课程设计说明书

课程设计（**）说明书。

设计题目年产10000吨普通绝缘级pvc电缆料生产车间工艺设计。

学院名称化学工程学院

专业（班级高分子07-4班。

组员姓名霍耀楠赵庆琨马彦洁蔡令寒陈延

指导教师汪瑾。

系（教研室）负责人徐卫兵。

设计任务书。

说明书目录。

第一章绪论。

一设计依据。

普通pvc电缆料因含一定量的重金属元素等有害物质已成为制约电线电缆在电气设备、基础设施等场合应用的重要因素。为保护人类健康和生态环境，环保型pvc电缆料的开发已成为当前电缆料开发的主题。本文研究了pvc电缆绝缘料配方，不含对人和环境有较大损害的铅、镉、铬、汞等重金属及其他禁止物质，性能完全满足标准对环保型70℃聚氯乙烯绝。

缘料的要求，目前已投入汽车电线、电源线的批量生产中。

设计任务书规定年产10000吨普通绝缘级pvc电缆料生产车间工艺设计。

二设计指导思想和设计原则。

一户对环保型电线电缆的要求，归纳起来有以下几点。

1 要求铅和重金属的含量低众所周知，铅和某些重金属会对人体健康造成不利影响，而在pvc配方中，通常需要混入铅、镉、钡等重金属化合物的添加剂。但是，从上世纪90年。

代以来，欧、美、日等发达国家及一些大电气公司相继制定法规，在所用的pvc电线电缆中，规定了铅、铬、汞、砷、镉、硒、钡和锑等八种重金属的含量。

这些新规定既给电线电缆制造商带来新的商机．又给pvc电缆料制造商带来严重的挑战，他们必须摈弃原自的配方思路，重新审视和调整已有配方的稳定体系和润滑体系，加大成本，增加技术和工艺难度，其设计思路是：

1)使用钙一锌复合稳定润滑剂。以硬脂酸钙、硬脂酸锌为主夏成份的钙锌复合稳定剂被公认为是无毒化合物，但它的热稳定效果比铅盐差。为此，人们对此类稳定剂进行了大量的试验与改进。

特别是近十多年来．为适应市场的环保要求．已有一些公司开发出能够符合pvc电缆料标准要求的钙一锌复合稳定润滑剂。

2)使用稀土复合稳定剂。稀土金属是我国的特产。近几年，我国已开发出多种牌号的稀土金属(如镧系)盐稳定剂，试验表明，其热稳定性接近于铅盐．又无毒．某些牌号还具有透明性，因而可以用于有环保要求的pvc料。

3)使用有机锡稳定剂。有机锡稳定剂品种繁多，对pvc有较好的热稳定效果，无毒．且具有良好的透明性：但**昂贵(是铅盐的8～12倍)、无润滑性，某些牌号的产品还会污染铜丝，这些是它的缺点，冈此，多用于透明环保料中。

2要求其低烟与低***。

良好的阻燃性能是pvc电线电缆的一个十分明显的优点，但是，普通阻燃pvc线缆在**燃烧时．会释放出浓浓的黑烟和大量的hcl气体，从而造成**后的“二次灾害”，严重影响人员撤离和消防救护工作的开展。所以，在对电线电缆提出阻燃要求的同时，在某些使用场合还会进一步提出“低烟”和“低hcl(低酸)”的要求。

3 要求低毒或无毒。

对于某些可能与食品、血液制品接触的家用电器、医疗卫生电器以及儿童电动玩具上使用的线缆，除要求无铅无重金属外，还要求无毒(或低毒)。

二熟悉设备操作，安全生产。

在生产过程中，要求操作人员熟悉生产设备操作和生产工艺流程，确保操作人员的人身安全和所生产的产品符合性能要求。

第二章配方设计。

pvc 电缆料以其质优价廉的优势在被广泛使用，下面是70℃pvc绝缘级电缆料配方设计。

名称/项目 70℃绝缘级。

pvc 树脂（sg-2 或3） 100

dinp 30

dop10环氧大豆油 3

70 氯化石蜡 8

氧化锑 4抗氧剂 0.4

煅烧陶土10

活性碳酸钙 15

钙锌复合稳定剂7

内外滑剂适量。

pvc电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。pvc电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大。因此，一般主要用作低压（≤1kv）和中高压（6~10kv）电缆的绝缘层。

pvc塑料由于具有难燃、耐油、耐电晕、耐化学腐蚀和良好的耐水性能，因此还广泛用作电线电缆的护层材料。利用添加特种性能助剂或改性剂，可以分别制造出耐热型（105℃）、耐寒型、耐油型、难燃型、特软型和无毒型的pvc电缆料，以满足特殊电线电缆产品的需要。

