PVC电缆料的几种阻燃配方设计

针对PVC电缆料设计的几种符合3C阻燃标准的配方方案,结合氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、硼酸锌(ZB)、次磷酸铝(AP)和三氧化二锑(Sb₂O₃)的协同效应,确保通过GB/T 18380等标准测试:

 

一、配方方案1:无卤低烟型(环保优先)

目标:满足无卤要求(IEC 60754-1/2),低烟密度(GB/T 17651),阻燃等级VW-1(UL 1581)或GB/T 18380-2008单根垂直燃烧。

配方组成(质量份):

PVC树脂(SG-5):100

增塑剂(DOP/环保型):40-50

氢氧化铝(ATH):40-60

氢氧化镁(MH):20-30

硼酸锌(ZB):5-10

次磷酸铝(AP):5-8

稳定剂(钙锌复合):3-5

润滑剂(PE蜡/硬脂酸):1-2

偶联剂(硅烷KH-550):1-2(改善ATH/MH分散性)

 

优势:

无卤配方,燃烧时烟雾毒性低,符合环保趋势。

ATH与MH协同吸热(分解温度200-300℃),ZB促进成炭,AP提供气相阻燃。

氧指数(OI)可达35%以上,通过VW-1燃烧测试。

 

二、配方方案2:卤-锑协同高效型(低成本高阻燃)

目标:快速通过3C标准(GB/T 18380),兼顾成本与阻燃效率。

配方组成(质量份):

PVC树脂(SG-5):100

增塑剂(DOP):50-60

三氧化二锑(Sb₂O₃):3-5

氢氧化铝(ATH):30-40

硼酸锌(ZB):5-8

次磷酸铝(AP):3-5

氯化石蜡(辅助阻燃):5-10

稳定剂(铅盐/钙锌):3-5

润滑剂:1-2

 

优势:

利用PVC中氯与Sb₂O₃的卤-锑协同效应,显著提升阻燃性(OI≥40%)。

ATH降低烟密度,ZB和AP抑制阴燃和滴落。

成本较低,适合常规电缆料。

 

三、配方方案3:复合协效增强型(平衡性能)

目标:优化机械性能与阻燃性,通过GB/T 8815等标准。

配方组成(质量份):

PVC树脂:100

增塑剂(DINP/环保型):45-55

氢氧化铝(ATH):30-40

氢氧化镁(MH):20-25

三氧化二锑(Sb₂O₃):2-3

硼酸锌(ZB):8-12

次磷酸铝(AP):5-7

纳米碳酸钙(补强填料):10-15

稳定剂(有机锡/钙锌):3-4

加工助剂(ACR):1-2

 

优势:

ATH/MH/Sb₂O₃/ZB/AP多组分协同,阻燃效率高且烟量可控。

纳米碳酸钙提升拉伸强度,ACR改善加工流动性。

通过3C标准的同时,兼顾电缆料的柔韧性和耐老化性。

 

四、关键测试与调整建议

  1. 阻燃性能验证:

垂直燃烧测试(GB/T 18380):确保单根电缆自熄时间≤30秒,炭化高度≤2.5m。

氧指数测试(GB/T 2406):目标OI≥32%。

烟密度测试(GB/T 17651):透光率≥60%。

 

  1. 配方优化方向:

若滴落物过多,可增加ZB或AP用量(提升成炭性)。

若机械性能不足,添加纳米填料(如改性陶土)或增韧剂(如CPE)。

若加工困难,调整润滑剂比例或使用表面处理的ATH/MH。

 

  1. 环保与法规注意:

含Sb₂O₃的配方需符合RoHS对锑的限量要求(<1000ppm)。

无卤配方需通过IEC 60754-1(卤素含量≤0.1%)。

 

五、总结

以上配方可根据实际需求调整比例,建议通过小试确定最佳配比,并委托第三方实验室(如CQC认证机构)进行3C标准全项测试,确保产品合规上市。