聚氯乙烯(PVC)是一種聚合材料(或樹脂),它是由分子式為CH2=CHCI的單體氯乙烯(VCM)多次疊加而成。除了含氯外,PVC與聚乙烯具有相同的結(jié)構(gòu),氯在PVC中占純聚合樹脂的57%,3 5%氯來自氯醛鉀的電析。純PVC是顆粒狀材料,機械硬度高,非常好的防氣候變化,防水防化學物性能以及是電絕緣材料。但是,對熱和光相對不穩(wěn)定,加熱和紫外光導致了氯在氯化氫(HCL)中丟失,這可以通過加穩(wěn)定劑來避免,穩(wěn)定劑通常由金屬鹽如鉛、鋇、鈣、鎘或有機錫化合物組成。
PVC因其具有良好的物理、化學、電氣、阻燃性能,二十世紀三四十年代國外就開始采用軟PVC作為電線的絕緣材料,我國PVC電纜料的開發(fā)應用始于上世紀五十年代。隨著PVC樹脂、增塑劑及工業(yè)助劑生產(chǎn)能力的提高和新品種的推廣與應用開發(fā),電纜行業(yè)有了質(zhì)的飛躍。進入21世紀,隨著人類環(huán)保意識的增強和人們對自身健康的關(guān)注,環(huán)境問題成為人類社會關(guān)注的焦點,許多國家、地區(qū)及組織紛紛制定了嚴格的標準與法規(guī),限制有害物質(zhì)的使用,特別是RolS和REACH法規(guī)。尋求新方法新工藝,提高資源利用率,適應環(huán)保法規(guī)要求,環(huán)保PVC電纜料應運而生,并迅速成為當前PVC電纜料開發(fā)的主題之一。
環(huán)保PVC電纜料的檢測標準現(xiàn)狀:
歐盟規(guī)定2006年7月1日以后進入歐盟國家的產(chǎn)品必須符合環(huán)保RolS規(guī)定。傳統(tǒng)PVC電纜料因含一定量的重金屬元素等有害物質(zhì),所以不符合RolS規(guī)定,成為制約PVC電線電纜在電氣設備、基礎設施、基本建設等場合應用的重要因素。2008年10月28日,歐盟公布SVHC(高關(guān)注物質(zhì))第1批候選物質(zhì)清單,REACH法規(guī)正式執(zhí)行,所有進入歐盟的配制品和物品都將受此法規(guī)控制,雖然該法規(guī)沒有禁止含有這些高關(guān)注物質(zhì)的化學品進人歐盟市場,但都需要通過注冊、評估、授權(quán)和限制等一組綜合程序。這就導致一些歐盟客戶為了簡化程序而要求各自的供應商提供的產(chǎn)品中都不準含有以上物質(zhì)。
鈣/鋅熱穩(wěn)定劑的研究:
傳統(tǒng)的PVC穩(wěn)定劑含有鉛等重金屬,性能雖好卻不環(huán)保,所以用環(huán)保的穩(wěn)定劑替代傳統(tǒng)的重金屬穩(wěn)定劑是必須的,目前研究較多、應用較廣的是鈣/鋅復合穩(wěn)定劑。蘇朝化等經(jīng)過一系列研究,用國產(chǎn)鈣/鋅穩(wěn)定劑,配合適當溫度等級的增塑劑,分別制得了70、90、105℃的環(huán)保PVC護套料,環(huán)保要求符合RoHS規(guī)定。
張建耀等對德國漢高公司、德國熊牌、日本旭電化公司、新加坡三益公司、臺灣聯(lián)合化學公司生產(chǎn)的鈣/鋅穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性作了對比,幾家公司的產(chǎn)品的熱穩(wěn)定時間都符合GB/T 8815-2002的規(guī)定,其中以新加坡三益公司的“G”和臺灣聯(lián)合化學公司的“I”為出色;同時給出了8O℃ 等級環(huán)保型PVC電纜料的基礎配方和工藝,擠線后能夠滿足美國汽車工程師協(xié)會《低壓初級電纜》標準(SAE J1128)和Ft本汽車工程學會《 汽車用薄壁絕緣低壓電線》標準(JASO D 611~ 1994)對絕緣材料的性能要求。
張敏等研究將水滑石、水滑石與鈣/鋅復合物作為熱穩(wěn)定劑,加入PVC中制成薄膜,在85℃真空條件下劣化40天,對其力學性能和熱穩(wěn)定性進行了研究,并探討了復合穩(wěn)定劑的作用效果。結(jié)果表明,熱穩(wěn)定劑水滑石、水滑石與鈣/鋅復合物的加入均能較好地改善PVC的力學性能和熱穩(wěn)定性。單獨使用水滑石作為PVC熱穩(wěn)定劑在PVC電纜料工業(yè)中應用是否可行值得商榷,但是發(fā)現(xiàn)水滑石至少可以作為鈣/鋅熱穩(wěn)定劑的協(xié)效劑使用。