期望能為無(wú)鹵阻燃聚烯烴電線電纜生產(chǎn)廠家供給參閱，以便更好地挑選無(wú)鹵電纜料種類、擠塑設(shè)備及擬定合理的擠塑工藝。跟著我國(guó)冶金、電力、電子、自動(dòng)化及信息化網(wǎng)絡(luò)等職業(yè)的迅猛發(fā)展，使得與之配套的電線電纜特別是阻燃電線電纜的用量急劇增加，包含電力電纜、操控電纜、信號(hào)電纜、儀器儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜等。保存的阻燃電纜一般選用聚氯乙烯做為護(hù)套，雖然聚氯乙烯材料具有阻燃性好、價(jià)廉、工藝好等特色，但因?yàn)槠浜宣u素，焚燒時(shí)會(huì)放出許多鹵化氫氣體和濃煙，構(gòu)成火災(zāi)的二次危害”然后加大了火災(zāi)的丟失。尤其是許多科學(xué)研究已證明，鹵化物對(duì)人體健康與環(huán)境所構(gòu)成的危害已愈來(lái)愈嚴(yán)峻，人們?cè)絹?lái)越注重環(huán)保，歐盟和日本一些大公司例SoniToshiba等都提出了對(duì)聚氯乙烯約束運(yùn)用的法令;國(guó)內(nèi)，北京市供電局1998年3月發(fā)文規(guī)則制止PVC類電線電纜在該局系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)用，2002年華東建筑設(shè)計(jì)研究院推出的民用建筑電線電纜防火設(shè)計(jì)規(guī)程》明確提出了運(yùn)用低煙無(wú)鹵電線電纜的要求。以上這些，使得不含鹵素的低煙無(wú)鹵阻燃電纜料得到廣泛的運(yùn)用并呈現(xiàn)出很大的發(fā)展?jié)摿Γ貏e是地鐵、船艦、高層建筑和石油渠道用電纜、家用電器用電線、轎車低壓電線等場(chǎng)所大有徹底替代聚氯乙烯之勢(shì)。
現(xiàn)在運(yùn)用的低煙無(wú)鹵阻燃電纜料一般有聚烯烴和乙丙兩大類，其間以低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料為干流，本文將對(duì)低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的配方技能、功能、擠塑設(shè)備及工藝做一剖析。一、配方技能 低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料一般由聚烯烴共混樹(shù)脂加阻燃填充劑氫氧化鋁、氫氧化鎂和一些為了進(jìn)步耐熱壽數(shù)而增加的適量抗氧劑組合而成。有時(shí)為了下降其焚燒時(shí)的發(fā)煙量，還參加了一些發(fā)煙抑制劑，如釩、鎳、鉬、鐵、硅、氮系化合物。其阻燃機(jī)理為：焚燒時(shí)，阻燃填充劑氫氧化鋁、氫氧化鎂會(huì)開(kāi)釋出結(jié)晶水，吸收許多熱量;與此一起，脫水反響會(huì)產(chǎn)生許多水蒸汽，能夠稀釋可燃性氣體，然后阻撓焚燒，別的會(huì)在材料表面構(gòu)成一層不熔不燃的氧化物硬殼，阻斷了高聚物與外界熱氧反響的通道，終究材料阻燃、自熄。低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料要具有較好的阻燃性，配方中氫氧化鋁、氫氧化鎂必需有較大的填充量，一般要到達(dá)150份以上，而許多的無(wú)機(jī)阻燃劑填充必將導(dǎo)致材料在物理機(jī)械功能、電氣功能和擠塑工藝功能方面大大劣化。為了處理其阻燃性和物理機(jī)械等功能方面的平衡，使材料能充沛滿意終究運(yùn)用的技能要求，常用的辦法有：一方面臨聚烯烴材料進(jìn)行改性、接枝，以進(jìn)步聚烯烴材料極性;另一方面是對(duì)無(wú)機(jī)阻燃劑的表面進(jìn)行化學(xué)改性，一般用偶聯(lián)劑處理。二、功能 許多無(wú)機(jī)阻燃劑的運(yùn)用賦予了低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料阻燃、低煙、無(wú)鹵、低毒等特性，一起也使其在物理機(jī)械功能、電氣功能和工藝功能等方面與其他非阻燃及含鹵阻燃材料存在不同。因?yàn)榈蜔煙o(wú)鹵電線電纜運(yùn)用場(chǎng)所及其配套產(chǎn)品生產(chǎn)工藝不同，功能要求也不盡相同，如在抗張強(qiáng)度、開(kāi)裂伸長(zhǎng)率、老化溫度和目標(biāo)、體積電阻系數(shù)、耐油功能、耐刮磨功能、柔軟性、阻燃要求等方面，不同的電纜往往有所側(cè)重。
