Карбонат кальция — наиболее широко используемый минеральный наполнитель в ПВХ-компаундах для проводов и кабелей. Он применяется как в изоляции, так и в оболочке, где снижает стоимость материала, улучшает стабильность размеров и повышает огнестойкость. Основной выбор для производителя компаундов прост: использовать непокрытый карбонат кальция или немного доплатить за покрытый, обработанный поверхностно сорт. В этом руководстве рассматриваются уровни наполнителя, разница между ними и как выбрать подходящий порошок для кабельной промышленности.
Почему в составах кабельных компаундов входит карбонат кальция?
Карбонат кальция заслужил свое место в составах кабельных кабелей по практическим соображениям. Он дешев и легкодоступен, что делает его самым быстрым способом снижения стоимости компаунда. В процессе обработки и длительной эксплуатации ПВХ выделяет хлористый водород, а карбонат кальция поглощает часть его, снимая нагрузку со стабилизатора и замедляя деградацию. В оболочке он также способствует огнестойкости, поскольку разлагается под воздействием тепла, выделяя углекислый газ и разбавляя горючие вещества. Он также делает поверхность оболочки более сухой и уменьшает усадку.
Какое количество карбоната кальция используется в теплоизоляции и обшивке?
Во-первых, один термин. Содержание наполнителя в ПВХ обычно указывается в phr, сокращение от parts per hundred (части на сто частей смолы). Содержание 30 phr означает 30 частей наполнителя на каждые 100 частей ПВХ.
Дозировка зависит от области применения. Для оболочек допускается большое количество наполнителя, поэтому обычно добавляют молотый карбонат кальция (GCC) в количестве от 10 до 100 частей на 100 частей каучука (phr), что в основном определяет стоимость, жесткость и стабильность размеров. Изоляция гораздо более чувствительна к электрическим свойствам, поэтому дозировка обычно составляет от 5 до 25 частей на 100 частей каучука, и марка материала имеет большее значение, чем количество. Для изоляции требуется мелкодисперсный порошок высокой чистоты, прошедший поверхностную обработку.
Карбонат кальция с покрытием и без покрытия
| Атрибут | Без покрытия | Покрытие (поверхностная обработка) |
| Поверхность | Гидрофильный | Гидрофобный |
| Покрытие | Никто | Стеариновая кислота, 1% до 3% |
| Дисперсия в ПВХ | Умеренное количество комков при высокой нагрузке. | Хорошо, сохраняет форму даже при высокой нагрузке. |
| Типичная нагрузка (обшивка) | 10–100 phr, наблюдайте за падением прочности на растяжение. | Более высокая безопасная нагрузка, часто на 10-20 фунтов на 1000 литров в сутки больше нормы. |
| Типичный размер частиц | от 5 до 25 микрон | от 5 до 15 микрон, доступны более тонкие сорта. |
| Механический удар | Прочность на растяжение и удлинение уменьшаются с увеличением нагрузки. | Меньшие потери при той же загрузке. |
| Электрические характеристики | Снижение удельного сопротивления при влажности. | Более высокая диэлектрическая прочность и удельное сопротивление. |
| Наилучшее применение | Общая обшивка | Изоляция и сложная обшивка |
Карбонат кальция без покрытия
Непокрытый карбонат кальция, обычный ГЦК или осажденный карбонат кальция (ПКК), имеет гидрофильную поверхность. Это обеспечивает ему лишь умеренную совместимость с гидрофобным ПВХ. При низкой концентрации это практически не имеет значения. При увеличении концентрации порошок плохо диспергируется и образует комки, а прочность на разрыв и относительное удлинение при разрыве заметно снижаются. Экструзия также становится более тяжелой, с более высоким крутящим моментом на шнеке. По этой причине непокрытый порошок используется в основном в качестве универсального наполнителя в менее требовательных оболочках, с типичным размером частиц от 5 до 25 микрон.
Покрытый (обработанный поверхностно) карбонат кальция
Покрытый карбонат кальция имеет слой стеариновой кислоты, обычно от 11 до 31 частей на 3 тонну по весу. Покрытие делает поверхность гидрофобной, улучшает дисперсию и обеспечивает более прочное сцепление со смолой. При той же концентрации механические свойства ухудшаются меньше, и часто можно увеличить концентрацию еще на 10–20 частей на 100 частей смолы без ущерба для состава. Сообщается, что порошок с покрытием в изоляционных материалах повышает диэлектрическую прочность примерно на 401 часть на 3 тонны и объемное удельное сопротивление на один-два порядка. В изоляционных материалах он обеспечивает более гладкую поверхность, меньшее влагопоглощение и более стабильные электрические характеристики. Обработка поверхности устраняет старый компромисс между высокой концентрацией и технологичностью, поэтому можно использовать больше наполнителя для экономии средств без ущерба для состава.
