低烟无卤电缆和PVC电缆常用阻燃剂及配方详解

 

以下是低烟无卤电缆(LSZH)和PVC电缆常用阻燃剂及配方的详细分析,包含含卤阻燃剂选项及氢氧化铝(ATH)的粒径要求:

一、低烟无卤电缆(LSZH)阻燃剂及配方

核心要求:无卤、低烟、高阻燃性,主要依赖金属氢氧化物(如ATHMDH)和协同体系。

1、常用阻燃剂

氢氧化铝(ATH

粒径要求:

普通级:110 μm(填充量5060%

超细级:0.51 μm(填充量4050%,改善力学性能)

注:粒径越小,分散性和阻燃效率越高,但成本上升。

分解温度:180200℃(需控制加工温度)。

氢氧化镁(MDH

 粒径:15 μm,分解温度更高(300340℃),适合高温加工。

协同体系:

ATH/MDH复配(比例3:11:1),兼顾阻燃与加工性。

硼酸锌(25 phr)与ATH协同,提升成炭性。

纳米黏土(如蒙脱土,13 phr)改善抑烟性。

2、典型配方示例

复合材料组分比例表

组分

比例(phr

备注

基材(EVA/PE

100

EVA常用VA含量18–28%

ATH(超细1μm

120–150

阻燃主力,粒径小可降低填充量

MDH

30–50

提升高温稳定性

硼酸锌

5

抑烟协同

硅烷偶联剂

1–2

改善ATH/基材界面

抗氧剂

0.5–1

防止加工氧化

二、PVC电缆阻燃剂及配方

特点:含卤体系阻燃效率高,常用锑-卤协同,但需注意烟密度和毒性。

1、含卤阻燃剂

主阻燃剂:

十溴二苯醚(DecaBDE):815 phr(欧盟已限制,部分替代为十溴二苯乙烷)。

氯化石蜡(70%氯含量):1020 phr,低成本但热稳定性差。

四溴邻苯二甲酸酯(TBPH):510 phr,增塑阻燃双功能。

协同剂:

三氧化二锑(SbO₃):36 phr,与卤素比例1:3最佳。

钼酸铵:25 phr,抑烟剂(替代锑以减少毒性)。

 2、无卤阻燃剂(环保趋势)

磷酸酯类(如TCPRDP):1530 phr,但易迁移。

硼酸锌:510 phr,替代部分锑以减少烟雾。

3、典型配方示例

含卤配方:

配方组分比例表

组分

比例(phr

备注

PVC树脂(K=65

100

高聚合度稳定

邻苯二甲酸酯增塑剂

30–50

DOP/DEHP为主

氯化石蜡(70% Cl

15

阻燃增塑

三氧化二锑

5

-锑协同

碳酸钙

10–20

填料,降低成本

无卤配方:

配方成分表

组分

比例(phr

备注

PVC树脂

100

-

磷酸酯(RDP

25

阻燃增塑

ATH3μm

40

抑烟填料

钼酸铵

3

抑烟剂

三、关键对比与注意事项

1ATH粒径选择:

 电缆护套:15 μm(平衡性能与成本)。

 薄壁绝缘层:0.51 μm(需更高加工精度)。

2、含卤vs无卤:

 含卤体系(如PVC+SbO₃)通过气相阻燃,效率高但烟雾毒性大。

 无卤体系(如LSZH)依赖凝聚相阻燃,需高填充量(>60%),可能影响机械性能。

3、环保法规:

 避免使用RoHS限制的DecaBDE、短链氯化石蜡等。

如需进一步优化配方(如力学性能或成本),可考虑表面改性ATH或复配纳米阻燃剂(如碳纳米管)。