第一篇：無鹵阻燃ABS現(xiàn)狀以及與有鹵阻燃ABS的區(qū)別

關(guān)于無鹵阻燃ABS的現(xiàn)狀及與含鹵阻燃ABS的區(qū)別

ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，作為五大合成樹脂之一，是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛的優(yōu)異力學性能。為了滿足阻燃性能符合UL94 V-0(1.6mm)的要求，同時兼顧力學性能和著色性能，尤其是保持一定的韌性，使材料的缺口沖擊強度不受很大影響，在鹵素阻燃領(lǐng)域，已經(jīng)有了很多解決方案；同樣在無鹵阻燃領(lǐng)域，紅磷阻燃劑作為一個阻燃效率很高的無鹵阻燃解決方案，它滿足了阻燃性能和力學性能這兩個要求，但其做成的ABS阻燃材料由于顏色很深，不能滿足著色性能要求，只能用于黑色或深色場合；現(xiàn)在的情況是：在必須同時滿足阻燃性能、力學性能和著色性能這三個基本條件的前提之下的ABS無鹵阻燃改性，一直是全世界阻燃改性領(lǐng)域內(nèi)公認的一個難題，國內(nèi)外至今尚未發(fā)現(xiàn)有非常好的成熟解決方案。分析主要原因，主要在于如下兩個方面：

原因之一：ABS作為三元共聚物，其本身的無鹵阻燃解決方案就非常不容易實現(xiàn)；實際上，其他一元聚合物（如尼龍、PBT、PP、PC、PET等）與ABS相比，因為只需要解決單純一種聚合物的無鹵阻燃，這些材料的無鹵阻燃往往相對容易實現(xiàn)，目前很多國家都已經(jīng)有了很好的解決方案；而ABS則大大地不同，它需要同時滿足丙烯腈、丁二烯和苯乙烯這三種材料的無鹵阻燃，并且這三種組分材料往往需要不同的阻燃機理，鑒于此，很多各國雖然做了多年的探索，到目前為止，還未形成一個添加量小于30%的無鹵阻燃解決方案。

原因之二：目前世界上已經(jīng)研發(fā)成功的一些無鹵阻燃解決方案，主要包括：以氫氧化鋁或氫氧化鎂為基礎(chǔ)的脫水降溫阻燃體系、以聚磷酸胺為基礎(chǔ)的膨脹阻燃體系、以烷基或芳基磷酸酯（或膦酸酯）類阻燃型增塑劑為基礎(chǔ)的阻燃體系，等等，這些阻燃體系，添加量一般都要在35%以上，往往填充量過大，或者增塑效果過大，對材料的性能，尤其是缺口沖擊強度影響很大，因此同樣不能滿足上述三個基本條件。例如，據(jù)國內(nèi)工程塑料領(lǐng)域內(nèi)某上市公司的技術(shù)人員講，德國科萊恩公司（目前世界上最知名的無鹵阻燃劑制造商）經(jīng)過5年的時間研發(fā)成功的ABS無鹵阻燃劑，目前的缺口沖擊強度只能達到2.2KJ/M2左右，遠遠滿足不了下游用戶的要求。

第二篇：低煙無鹵阻燃護套料在應(yīng)用中的幾個問題

低煙無鹵阻燃護套料在應(yīng)用中的幾個問題

張國棟

摘要：本文介紹了低煙無鹵護套料在應(yīng)用中出現(xiàn)的幾個典型的問題，包括擠出加工困難、護套易開裂、材料熱變形很難通過等問題，目的是拋磚引玉，共同探討。關(guān)鍵詞：阻燃；擠出；開裂；熱變形

一、前言

近幾年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，特別是電力、電子及信息化等行業(yè)的發(fā)展尤為迅速，使得與之配套的阻燃電線電纜用量劇增，由于人們對線纜的環(huán)保、安全要求越來越高，傳統(tǒng)的PVC護套材料雖然阻燃性能好、價格低廉、容易加工，但由于其燃燒時會放出大量的鹵化氫氣體和濃煙，造成火災(zāi)的“二次危害”，對人體健康及環(huán)境損害很大。當今人們越來越重視環(huán)保，特別是應(yīng)用在地鐵、船舶、建筑、家用電器等對環(huán)保要求較高的環(huán)境，低煙無鹵材料護套的電線電纜，得到了廣泛的應(yīng)用，并有愈演愈烈之勢。