电缆料在pvc配方中属于性能要求较高的品种，特别是电绝缘性、耐低温性和耐老化性等都有一定要求。配方设计时必须考虑这些特殊的要求。

pvc电缆料可分为护层级和绝缘级两种。护层级要求耐热性好，而绝缘级则要求绝缘性好。各组分选择的要点如下：

1 pvc树脂：。pvc分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但熔体的流动性与可塑性下降，耐热耐寒性越好，加工温度越高。要求分子量高，而且吸收增塑剂容易，因此选用悬浮法疏松型pvc树脂。

另外，还应选用纯度高的、杂质少的、鱼眼少的低型号树脂，一般选用sg-1或sg-2，目前一些厂家也有选择sg-5型的树脂的，但原则上不提倡。目前由于型树脂偏少，所以很多电缆料采用的是sg-3型pvc树脂。高级电绝缘材料应选用sg-1型树脂，一般电绝缘材料可选用sg型。

耐热级要求高的电缆料，更要选用sg-1型。

2 增塑剂：增塑剂的主要作用是降低聚合物的熔融温度和熔体粘度，进而降低聚合物的加工温度，赋予聚合物制品以柔软性和耐低温性能。增塑剂含量一般在50phr左右，最高高达60phr。

通常选用耐热性和电绝缘性较好的品种，如dop，为改善耐寒性可添加dos、doa，为提高耐热性可添加偏苯三酸三辛酯。几种增塑剂复合使用往往效果好，实际电缆料配方中一般增塑剂都是复合使用的。

电绝缘性高的电缆料，主增塑剂可选用磷酸酯，通用级则可选用苯二酸酯作主增塑剂。氯化石蜡可提高电绝缘性。脂肪酸酯、环氧增塑剂都可改善电缆料的耐低温性能，且后者耐气候性也很好。

增塑剂的耐挥发性能和耐热性是决定电缆料的耐高温性能的关键。对于耐温70℃的电缆料，可使用邻苯二甲酸二异癸酯（didp）或邻苯二甲酸二异壬酯（dinp）等增塑剂。对于耐温90℃的电缆料，应使用邻苯二甲酸双十一酯、邻苯二甲酸双十三酯。

耐高温105℃的电缆料，则应选用具有更高耐热性的增塑剂，如偏苯三酸三辛酯（totm）。

增塑剂的酸值对电缆料的电绝缘性、耐热性有影响，应选择酸值较小的增塑剂。增塑剂的分子量、闪点对电缆料的加热损失有影响，应选择闪点较高、分子量较大的增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯与邻苯二甲酸二辛酯比较，己二酸二辛酯与癸二酸二辛酯比较，前者分子量小，闪点低，故加热损失也较大。

选用增塑剂时还应考虑其增塑效率。选用增塑效率较高的增塑剂，可以减少配方中增塑剂用量。增塑剂用量与绝缘性能有关，减少增塑剂量有利于提高绝缘性能。

3 稳定剂：传统使用铅盐稳定剂，被rohs指令所禁止，目前市场使用钙锌复合稳定剂居多，但其效果不如铅盐，常规添加量在10份以内。国外配方大多是无铅、无镉的，以防止铅、镉中毒。

环保pvc绝缘料的稳定剂不能含对人体有危害的铅(pb)、镉(cd)、汞(hg)、砷(as)、铬(cr)、硒(se)、锑(sb)等重金属元素，因此选用无毒的钙锌复合稳定剂。钙锌复合稳定剂的热稳定性接近或超过某些钡／镉稳定剂、铅类稳定剂，并且耐候性好、透明性良好。目前复合铅稳定剂在pvc电缆料中也有了广泛的应用，添加量在4~6phr。

环保类电缆料中多使用钙/锌复合稳定剂。在配方中添加抗氧剂，可以抑制pvc的热氧化降解。抗氧剂可以选用双酚a。

4润滑剂：由于有较大量的增塑剂，所以对内润滑剂的要求不是很高。润滑剂主要是提高电缆料的表面光亮度。常选用金属皂类、硬脂酸及石蜡等，加入量为1phr左右。

5 填充剂：电缆料中加入填料可以提高电绝缘性能、耐热性能和降低成本，但用量过多会造成成型性及电缆料性能下降。为提高绝缘性，在绝缘级电缆料中科选用煅烧陶土（电用级）为填充剂。

护套（层）级电缆料可选用碳酸钙为填充剂。煅烧陶土、碳酸钙添加量多少对pvc绝缘料低温冲击性能影响比较大，添加量较多时，低温冲击性能一般不容易合格，这是因为煅烧陶土、碳酸钙加入量增加了，而增塑剂用量保持不变，这会使绝缘料玻璃化温度升高，相应的低温性能变差。

6 阻燃剂：一般使用氯化石蜡+氧化锑体系，用量一般在8份以内，常规使用都易达到v-0级阻燃，但70氯化石蜡容易分解，对加工不利，需要配方整体配合；在一些薄壁电缆中，阻燃要求更高，应配合一些液体阻燃剂如tcp等提高阻燃性。

7 其他加工助剂：在pvc绝缘料中还加入了抑制pvc老化的抗氧剂。

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