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在我们的日常生活中,电线电缆无处不在,根据北京化工大学教授苑会林2013年统计,我国每年生产的PVC树脂中,10-20%用于电缆料。2013年我国PVC产量为1530万吨,也就是说,PVC电缆料至少有150万吨,再加上其他类型电缆料,我国电缆料一年的消耗量可能有近200万吨。
那么问题来了,我国一年近200万吨电缆料都有哪些塑料?
表:电缆料的种类
聚氯乙烯(PVC) |
国标PVC电缆料 |
UL标准用PVC电缆料 |
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欧盟及VDE标准用PVC电缆料 |
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阻燃型PVC电缆料 |
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耐寒、柔软型PVC电缆料 |
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耐油型PVC电缆料 |
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环保型PVC电缆料 |
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其它 |
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聚烯烃 |
聚乙烯 |
聚丙烯 |
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黑色聚乙烯 |
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阻燃聚乙烯 |
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过氧化物交联聚乙烯 |
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硅烷交联聚乙烯 |
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辐照交联聚乙烯 |
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阻燃交联聚烯烃 |
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高性能无卤阻燃材料 |
聚醚醚酮(PEEK) |
聚苯硫醚(PPS) |
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柔性聚苯醚(PPO) |
一、聚氯乙烯(PVC)电缆料
我国的PVC树脂产量和规模居世界之首,相应的在PVC改性方面使用的各种助剂,填充物也极其发达,已形成了完整的产业链,这使得我国的PVC电缆料具有他国难于与其比拟的资源和成本优势。回复“PVC”查看更多文章
图:PVC电缆料
PVC产量巨大,价格便宜,这使得PVC是电缆用的最多的材料。主要包括:
◆ 国标PVC电缆料
◆ UL标准用PVC电缆料
◆ 欧盟及VDE标准用PVC电缆料
◆ 阻燃型PVC电缆料:阻燃型、高阻燃型、低烟低卤型
◆ 耐寒、柔软型PVC电缆料
◆ 耐油型PVC电缆料
◆ 环保型PVC电缆料
◆ 其它,如辐照交联PVC,防鼠、防蚁等。
1.环保型PVC电缆料
我们主要讲一下环保型PVC电缆料,环保型PVC电缆料是PVC电缆料重要发展方向,在PVC电缆料中比重逐年增加。
目前,欧盟、美国等对电子电器材料有着非常严格的要求,如POHS《消费性产品中禁用特定有害物质》,于2008年12月1日实施,涵盖几乎所有消费品(包装、轮胎、玩具等),POHS禁止的18种物质如下:
图:POHS禁止的18种物质
另外,一些客户还提出了更多的要求:
1)不得含有多氯联苯、多氯化奈类和氯化石蜡。
2)不得含有机锡化合物和偶氮化合物类。
3)不得含DOP或不得含邻苯二甲酸酯类(如DEHP、DBP、BBP、DINP、DNOP、DIDP)总量≤1000ppm。
4)不得含PAHS(多环芳烃),共有16种材料,总含量≤8~20 ppm。
5)壬基酚 含量≤100ppm。
环保型PVC电缆料添加的稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等都要有着严格的控制。如下图为环保型PVC电缆料的典型配方:
表:环保型PVC电缆料的典型配方
组分名称 |
用量 |
PVC树脂 |
100 |
无铅稳定剂 |
3~8 |
增塑剂 |
40 ~60 |
填充剂 |
20 ~60 |
润滑剂 |
0 ~1 |
着色剂 |
若干 |
a、无铅稳定剂
主要有有机锡稳定剂、稀土稳定剂、钡/锌复合稳定剂、钙/锌复合稳定剂。相对有铅稳定剂,无铅稳定剂热稳定时间较短、储存时间较短、有一定的气味,但随着其质量的提高、价钱的合理下降,无铅稳定剂的市场潜力很大!
b、增塑剂
无毒增塑剂常用的有柠檬酸三酯、乙酰柠檬酸三酯、聚酯。
PVC电缆料的其他组分包括润滑剂、着色剂、填充剂、都要保证有害物质不添加,品种要精心选择。
二、聚烯烃电缆料
相比PVC而言,聚烯烃价格稍贵,但聚烯烃具有PVC难以企及的绝缘性能,因而在大功率电缆中大量应用。回复“PE”“PP”等查看更多文章。聚烯烃包含也很多,主要有:
图:低烟无卤阻燃聚烯烃电缆,来源于聚石化学
1.热塑性聚烯烃
聚乙烯
聚丙烯
黑色聚乙烯
阻燃聚乙烯
2.交联型聚烯烃
过氧化物交联聚乙烯
硅烷交联聚乙烯
辐照交联聚乙烯
阻燃交联聚乙烯
低烟无卤阻燃聚烯烃
3.低烟无卤阻燃聚烯烃
图:低烟无卤电缆料(右)及制品(左),来源于聚石化学
低烟无卤阻燃聚烯烃是目前比较流行的聚烯烃类电缆料,低烟无卤阻燃聚烯烃一般是一种以氢氧化物为主要阻燃剂的无卤环保型阻燃材料,它以脱水吸热、成炭起到阻燃作用。
同样,低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料也要满足RoHS、PoHS、PAHs(多环芳烃)和无卤环保指令,无卤环保指令如下表所示:
表:无卤阻燃材料的无卤环保指令
最大卤酸气体释放量 |
5 mg/g |
材料燃烧时析出气体 |
|
最小PH值 |
4.3 |
最大电导率 |
10μS/mm |
最大毒性指数 |
5 |
低烟无卤阻燃聚烯烃通过添加氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸类、氮系、膨胀型等阻燃剂,起到环保阻燃效果。但也容易出现加工性不太好、机械性能不佳以及与色母相容性不良等问题,所以在选择时,应选择有实力的,性能稳定的电缆料厂家。
三、高性能无卤阻燃材料
高性能无卤阻燃材料主要应用在军事国防、航空航天和汽车等高端领域中。市场上量不是很大,相关材料有:
图:PEEK绝缘电缆可用作火箭的超高温导线
1.聚醚醚酮(PEEK)
最初作为战略国防军工材料。优秀耐高温性(耐热250℃)、机械性能、耐化学药品性、耐辐照性、电绝缘性及无卤阻燃性。
2.聚苯硫醚(PPS)
耐热200℃~240℃,需改性,可用于汽车线(150℃级)。
3.柔性聚苯醚(PPO)
PPO与ABS、SBS改性。GE公司已提供市场。
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