剂的大量使用。辅助增塑剂在使用中有一个相对较低的临界浓度,在没有一个明确界限的前提下,大量使用环氧类增塑剂给电缆表面出油带来了很大的风险。



三、检测方法


现有检测标准不能满足电缆出油性能检测的要求,需要寻求一种比较合理的检测方法来进行判定。


根据增塑剂迁移定义:含有增塑剂的软质PVC等树脂与其它物质接触时,增塑剂会渗出并能扩散到其它物质的现象。


ISO177ASTM D2199给出了一种吸附法测试增塑剂的迁移损失的方法,

ISO176ASTM D1203规定了通过活性碳吸附法来测试增塑剂的挥发损失,

ASTM D23832391规定了潮湿条件下和压缩条件下的增塑剂析出测试方法,

国内现有的只有GB/T 20499,用于测定食品包装用PVC膜中己二酸二己酯迁移量的测定。


这些标准对电线电缆的检测具有较大的局限性,不能很好的评价出出油的风险性大小。


针对析出物成分主要为环氧类增塑剂,通过不断试验,最终确定一种浓硫酸增重的方法可以很快的检测出电缆料中环氧类增塑剂的含量大小,进而判定电缆使用时是否存在出油的风险。



四、改进措施


环氧类增塑剂的性能指标中有2个非常重要的指标:碘值和环氧值,电缆中使用的一般要求环氧值>6.0,碘值<3.0。在此条件下,环氧类增塑剂用量可以达到增塑剂的50%左右(需要根据具体配方进行调整)。在限定环氧类增塑剂用量的前提下,优化加工工艺,保证增塑剂的充分吸收也是避免增塑剂析出的重要手段。



五、结束语


制定标准+工艺优化:根据现有出油情况分析,制定相应的检测标准,对现有配方进行调整。通过严格的原材料控制和工艺优化,保证产品质量的稳定性,能较好的控制电缆使用过程中的出油问题。


lightwave conductor - 光波导体、 点赞(2) 投诉

P: 2019-03-19 20:56:54

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涨知识!

water absorbing layer - 吸水层 点赞(0) 投诉

P: 2019-03-20 08:19:23

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配方中加的环氧大豆油吧    换一种增塑剂试试    比如氯化石蜡

twin-cable system - 双电缆制 点赞(0) 投诉

P: 2019-03-20 11:13:30

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好东西啊,学习了,谢谢

precision-tiered flat flexible cable - 精密排列的扁形软电缆,精密分层排列的扁形 软电缆 点赞(0) 投诉

P: 2019-03-20 11:58:26

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氯化石蜡等辅助增塑剂不能超过主增塑剂的30%。另外就是增塑剂本身的粘度不能太低了。

multiconductor cable - 多芯电缆,多导体电缆 点赞(1) 投诉

P: 2019-03-21 08:37:29

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SY-101(优级)质量指标

项目

质量指标

测试方法

色泽(铂-钴)号≤

100

GB/T 1664-1995

密度(50c)g/cm3

1.22

GBT4472-2011

氯含量%

42

HG/T 3017-1997

酸值 mg/gKOH

0.5

GBT1668-2008

黏度(50℃)mpas

400

GB/T 1660-2008

闪点℃

190

GBT1671-2008

折光率n20 D

1.508

GB/T 6488-2008

加热减量(boc)2h%≤

0.04

GBT 1669-2001

热分解温度℃ ≥

160

内标

酯含量 % ≥

99

GB-T 1665-1995


产品说明:
本产品是针对氯化石蜡在使用过程中存在密度大、塑化效果不良、脆性大、抗拉伸强度小的问题而开发的产品。是一款纯植物油脂环保增塑剂,在PVC、塑胶跑道、硅PU胶水行业正得到越来越广泛的应用与认可。采用48-58度纯工业棕榈油醇解后再进行氯化及复配相关功能助剂而得的具有较高分子量的环保增塑剂。
该产品具有以下特点:
1)产品增塑效率好,塑性为氯化石蜡的1.2-1.5倍,等量替代氯化石蜡可提高塑性、柔软度及抗拉伸强度,同时比氯化石蜡可降低主增塑剂10%-30%的用量。
2)与PVC有优异的相容性,抑制析出冒油,抗低温性能优异,零下18℃不结晶,低温有显著稳定性。
本产品完全无毒,无异味,闪点高,无烟雾,完全通过欧盟REACH、RoHS等环保标准,适合出口,从根本上杜绝有害物质来源,为环保与健康保驾护航。
联系电话 19973468669. seasia168@dingtalk.com 杨生

output polarization light - 输出偏振光 点赞(0) 投诉

P: 2019-04-09 09:58:37

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unavoidable defect - 不可避免的缺陷,不可避免的故障 点赞(0) 投诉

P: 2019-07-27 14:07:58

8

学习了!!!

scanning frequency - 扫描频率 点赞(0) 投诉

P: 2019-08-30 08:22:14

9

学习了

wire tapping - 线抽头 点赞(0) 投诉

P: 2019-09-06 08:09:54

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出油——学历了

principle layout - 总布置图 点赞(0) 投诉

P: 2019-09-16 07:40:36

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Non-Contaminating - 非移行性。亦可称为 Non-Migrating,表示一种 PVC 之被覆材料,其可塑剂(Plasticizer)不会移行至同轴电缆之绝缘体,或其他外表上。 点赞(0) 投诉

P: 2019-09-22 19:31:41

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析出了。。。

AWS - American War Standard美国军用标准 点赞(0) 投诉

P: 2019-12-24 08:44:12

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近些年这种现象越来越明显,后面标准是要规定一下了。

ionized air - 离子化空气 点赞(0) 投诉

P: 2019-12-26 13:43:57

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谢谢分享

die profile - 拉模孔型 点赞(0) 投诉

P: 2020-02-24 08:16:42

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牛人啊

ALPD - axial 8L lateral plasma deposition轴向与横向等离子体沉积法 点赞(0) 投诉

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