目前線纜行業(yè)里應(yīng)用較為廣泛的是熱塑性低煙無鹵聚烯烴材料，聚烯烴基料以EVA為多，幾年應(yīng)用下來，發(fā)現(xiàn)幾個問題，再次提出來探討一下。

二、擠出加工問題

說到這個問題，就不能不提一下此種阻燃材料的阻燃基理。聚烯烴是無鹵材料，純碳氫化合物，燃燒時分解出水和二氧化碳，不產(chǎn)生明顯的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，其本身是可燃的，要加入無鹵的阻燃劑組成無鹵阻燃材料。要達到要求的阻燃效果，需添加大量的阻燃填充劑Al(OH)3或Mg(OH)2，填充量150份以上。這種水合金屬氧化物受熱后，會釋放結(jié)晶水，吸收大量熱量，從而抑制聚合物溫度上升，延緩熱分解，來阻止燃燒。另外，脫水分解所產(chǎn)生的水蒸氣，能稀釋可燃性的氣體，從而起到阻燃效果。

但是，添加大量的阻燃劑后，會使材料的機械性能明顯降低，由于無鹵阻燃護套料中含有較多的氫氧化鋁或氫氧化鎂填充劑，導致膠料硬度高，擠塑時生熱大，護套擠制困難。特別是使用普通PE的高壓縮比螺桿生產(chǎn)時，螺腔內(nèi)壓力過大易導致剪切生熱，使實際溫度比設(shè)定的溫度高許多，容易引起物料過熱機械分解，吸出水分，從而使線纜在離模后表面粗糙，有氣孔，影響護套的機械物理性能。經(jīng)過生產(chǎn)實踐，加強對主機溫度的控制可以消除此種現(xiàn)象，擠出機各段都要有風冷裝置，并保證功率足夠，使各區(qū)的溫度不要超過170℃。另外采用低壓縮螺桿，也可以大大降低材料的剪切熱，其壓縮比在1.1～1.5：1之間，長徑比在20～25：1之間即可，此種螺桿加工無鹵阻燃護套的工藝性能較優(yōu)異且能大大提高生產(chǎn)效率，由于無機阻燃劑氫氧化鋁或氫氧化鎂的加入，使無鹵阻燃電纜料極易吸潮，為了達到更加的擠塑質(zhì)量，一般在生產(chǎn)前需對無鹵阻燃料進行烘干，烘干溫度控制在60～80℃（最高不得超過90℃）、時間控制在4小時左右。

無鹵阻燃料擠出加工中的關(guān)鍵工藝因素之一是擠出模具的設(shè)計。擠出模具分三種形式：擠壓式、擠管式和半擠壓式。三種形式的模具均可用于擠制此料。擠壓式模具是模芯沒有管狀承徑部分，模芯縮在模套承徑后面。料流是靠壓力通過模套實現(xiàn)最后定型的，擠出的塑膠層結(jié)構(gòu)緊密、外表平整。由于在?？谔幃a(chǎn)生較大的反作用力，會出現(xiàn)離模膨脹，一般模套內(nèi)徑比成品外徑小5%左右，但使用擠壓式模具，護套偏心調(diào)節(jié)困難，厚薄不易控制。擠管式模具模芯有管狀承徑部分，模芯口端面伸出模套口或持平。固有擠出速度快、生產(chǎn)操作簡單、偏心易調(diào)節(jié)、護套厚薄容易控制等優(yōu)點，但該模具類型的缺點是塑膠層致密性差、外表不如擠壓式模具圓整。半擠壓式模具模芯有管狀承徑部分但比較短。模芯承徑的端面縮進模套口面，這是擠壓式與擠管式的過渡形式，通常在大規(guī)格擠包及護層要求緊密時采用。如果采用半擠壓式或擠管式模具，模具的拉伸比不能太大，1.5～2.0之間即可。

