PVC电缆料除了电性能和物理机械性能要符合一般PVC电缆料的性能指标外,很关键的一点就是它必须要有好的阻燃性能。阻燃性能通常是用氧指数来衡量的,氧指数是指让试样燃烧所需要的最低的氧浓度。氧指数越大时,阻燃性就越高。通常氧指数在30以上的材料就具有一定的阻燃性了。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。
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。
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 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。
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 ,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。