無(wú)鹵材料技能中，以上有的目標(biāo)是彼此限制的不行能有一種萬(wàn)能的產(chǎn)品能滿意以上一切各類電線電纜的要求，比較突出的開(kāi)裂伸長(zhǎng)率與阻燃性之間的對(duì)立、柔軟度與熱變形及老化功能之間的對(duì)立。材料廠家能做到只能是滿意根本功能要求的基礎(chǔ)上，某些功能之間進(jìn)行好壞平衡，以不同商標(biāo)的產(chǎn)品習(xí)慣不同要求的電線電纜。以下對(duì)常規(guī)低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料功能做一介紹。1阻燃特性 低煙無(wú)鹵阻燃電纜料除具有阻燃性外，與含鹵阻燃電纜料比較，還具有低煙、無(wú)鹵、低腐蝕、低毒等特性。1氧指數(shù) 現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)首要以GB/T2406辦法來(lái)測(cè)驗(yàn)常溫下阻燃電纜料的氧指數(shù)，以查核材料的阻燃性，高溫下的氧指數(shù)對(duì)阻燃電線電纜來(lái)說(shuō)雖然也比較重要，但因?yàn)闇y(cè)驗(yàn)條件等要素，一般很少進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。別的一個(gè)與材料阻燃性密切相關(guān)的參數(shù)—溫度指數(shù)也很少測(cè)驗(yàn)。其測(cè)驗(yàn)辦法在NES715中有規(guī)則，標(biāo)明了環(huán)境溫度究竟升到多高時(shí)，材料能在空氣中點(diǎn)著。
低煙無(wú)鹵電纜料常溫下氧指數(shù)到達(dá)33-35即可滿意一般電纜阻燃要求，其溫度指數(shù)為300左右。氧指數(shù)作為國(guó)際規(guī)模內(nèi)最常用的焚燒試驗(yàn)，并不能作為判別材料阻燃性的僅有目標(biāo)，材料自熄性的查核好像更能恰當(dāng)?shù)睾饬坎牧系淖枞脊δ堋＠缇勐纫蚁┗蚝u阻燃聚烯烴氧指數(shù)只需到達(dá)30左右，用其做為絕緣截面為0.5mm2電線即可經(jīng)過(guò)UL標(biāo)準(zhǔn)中的VW-1焚燒試驗(yàn)，而低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料氧指數(shù)即便到達(dá)34以上，也未必能滿意VW-1焚燒要求。別的，同樣是低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，氧指數(shù)高的產(chǎn)品自熄性也未必就好。例如：用碳酸鈣和聚硅氧烷作阻燃劑的無(wú)鹵料經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)幕暮献鳎踔笖?shù)可做得較高，乃至到達(dá)36-38但很或許自熄性不如氧指數(shù)為32-34聚烯烴/礦藏氫氧化物系統(tǒng)。國(guó)外有的用戶已開(kāi)端選用UL94中的V-0等級(jí)來(lái)查核無(wú)鹵材料的自熄性，作為對(duì)氧指數(shù)查核目標(biāo)的彌補(bǔ)。現(xiàn)在阻燃目標(biāo)方面，有一種更為挨近實(shí)踐焚燒功能的錐體量熱計(jì)法越來(lái)越遭到人們重視，該辦法可對(duì)材料焚燒時(shí)的著火時(shí)刻、發(fā)熱速度、總發(fā)熱量等焚燒參數(shù)進(jìn)行定量點(diǎn)評(píng)。經(jīng)試驗(yàn)標(biāo)明，發(fā)熱速度越大的無(wú)鹵材料，向周圍傳達(dá)熱量越簡(jiǎn)單，越有或許擴(kuò)展焚燒規(guī)模，即易于延燃、自熄性差，而氧指數(shù)高的無(wú)鹵材料發(fā)熱速度不必定就比氧指數(shù)低的發(fā)熱速度小。
雖然單純用氧指數(shù)來(lái)查核材料的阻燃性，存在必定的局限性，但因?yàn)槠錅y(cè)驗(yàn)辦法簡(jiǎn)便易行，且關(guān)于同一類材料在絕大多數(shù)情況下來(lái)說(shuō)仍是能夠相對(duì)標(biāo)明其阻燃性的不同，所以一般把氧指數(shù)作為材料阻燃性的一項(xiàng)查核目標(biāo)，也未嘗不行。2煙密度 廢品電纜一般選用GB/T17651成束焚燒辦法測(cè)驗(yàn)電纜焚燒后的透光率來(lái)查核電纜低煙功能，低煙無(wú)鹵電纜透光率到達(dá)60%以上符合要求。對(duì)材料來(lái)說(shuō)，一般選用GB/T8323辦法來(lái)測(cè)驗(yàn)其有焰及無(wú)焰焚燒時(shí)的最大煙密度Dm以此來(lái)查核材料的發(fā)煙功能。低煙無(wú)鹵電纜料焚燒時(shí)的發(fā)煙性遠(yuǎn)低于含鹵阻燃電纜料，其目標(biāo)一般為有焰Dm≦100,低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電線電纜料功能摘要：本文針對(duì)低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料從配方技能、功能、擠塑設(shè)備及工藝等幾個(gè)方面做一剖析。無(wú)焰Dm≦200,而含鹵阻燃電纜料有焰及無(wú)焰Dm均為300以上。