三、護套開裂問題

使用低煙無鹵阻燃護套的電纜在敷設(shè)時或在電纜盤上護套即開裂的情況，幾年來已經(jīng)發(fā)生過多次，由于在聚烯烴中添加了大量的無機阻燃料，使材料的機械物理性能急劇下降，相對于HDPE護套，抗拉強度下降了近40%，斷裂伸長率下降了近65%，如果在護套加工時溫度和模具選配的不夠合理，非常容易在合膠縫處出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。筆者曾經(jīng)做過一次破壞性試驗，選用了七家不同生產(chǎn)廠家的同類型低煙無鹵阻燃護套材料，采用相同的設(shè)備和相同的工藝，做同一種產(chǎn)品，產(chǎn)品在護套前采用0.3mm厚的鋁塑復合帶縱包，各做了100mm，纜芯充入了150kPa的氮氣。使用相同的盤具收線（為了提高應(yīng)力，采用了較小的收線盤徑，線盤的筒體直徑為纜徑的10倍左右），放在陽光下暴曬，時值盛夏6月底，天公作美，沒有出現(xiàn)陰雨天氣，環(huán)境溫度變化為25℃～35℃，實際電纜表面的溫度要高于35℃，甚至達到50℃～60℃，經(jīng)過7個晝夜的暴曬，電纜內(nèi)的氣壓均變?yōu)?，經(jīng)檢查，電纜表面均出現(xiàn)不同程度的開裂，多數(shù)為縱向開裂，開裂處多在鋁帶的搭接縫處，個別在合膠縫處，同樣情況的PE護套則不會出現(xiàn)此類現(xiàn)象。

由此可見，為了提高材料的阻燃性能而添加了大量的無機阻燃劑，導致護套的機械性能降低，希望材料廠商在滿足材料阻燃要求的同時，提高材料的耐熱應(yīng)力開裂性能和抗撕性能，以避免護套在應(yīng)用時開裂現(xiàn)象的發(fā)生。此外，無鹵阻燃材料在進行護套加工時的工藝也會影響到開裂性能，如塑化不良，導致合膠縫處粘結(jié)不好，使護套在合膠縫處的抗撕強度低導致開裂；溫度控制不良使護套內(nèi)產(chǎn)生氣孔導致強度和伸率下降導致開裂等。模具的選配不當也會導致材料的塑化不良或者使護套內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，在模具設(shè)計時要考慮模具的拉伸及模芯與模套的錐度要合適。冷卻時第一段水槽采用50℃左右的水溫為宜，可以在一定程度上減小和釋放護套在擠塑過程中的內(nèi)應(yīng)力，減少開裂現(xiàn)象的發(fā)生。在產(chǎn)品和工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計上也要盡量使護套前的半成品表面光滑圓整，如縱包金屬帶，可以考慮在金屬帶處反方向以一定的節(jié)距繞扎一定強度的扎紗，控制金屬帶的回彈，見效無鹵護套內(nèi)部的應(yīng)力集中，也可以避免開裂的發(fā)生。此外，成品線纜的貯存也應(yīng)避免陽光的長時間暴曬。

四、關(guān)于熱變形指標的討論

國內(nèi)外相關(guān)標準中，針對熱變形指標的規(guī)定有所不同，下表是幾個涉及到通信線纜及材料的幾個標準對熱變形指標的規(guī)定。

標準名稱 IEC60092-359 EN50290-2-27 GB/T 19666 YD/T 1113 YD/T 1119 YD/T 1120 YD/T 886 試驗溫度（℃）80±2 80±2 80±2 90 100 試驗時間（h）4（D≤12.5）6（D＞12.5）4 4（D≤12.5）6（D＞12.5）1注：GB/T 2951.6等同采用IEC60811-3-1 我廠曾經(jīng)送過幾次無鹵阻燃材料進行抽檢，按YD/T 1113標準考核熱變形指標均不合格，變形率均達到了100%，已經(jīng)壓穿了，與檢測中心溝通，得知無論是國產(chǎn)的還是進口材料，此項指標均不合格，都達不到Y(jié)D/T 1113標準的要求，該標準中規(guī)定，測試熱變形指標的測試方法是依據(jù)PVC材料標準GB/T 8815，該標準考核PVC還是可以的，考核低煙無鹵阻燃材料值得探討。

