電(diàn)線(xiàn)電(diàn)纜高性能(néng)低鹵低煙料在電(diàn)纜和光纜中(zhōng)的應用(yòng)金标義茅雁2(1.上海電(diàn)纜研宄所,上海2.上海電(diàn)纜廠,上海能(néng)較高,有(yǒu)良好的工(gōng)藝擠出性能(néng),現已批量用(yòng)于電(diàn)力電(diàn)纜和光纜。
衆所周知,阻燃聚氯乙烯(pvc)電(diàn)纜料在燃燒時會産(chǎn)生大量的黑色煙霧和鹵酸(HCl)氣體(tǐ),為(wèi)了降低其發煙量和HCl氣體(tǐ),常用(yòng)的辦(bàn)法是在配方中(zhōng)添加大量的阻燃消煙劑,這樣造成的結果:(1)使材料的機械物(wù)理(lǐ)性能(néng)大大下降;(2)使工(gōng)藝擠出性能(néng)嚴重惡化即便如此,對于某些市售的低鹵低煙料,其發煙量和放出的HCl量并未有(yǒu)多(duō)大的改善。
我們經過多(duō)年的努力,由于采用(yòng)一種新(xīn)型的高效助劑,使PVC電(diàn)纜料的發煙量和分(fēn)解的HCl量明顯降低其機械物(wù)理(lǐ)性能(néng)和工(gōng)藝擠出性能(néng)又(yòu)與通用(yòng)的聚氯乙烯電(diàn)纜料相齊,經電(diàn)線(xiàn)電(diàn)纜廠的批量使用(yòng),取得了較滿意授級高工(gōng)的效果,現介紹如下1工(gōng)藝性能(néng)根據以往的經驗,對于一種新(xīn)的阻燃材料,尤其是低煙阻燃料,最令電(diàn)線(xiàn)電(diàn)纜廠擔心的是它的工(gōng)藝擠出性能(néng)料為(wèi)作(zuò)者開發的料為(wèi)市售某國(guó)産(chǎn)料為(wèi)進口料,它們均标明是低鹵低煙聚氯乙烯料,主要成份如下:基礎樹脂為(wèi)聚氯乙烯,塑料、穩定劑、潤滑劑阻燃消煙劑和加工(gōng)助劑其制造方法與通用(yòng)PVC料相同料推薦的擠出熔體(tǐ)溫度與常用(yòng)PVC電(diàn)纜料相同,在160~ 175C之間,擠出機溫度設置也與常用(yòng)PVC料相同由于在配方設計時充分(fēn)考慮了混合物(wù)的流動性能(néng),因而使1料的流動性極佳,用(yòng)句通俗的話說,其擠出性能(néng)與常用(yòng)的PVC護套料相同。所以料對擠出機的螺杆結構、長(cháng)四種PVC電(diàn)纜料的擠出特性(熔體(tǐ)溫度一本開發料2―一市售國(guó)産(chǎn)料一一進口料4一一市售普通阻燃料從的擠出特性可(kě)以看出,進口料(3)的扭矩最小(xiǎo),本開發料(1)的扭矩略比普通PVC護套料(翁)高,但此三種料的扭矩彼此相互接近,且随螺杆轉速的升高呈飽和性增長(cháng)而某國(guó)産(chǎn)料則随螺杆轉速的升高呈直線(xiàn)增長(cháng),這是線(xiàn)纜廠不歡迎的擠出物(wù)表面狀況是判斷材料優劣的一個重要指标,本開發料(1)能(néng)做到與普通料(4)完全相同的狀态,表面平滑而光亮,斷面結實無氣孔,相比之下,進口料(3)顯得有(yǒu)些毛糙,某國(guó)産(chǎn)料的表面則十分(fēn)毛糙,徑比、直徑、轉速、模具(jù)、動力、冷卻等均無特殊要求,用(yòng)講料既可(kě)在小(xiǎo)型(如M5/20)中(zhōng)型(如今65-90/20-25)大型(如今150/20 25)甚至特大型(如+200/20)機上進行生産(chǎn),所用(yòng)螺杆既可(kě)以是普通型的,也可(kě)以是BM型的擠出線(xiàn)纜的外徑從+2+105mm,擠出線(xiàn)速度從1085m/min不等,擠出的線(xiàn)纜表面平滑光亮,斷面結實無氣孔;擠出的110kV高壓電(diàn)纜護套沙100,厚度4.5mm)還能(néng)通過25kV/1min高壓直流試驗。
與進口料揠以及國(guó)内某廠家生産(chǎn)的低鹵低煙料進行擠出特性試驗,其結果見為(wèi)了便于比較,圖中(zhōng)還繪制了70C普通型PVC阻燃護套料的擠出特性曲線(xiàn)。
斷面有(yǒu)較多(duō)氣孔。
擠出物(wù)的出膠量也是評價材料流動性優劣的重要指标,實測表明,當轉速相同時,以擠出物(wù)每單位時間擠出的體(tǐ)積數計量,這四種料的出膠量幾乎相同,但如将出膠量與螺杆扭矩相除,得到的每單位扭矩所獲得的出膠量(即流動性)來比較,則某國(guó)産(chǎn)料就是最差的了。