3鹵素含量 現(xiàn)在有IEC754-1和MIL-C-24643A 兩種辦法用來(lái)測(cè)定鹵素及氫鹵酸氣體含量。前者不適于鹵酸氣體含量低于5mg/g場(chǎng)所，即不適于無(wú)鹵材料含鹵量的測(cè)定，后者為選用χ射線原理測(cè)量系統(tǒng)鹵元素的含量，測(cè)驗(yàn)精度為0.2%嚴(yán)厲意義上來(lái)說(shuō)憑此辦法也不能徹底斷定被測(cè)材料是否一點(diǎn)點(diǎn)不含鹵素。因而許多無(wú)鹵材料標(biāo)準(zhǔn)中不將鹵素含量做為一項(xiàng)查核目標(biāo)，更多地是經(jīng)過(guò)PH值及電導(dǎo)率來(lái)表征其無(wú)鹵性。只要BSIEC等標(biāo)準(zhǔn)中將無(wú)鹵系統(tǒng)中鹵化氫開(kāi)釋量的目標(biāo)定在≦5mg/g作為分界點(diǎn)查核。4腐蝕性 IEC1991年發(fā)布IEC754-2經(jīng)過(guò)測(cè)定PH值和電導(dǎo)率來(lái)測(cè)驗(yàn)電纜材料焚燒時(shí)開(kāi)釋氣體的酸度，并規(guī)則測(cè)得PH≧4.3及電導(dǎo)率≦10μs/mm為無(wú)鹵、低腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。IL-C-24643A 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)則電纜材料焚燒時(shí)開(kāi)釋出的氣體，鹵素含量≦0.2%作為無(wú)鹵、低腐蝕性標(biāo)準(zhǔn)。
低煙無(wú)鹵電纜料PH值一般為4.5-6.0,電導(dǎo)率為0.7-5μs/mm5毒性指數(shù) 毒性指數(shù)現(xiàn)在首要選用NES713即氣體剖析法來(lái)檢測(cè)，英國(guó)水兵在水兵工程標(biāo)準(zhǔn)NES518-1983下降火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的電纜護(hù)套標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)則了無(wú)鹵材料毒性指數(shù)不大于5國(guó)內(nèi)一般也選用這一目標(biāo)，但國(guó)外對(duì)一些無(wú)鹵絕緣產(chǎn)品也有不大于3要求。2物理機(jī)械及電氣功能因?yàn)樵S多的無(wú)機(jī)阻燃劑填充，使低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的物理機(jī)械功能及電氣功能比非阻燃及含鹵阻燃聚烯烴電纜料均有所下降，首要標(biāo)明在以下幾個(gè)方面：1抗張強(qiáng)度及開(kāi)裂伸長(zhǎng)率下降。無(wú)鹵電纜料抗張強(qiáng)度在10-14Mpa左右，開(kāi)裂伸長(zhǎng)率在150-250%左右;2抗老化功能有所下降。
許多無(wú)機(jī)阻燃劑的參加，使無(wú)鹵電纜料抗老化功能遭到較大影響。熱塑型無(wú)鹵阻燃電纜料一般以經(jīng)100℃×168hr老化后，抗張強(qiáng)度及開(kāi)裂伸長(zhǎng)率改變率不大于±30%做為查核目標(biāo);3熱變形變大。因?yàn)闊o(wú)鹵阻燃電纜料中高VA 含量EVA 份額較大，致使其耐熱變形功能較差，一般以80℃×4hr變形率不大于50%做為查核目標(biāo);4柔軟度較差。一般無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料邵氏A硬度均逾越HA 90邵氏D硬度逾越HD405耐外傷功能較差，經(jīng)外力擦劃后易有傷痕。該功能的下降水平與配方有密切關(guān)系，不同種類的無(wú)鹵電纜料差異很大。6耐濕潤(rùn)功能較差。因?yàn)闊o(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁的參加，使無(wú)鹵阻燃電纜料極易吸濕，若無(wú)真空鋁箔包裝，常態(tài)下其貯存期最好不要逾越1個(gè)月，否則將吸潮影響運(yùn)用。經(jīng)比照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)鹵阻燃電纜料浸水一天后，體積電阻率將下降60~80%7體積電阻率及電氣擊穿強(qiáng)度有所下降。與含鹵阻燃聚烯烴電纜料比較下降并不很顯著，但與非阻燃聚烯烴電纜料比較下降卻比較顯著。8介電常數(shù)ε及介質(zhì)損耗角正切tgδ急劇下降。這與許多填充劑的參加密切相關(guān)。表1為低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料與聚氯乙烯、含鹵阻燃聚烯烴及非阻燃聚烯烴電纜料一些功能比較。