另外，我們國家的標準也不統(tǒng)一，甚至郵電行業(yè)的幾個標準也不一致，YD/T 1113與YD/T 886及YD/T 1119、YD/T 1120之間的試驗溫度規(guī)定就不同。GB/T 19666與IEC 60092-359的要求相同，試驗時間與電纜的外徑有關(guān)，而歐洲標準與IEC標準又不相同。這些標準的不一致會帶來很多不便，材料的生產(chǎn)和使用單位在進行檢測時容易出現(xiàn)判據(jù)不統(tǒng)一的情況，給材料的應(yīng)用帶來不便。此外，郵電行業(yè)的幾個標準對材料的命名也不統(tǒng)一，YD/T 886和YD/T 1119都命名為“低煙無鹵阻燃聚烯烴”，YD/T 1120則命名為“低煙無鹵阻燃聚乙烯”，現(xiàn)在大量應(yīng)用的是以EVA為基材的無鹵材料，YD/T 1120的命名覆蓋的不夠全面，命名應(yīng)與YD/T 886相同。

目前，低煙無鹵阻燃材料應(yīng)用范圍越來越廣，每年的用量越來越大，希望相關(guān)標準的制定部門能夠結(jié)合實際，編制一套可供廣大材料的生產(chǎn)商和使用商有效參考的標準。

五、結(jié)束語

低煙無鹵阻燃材料雖然已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用在地鐵、船舶、高層建筑、家用電器、移動基站等對安全及環(huán)保要求較高的場合，但由于在聚烯烴中添加了大量的無機阻燃填充劑，使材料的機械性能大大降低，使之應(yīng)用受到一定的限制?？上驳氖?，有些材料廠商如DOW化學、北歐化工已經(jīng)在開發(fā)新型的無鹵阻燃材料，如新型膨脹型阻燃料、加入納米的無鹵阻燃料等。希望有關(guān)的研發(fā)和生產(chǎn)廠商能夠開發(fā)出性能更加平衡的材料，同時能夠降低單位長度線纜的護套成本，有效地推進無鹵阻燃技術(shù)的應(yīng)用。

低煙無鹵聚烯烴阻燃料

產(chǎn)品簡介: 該產(chǎn)品無鹵、低發(fā)煙量、高阻燃、熱塑型的聚烯烴注塑料，適用于分支電纜注塑頭及各種接插件?？芍苯又瞥筛鞣N顏色或加入聚烯烴類色母料。該材料具有較好的物理機械性能及良好的阻燃性能，斷裂伸長率高，耐開裂性能好，加工性能特別優(yōu)良。綠色環(huán)保符合歐ROH指令。

一.性能典型值

性 能 單位 典型值 測試方法 密度 g/cm3 1.10 GB1033 原始拉伸強度 Mpa 6 GB/T1040 原始斷裂伸長率 ﹪ 350 GB/T1040 沖擊脆化溫度（-35℃）通過 GB5470 20℃體積電阻系數(shù) ?M 2×1012 GB1410

擊穿電壓力 MV/m 32 GB1408

氧指數(shù) ﹪ 31 GB1408 煙密度 有焰 50 GB8323

無焰 92 PH值 5.4 IEC754-2 電導率 μ s/cm 9.1 IEC754-2

以上列數(shù)據(jù)是本產(chǎn)品的典型值,不作產(chǎn)品的標準考核值

二.良好的物理性能

斷裂伸長率

傳統(tǒng)的ATH低煙無鹵阻燃電纜料的斷裂伸長率只有240%左右，我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃電纜料的斷裂伸長率可以達到300%以上。

從另一個方面說，斷裂伸長率的好壞直接影響著低煙無鹵阻燃料的耐環(huán)境開裂性能的好壞，斷裂伸長率大，耐環(huán)境開裂性能就好。

耐環(huán)境開裂性能

耐環(huán)境開裂性能遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的低煙無鹵阻燃料。

成型收縮率小，一般在0.5%左右.三.加工技術(shù)

本產(chǎn)品加工性能優(yōu)良，可在普通柱塞式、螺桿式注塑機上成型，注塑溫度為：150-180℃左右，可根據(jù)具體情況進行調(diào)整。一般情況下，最高溫度不應(yīng)超過200℃。