Где находят свое место GCC, PCC и нанокарбонат кальция
Большинство кабельных компаундов начинаются с измельченного карбоната кальция. Он недорог и покрывает основную часть потребности в наполнителе для изоляции. Осажденный карбонат кальция более мелкий и однородный, поэтому он используется там, где производителю компаунда необходима консистенция или более белая, мягкая на ощупь поверхность. Нанокарбонат кальция находится в верхнем ценовом сегменте и используется в тонкостенной или высокоэффективной изоляции, где очень мелкие, хорошо диспергированные частицы улучшают как прочность, так и электрические свойства. Выбор зависит от того, какие характеристики должен иметь компаунд и сколько заказчик готов заплатить за эти характеристики.
Как выбрать правильный сорт карбоната кальция
Размер частиц: преимущества теплоизоляции от от 0,1 до 5 микрон порошок, тогда как оболочка может использовать более крупный порошок. Типичный молотый карбонат кальция для кабелей с покрытием имеет размер частиц около 1250 меш, с показателем D50 около 5 микрон и показателем D97 около 15 микрон.
Чистота: это важнее, чем яркость. Проводящие примеси снижают теплоизоляционные характеристики, поэтому дешевый, плохо очищенный порошок – это ложная экономия на изоляции.
Маслопоглощение и влажность: порошок с низким маслопоглощением и низкой влажностью требует меньшего количества пластификатора и с меньшей вероятностью образует пузырьки или микропоры при экструзии. Кабельные марки должны быть гидрофобными, хорошо диспергированными и с низким содержанием влаги, при этом маслопоглощение должно оставаться в пределах 10-15%, если это позволяет марка.
Часто задаваемые вопросы
В чём разница между покрытым и непокрытым карбонатом кальция?
Непокрытый карбонат кальция имеет гидрофильную поверхность и плохо диспергируется при высоких концентрациях. Покрытый карбонат кальция имеет слой стеариновой кислоты, который делает его гидрофобным, поэтому он лучше диспергируется, позволяет использовать более высокие концентрации и демонстрирует лучшие изоляционные характеристики.
Какое количество карбоната кальция используется в компаундах для ПВХ-кабелей?
Для обшивки можно использовать от 10 до 100 частей на 100 частей древесины, в то время как для изоляции обычно используется диапазон от 5 до 25 частей на 100 частей древесины, поскольку она более чувствительна к электрическим токам.
Используется ли карбонат кальция в изоляции кабелей?
Да. В теплоизоляции используется меньшее количество мелкодисперсного, высокочистого, обработанного поверхностно карбоната кальция, что позволяет контролировать затраты без снижения диэлектрической прочности или объемного сопротивления.
Какой размер частиц карбоната кальция является оптимальным для оболочки кабеля?
Для обшивки допускается использование более крупнозернистого порошка, обычно от 5 до 25 микрон, и обычно применяется покрытый измельченный карбонат кальция с размером частиц 1250 меш и показателем D50 около 5 микрон. Более мелкие марки используются для теплоизоляции.
Оборудование для переработки карбоната кальция от компании Epic Powder Machinery.
Компания Epic Powder Machinery производит системы для обработки порошковых материалов. станок для прокатки столов и воздушный классификатор Они предназначены для производства молотого карбоната кальция кабельного класса с узким распределением частиц по размерам, высокой чистотой и равномерной обработкой поверхности. Эти характеристики наиболее важны, когда порошок используется в изоляции и оболочке.
Эпический порошок
В Эпический порошокМы предлагаем широкий выбор моделей оборудования и разрабатываем индивидуальные решения, отвечающие вашим конкретным потребностям. Наша команда имеет более чем 20-летний опыт в обработке различных порошков. Компания Epic Powder специализируется на технологиях обработки мелкодисперсных порошков для горнодобывающей, химической и пищевой промышленности и т.д.
Связаться с нами Получите бесплатную консультацию и индивидуальные решения уже сегодня!
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем EPIC Powder. Зельда для любых дальнейших запросов».
— Эмили Чен, Инженер