增塑剂,阻燃剂,填充剂的用量对于PVC电缆料的阻燃性能有什么影响

2020-08-25

  在PVC电缆料要求符合一般PVC电线电缆料的性能指标外除了电性能和物理机械性能,在很关键的一点上就是它就是必须有好的阻燃性能。阻燃性能通常使用氧指数来衡量的需要将试样燃烧从而达到最低氧浓度,但氧指数过大时产品的阻燃性能就会越高。但一般情况下氧的指数在30以上的PVC电线电缆料就具有一定性阻燃效果了。下面主要介绍一下PVC电缆料阻燃性能的影响因素,以及在提高其阻燃性能方面的国内外研究进展。
  增塑剂用量对阻燃性能的影响
  PVC电缆料中加入的增塑剂不同,电缆料的阻燃性和发烟性将会有所不同。对于PVC电缆料中最常用四种增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、磷酸三甲苯酯和聚酯系增塑剂,它们的阻燃性有很大的区别,科学家们做了相关的研究工作。在软质PVC100份中加入了30~60份的增塑剂,研究发现当增塑剂含量增加时,PVC的氧指数降低。对于不同的增塑剂,下降的快慢程度基本一致。并且含磷酸三甲苯酯的PVC具有最高的氧指数,它比含有邻苯二甲酸二辛酯的PVC的氧指数约高5。对发烟量的研究显示,含邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三甲苯酯的PVC的发烟量随着增塑剂的含量的增加而增加。但是含偏苯三酸三辛酯和聚酯系增塑剂的PVC具有相反的结果。
  阻燃剂用量对阻燃性能的影响
  PVC电缆料中加入了Al(OH)3,Sb2O3,硼酸锌(ZB)等无机阻燃剂,它们的用量对PVC的阻燃性能影响很大,国内外学者对此作了很多相关的研究。有学者 [4]  研究了Sb2O3及Sb2O3/ ZB复配阻燃剂添加量对PVC氧指数的影响。他们发现随着Sb2O3的增加,PVC电缆料的极限氧指数呈直线上升趋势,在纳米Sb2O3的添加量大于1.5份时,纳米Sb2O3对PVC的氧指数贡献大于微米级Sb2O3。他们还研究了PVC在Sb2O3与ZB的质量比不同的时候的氧指数,发现随着质量比的增加,氧指数下降。这就是说,加入Sb2O3越多,PVC的阻燃性能越高,但是由于Sb2O3价格比较昂贵,所以一般加入Sb2O3的量不是很高,只要能保证一定的阻燃性即可。并且加入的ZB可以用作消烟剂,将ZB与Sb2O3复合使用将使得PVC电缆料在具有合适的氧指数的同时还具有低的生烟量。
  填充剂用量对阻燃性能的影响
  在PVC电缆料中,通常需要加入一定量的填充剂。如果我们加入滑石和陶土作为填充剂时氧指数提高1到2倍,但是电缆料的燃烧速度也会加倍,最大减光系数不变。如果加入Al(OH)3作为填充剂,燃烧速度增加50%,氧指数增加,最大减光系数下降,所以它对发烟量抑制的效果较好。在PVC中也通常加入Ca CO3填充剂,科学家们研究发现 [5]  ,随着Ca CO3加入量的增加,PVC电缆料的氧指数下降,且最大减光系数也下降,所以加入Ca CO3的量不能太多,否则会影响到电缆料的阻燃抑烟效果。但是Ca CO3可以作为HCl气体的捕获剂,具有非常显著的效果。

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