四.高效的阻燃性能 氧指數(shù)：氧指數(shù)在30以上。

燃燒時炭化速度快，成膜性好，短時間點燃后離火自熄。

五.高標準的環(huán)保性能

無鹵，無鉛，無硫/銻，低煙，低腐蝕，符合歐洲綠色環(huán)保要求。

六.可自由配色可以根據(jù)生產(chǎn)需要自由添加聚烯烴類色母料，色母料加入閃要進行烘干（70℃，4小時），加入比例在0.5%左右。

七.突出的性價比

我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃料的密度在1.10~1.15g/cm2之間，傳統(tǒng)ATH低煙無鹵阻燃料的密度一般在1.45~1.55g/cm2之間，綜合性價比突出，可大幅度降低材料用量，可降低生產(chǎn)成本，具有價格優(yōu)勢。

八.儲存和包裝

應(yīng)放置在陰涼通風、干燥的地方，建議在6個月內(nèi)使用。

采用25kg聚乙烯內(nèi)膜、紙塑復合袋包裝。開包的料沒有用完時一定要重新密封在放。低煙無鹵聚烯烴阻燃護套料（絕緣料）

產(chǎn)品簡介： 本產(chǎn)品以聚烯烴類聚合物為基材，添加新型高效無鹵膨脹型阻燃劑及各種助劑，采用的先進的配方體系，經(jīng)混煉擠出造粒而成，與傳統(tǒng)的低煙無鹵阻燃料相比，具有無可比擬的優(yōu)點。主要應(yīng)用于電力電纜、控制電纜、通信電纜、光纜，產(chǎn)品標準

參見Q/PYS001-2005。

一.性能典型值

項 目 單 位 典 型 值 試驗方法

絕 緣 料 護 套 料

密度 g/cm3 1.02 1.03 GB1033 熔融指數(shù) g/10min 0.6 0.6 GB3682 拉伸強度 MPa 14 13 GB/T1040 斷裂伸長率 % 560 540 GB/T1040

熱老化100℃×168h

拉伸強度變化率 % 11 10 GB/T2951.2 斷裂伸長率變化率 % 13 12 GB/T2951.2 20℃體積電阻率 Ω.m 3×1015 8×1014 GB1410

氧指數(shù) % 35 32 GB/T2406 介電強度 MV/m 30 27 GB/T1408.1 鹵酸釋放量 mg/g 0 0 GB/T17650.2 燃燒氣體PH值 ＿ 5.8 5.5 GB/T17650.1 煙密度（有焰）＿ 105 115 GB/T8323

二.優(yōu)異加工性能： 對設(shè)備的要求：

傳統(tǒng)的ATH低煙無鹵阻燃電纜料粘度大，擠出壓力大，對擠出設(shè)備有較高的要求，要求擠出機配備專用螺桿和大功率的電機（特別是生產(chǎn)大型號的電纜時）。我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃電纜料無需專用設(shè)備，對擠出機螺桿和電機功率沒有特別的要求，可以適應(yīng)BM螺桿，能在普通的PVC擠出設(shè)備上高速擠出，成纜擠出時電機電流小，在同樣的條件下，只有傳統(tǒng)ATH低煙無鹵阻燃料的四分之一左右。對螺桿和機筒的磨擦小，電機的負荷小，有利于保護設(shè)備和電機。

擠出速度

由于我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃電纜料粘度小，擠出電流小，同樣的條件下可以達到傳統(tǒng)ATH低煙無鹵阻燃料擠出速度的2-4倍，能大大縮短生產(chǎn)時間和提高生產(chǎn)效率。例如：￠120擠出機，普通型螺桿，電機功率30KW，生產(chǎn)線纜直徑為34.7mm的電纜時，線速度可達到7m/分，電機電流為60A。生產(chǎn)線纜直徑為21.7mm的電纜時，線速度可達到12m/分，電機電流為60A。

又如：￠150擠出機，普通型螺桿，電機功率160KW，生產(chǎn)線纜直徑為26.5mm的電纜時，線速度可達到15m/分，電機電流為240A。生產(chǎn)線纜直徑為41.2mm的電纜時，線速度可達到9m/分，電機電流為260A。

熔體拉伸比：

由于采用了先進的配方體系，我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃電纜料在擠出成型時熔體粘度好，在保證表面光潔度的情況下，熔體拉伸比可以達到2-4倍，而且熔體不破裂、不斷膠，配模容易。

加工溫度：

加工溫度范圍寬，可以從150~200度的范圍內(nèi)自由設(shè)定。參考擠出溫度：1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 機頭