而其它三種料的流動性則處同一水平上(見表1)表1幾種料的流動性實測數據比較相對出膠量1料2料3料4料每單位時間出膠量(螺杆轉速25r/min)每單位扭矩出膠量(螺杆轉速60r/min)以上試驗室流變儀的對比試驗結果,已從幾個電(diàn)線(xiàn)電(diàn)纜廠的批量生産(chǎn)中(zhōng)得到了驗證,根據衆多(duō)擋車(chē)師傅們的反映以及擠出機各種儀表的顯示(1)的工(gōng)藝擠出性能(néng)、主機電(diàn)流及參數顯示與常用(yòng)PVC料相同,幾乎感覺不出有(yǒu)任何特殊之處,而産(chǎn)品表面也令人滿意,相比之下,進口料(3)和某國(guó)産(chǎn)料的擠出表面不光,應用(yòng)某國(guó)産(chǎn)料時,主機電(diàn)流負荷明顯增大,後換用(yòng)低壓縮比的特種螺杆,才使表面狀況得以改善,主機電(diàn)流有(yǒu)所下降。有(yǒu)些廠反映,市售的某些低鹵低煙料較易受潮,因此,使用(yòng)前需進行烘幹預處理(lǐ),否則會出現氣孔,這給生産(chǎn)廠增添不少麻煩,料由于配方内無易吸潮成份,所以能(néng)與普通PVC料一樣,無需作(zuò)烘幹預處理(lǐ),拆包倒入機内即可(kě)擠出。
2材料和成品電(diàn)纜性能(néng)2.1粒料性能(néng)粒料的性能(néng)見表2,為(wèi)了便于比較,仍将進口的、國(guó)産(chǎn)的同類料實測結果列出由于料是按耐溫90C設計的,所以熱老化試驗條件是按GB8815中(zhōng)的90C護套料進行的。為(wèi)了便于比較,表中(zhōng)列出了GB8815中(zhōng)的90(護套性能(néng)要求及幾個燃燒性能(néng)的實測結果(用(yòng)括号注明)表2幾種低鹵低煙料的性能(néng)比較性能(néng)護套料①1料2料3料最高工(gōng)作(zuò)溫度/°C抗張強度/MPa斷裂伸長(cháng)率(熱變形(沖擊脆化溫度/°C 200C熱穩定時間/min 20體(tǐ)積電(diàn)阻率工(gōng)頻擊穿場強(MV/m)熱老化(100C)試驗試驗時間/h老化後抗張強度老化後抗強度變化率士老化後斷裂伸長(cháng)率士20變化率氧指數煙密度Dm(有(yǒu)焰)(無焰)化氫含量/(mg/g)pH值①GB8815中(zhōng)的90護套料的性能(néng)要求,其中(zhōng)括号内的數值為(wèi)市售料的實測值。
從表2中(zhōng)的比較看出,1料的物(wù)理(lǐ)機械性能(néng)和熱老化性能(néng)優于龍料和料,其耐熱性能(néng)符合GB8815中(zhōng)對90°CPVC護套料的要求,而其阻燃性能(néng)、煙密度、HC1含量、pH值、電(diàn)導率等指标與某進口料處于同一水平,但明顯優于某國(guó)産(chǎn)料(潘)從經濟上進行比較見表3由于線(xiàn)纜的實際生産(chǎn)是按體(tǐ)積計算,用(yòng)戶關心的不僅是材料的單價,也關注其密度,故表3中(zhōng)加了一欄單位體(tǐ)積的價格從表中(zhōng)可(kě)知,僅從經濟上考慮使用(yòng)進口料(龍)要比1料貴2(%,使用(yòng)某國(guó)産(chǎn)料也比用(yòng)料貴5% 2.2成品電(diàn)纜的發煙性能(néng)和阻燃性能(néng)将表2中(zhōng)的三種同類材料做成同一型号規格的電(diàn)纜,并從成盤電(diàn)纜上取出樣品進行全性能(néng)測量,其結果與表2所列相差無幾檢驗材料的發煙性能(néng),最直觀最有(yǒu)說服力的是測成品電(diàn)纜的透光率(表4),表4中(zhōng)普通阻燃料僅作(zuò)為(wèi)對照。
表3幾種低鹵低煙料的經濟性比較指标1料2料3料密度99年市場單價/(元/t)單位體(tǐ)積價/(元/m3)比價表4低鹵低煙PVC護套電(diàn)纜f的透光率(電(diàn)纜外徑/mm 1料2料3料4普通阻燃料考核電(diàn)纜的阻燃性能(néng)的是成束燃燒,試驗表明,用(yòng)1料,龍料,3料制成的電(diàn)纜均能(néng)通過阻燃A類試驗,這說明其阻燃性能(néng)是令人滿意的3結束語本高性能(néng)低鹵低煙料自1998年末批量投産(chǎn)使用(yòng)以來,己獲得衆多(duō)線(xiàn)纜廠的好評,截止1999年末的一年時間裏,使用(yòng)量己超過350t,使用(yòng)的線(xiàn)纜品種從電(diàn)力電(diàn)纜,到控制電(diàn)纜和光纜它們絕大部分(fēn)被用(yòng)作(zuò)護套材料,在控纜與布線(xiàn)中(zhōng),也用(yòng)作(zuò)絕緣與國(guó)内外某些低煙低鹵料相比,本料具(jù)有(yǒu)如下優點:有(yǒu)與普通阻燃PVC電(diàn)纜料一樣的良好工(gōng)藝擠出性能(néng)有(yǒu)較好的低煙性能(néng)和阻燃性能(néng)機械物(wù)理(lǐ)性能(néng)和熱老化性能(néng)優于國(guó)内外某些同類料。
原材料全部立足于國(guó)内,使用(yòng)成本較低。
适用(yòng)範圍廣泛,可(kě)用(yòng)于布線(xiàn)、控纜、電(diàn)力電(diàn)纜光纜通訊電(diàn)纜等。既可(kě)做護套,又(yòu)可(kě)用(yòng)絕緣。