超细重质碳酸钙在pvc电缆护套料上的应用.doc

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超细重质碳酸钙在PVC电缆护套料上的应用
超细重质碳酸钙在PVC电缆护套料上的应用

摘要：探讨了重质碳酸钙、轻质碳酸钙和活性碳酸钙的工艺性能特点、选择了试验配方、用超细重质碳酸钙取代了轻质碳酸钙、生产并检测了粒料性能。结果表明：采用超细重质碳酸钙后，其它组分和用量不变时，其环保性、加工流动性、物理力学性能都满足指标要求。

关键词：重质碳酸钙PVC护套料电缆
一、引言
重质碳酸钙是最常用的粉状无机白色填充料，由天然碳酸盐矿物如磨碎而成，具有很多特点：如化学纯度高、白度高、不易化学反应、在400℃以下不会分解、吸油率低等。根据不同的粒度，可分为普通重钙、超细重钙等。可广泛用于橡胶、塑料、电缆等产品上。
PVC电缆料是电线电缆行业上使用最多的绝缘和护套材料，虽然它的环境问题被广泛认识，但其价格低廉、阻燃性好、耐油、耐化学试剂等，短期内完全禁止PVC的使用不现实。国内开始研究非含铅的PVC或者不含卤素的环保型电线电缆。
PVC电缆护套料配方中选用轻质碳酸钙时，护套料的工艺加工挤出性能较差，电缆生产时容易产生焦料、线表面粗糙、放线速度变慢，难以满足产品质量和生产速度要求；如选用活性碳酸钙时，护套料的工艺加工挤出性能会有所改进，但料的硬度加大、成本增高；如选用超细重质碳酸钙，则护套料的工艺加工挤出性能改善，性价比提高。
本文是远东电缆有限公司将超细重质碳酸钙用在PVC电缆护套料上的具体试验结果。
二、主要仪器设备及原辅材料
1.主要试验仪器
小双辊开炼机、平板硫化机、冲片机、微控电子拉力试验机、热稳定试验仪、老化试验箱、自动电子密度（比重）仪等。
2.主要生产设备
高速混合机、双阶挤出机（一阶双螺杆挤出机，二阶单螺杆挤出机）造粒机组。
3.主要原辅材料
悬浮法通用型PVC树脂、钙锌复合稳定剂、DOTP、ESO、超细重质碳酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、石蜡、ACR401、改质剂CA-08等。
三、PVC电缆护套料配方的设计原则
1.性能指标要求
配方性能指标按GB/T8815－2008要求执行。
2.PVC树脂的选择
PVC树脂选用悬浮法SG3通用型，其主要技术指标为：黏数在135~127mL/g，K值在72~71，平均聚合度在1370~1251。
3.填充剂的选择
轻质碳酸钙一般是将石灰石等原料煅烧生成石灰（氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（氢氧化钙），再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。
活性碳酸钙是以碳酸钙为基料，采用多功能表面活性剂和复合型高效加工助剂，对无机粉体表面进行改性活化处理而成。经改性处理后的碳酸钙粉体，表面形成一种特殊的包层结构，能显著改善在高聚物基体中的分散性及亲和性，并与高聚物基体间产生界面作用，提高制品的抗冲击强度，是一种性能优良的增量型填充助剂。
超细重质碳酸钙与轻质碳酸钙、活性碳酸钙相比，用作PVC电线电缆的填充材料时有很多优势。
本文选用的ST-2500重钙，是采用广西贺州深山天然的白玉方解石研磨而成，碳酸钙含量高，杂质极少，白度在96%上，纯天然产品；而轻钙是石灰石煅烧而成，石灰石中碳酸钙含量远没白玉方解石高，杂质多，并且在生产过程中都是用煤或壳作为燃料，在产品中往往留下很多燃料残渣，以致产品留下很多黑点，造成线缆有黑点，并且由于轻钙细度低，很容易造成线缆粗糙，不光亮。
ST-2500重钙细度高，造出PVC粒子光亮，拉出线缆光亮度好，细密度好，轻钙的细度一般在800目左右，而ST-2500重钙细度在2000目以上，钙粉越细与PVC粉油的相密性就越好，塑化程度高，成品线缆更光滑、细密。
轻钙、活性钙老化快易变色，而ST-2500重钙是纯天然产品，矿石经数万年自然形成，非常稳定，不变色，无老化现象，而轻钙、活性钙是化学反应的产品不是纯天然的产品，有着很多不稳定性，很容易老化，变黄等不良后果。
ST-2500重钙相比轻钙，它吸油量更小，对滑剂的吸收也少，白度更高，做白料时，增白剂可少添加，所以配方成本相比轻钙作填充材料也低不少。
更环保、更安全：因为ST-2500是纯天然产品，不含任何化工成份，所以在环保安全方面没有任何后顾之忧。
4.其它配合剂体系的选择
稳定剂选用环保型钙锌复合稳定剂；增塑剂选用DOTP、ESO；加工助剂选用ACR401和改质剂CA-08；润滑剂选用硬脂酸钡、硬脂酸和石蜡。
四、PVC环保90℃护套料试验配方及性能
1.试验配方
在正常生产用的PVC环保90℃护套料配方中，用超细重质碳酸钙等量取代轻质碳酸钙，具体试验配方见表1。
2.造粒工艺
原辅料→配料→高速混合机→一阶高速同向双螺杆混炼机→二阶低速单螺杆挤出机→热切机头→风冷→筛选磁选→计量→包装。
3.粒料性能
粒料用模压法制片，将粒料在（165±5）℃的小开