160℃ 165℃ 170℃ 175℃ 180℃ 190℃

可自由配色可以根據(jù)生產(chǎn)需要自由添加聚烯烴類色母料，色母料加入閃要進行烘干（70℃，4小時），加入比例在0.5%左右。

三.良好的物理性能

斷裂伸長率

傳統(tǒng)的ATH低煙無鹵阻燃電纜料的斷裂伸長率只有240%左右，我公司生產(chǎn)的低煙無鹵 阻燃電纜料的斷裂伸長率可以達到450%以上。

從另一個方面說，斷裂伸長率的好壞直接影響著低煙無鹵阻燃料的耐環(huán)境開裂性能的好壞，斷裂伸長率大，耐環(huán)境開裂性能就好。

耐環(huán)境開裂性能

耐環(huán)境開裂性能遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的低煙無鹵阻燃料。

四.高效的阻燃性能 氧指數(shù)：氧指數(shù)一般在30~36之間，可以根據(jù)客戶的要求進行調(diào)整。

通過VW-1單根垂直燃燒試驗。

結(jié)合電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計可通過IEC60332-3中A類、B類或C類成束燃燒試驗。

燃燒時炭化速度快，成膜性好，短時間點燃后離火自熄。

五.突出的性價比

我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃料的密度在1.10~1.15g/cm2之間，傳統(tǒng)ATH低煙無鹵阻燃料的密度一般在1.45~1.55g/cm2之間，其性價比如下：

類別 密度 價格 元/立方分米 按密度比值計算性價比

我公司生產(chǎn)的阻燃料 1.10 23500 25.85 23500

傳統(tǒng)ATH阻燃料 1.45 18000 26.10 18000X1.45/1.10=23727

通過比較可以看出，我公司生產(chǎn)的阻燃料綜合性價比突出，可大幅度降低材料用量，可降低生產(chǎn)成本，具有價格優(yōu)勢。

六.高標準的環(huán)保性能

無鹵，無鉛，無硫/銻，低煙，低腐蝕，符合歐洲綠色環(huán)保要求。

七.成本節(jié)約

設(shè)備改造費用節(jié)約：使用傳統(tǒng)的ATH低煙無鹵阻燃料時，有時需要更換螺桿和電機（直

流），費用在30000元左右。

電能和人工費用節(jié)約：同樣的條件下，我公司生產(chǎn)的低煙無鹵阻燃料要比使用傳統(tǒng)的ATH低煙無鹵阻燃料的生產(chǎn)速度快2~3倍，每噸料可節(jié)約人工費用約400元左右。每噸料可節(jié)約電費約1000元左右。

設(shè)備磨損：傳統(tǒng)的ATH低煙無鹵阻燃料粘度大，擠出壓力大，對螺桿和機筒的磨擦大，對電機的損壞大，有利于保護設(shè)備和電機，從而節(jié)約了設(shè)備維護費用。

八.儲存和包裝

應(yīng)放置在陰涼通風、干燥的地方，建議在6個月內(nèi)使用。采用25kg聚乙烯內(nèi)膜、紙塑復合袋包裝。開包的料沒有用完時一定要重新密封在放。

無鹵低煙隔氧層阻燃電力電纜的設(shè)計、制造和檢測

（二）星期一 2004年7月26日 11:35:00 來源：中國電線電纜網(wǎng)

關(guān)鍵 阻燃電力電纜摘要 無鹵低煙隔氧層阻燃電力電纜的設(shè)計、制造和檢測。特變電工新疆新纜廠 盧紅超 盧玉蓮 4..試制過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法在試制過程中技術(shù)關(guān)鍵問題主要有如下幾點： 4.1.成纜由于填充采用的是阻燃填充，里面含有AL（OH）

3、Mg（OH）2等成分，它的抗拉強度特別小，因此在試制過程當中模子必須合適。開始我們選用普通填充用的模子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)填充經(jīng)常斷，并且表面發(fā)粘，經(jīng)過分析我們得知其主要原因是因為填充抗拉強度比較小，而模子太小由于摩擦致使其中的AL（OH）

3、Mg（OH）2分解所致，后來我們把填充根數(shù)減少，但這樣一來電纜成纜便不圓整了，后來我們決定把并線模適當增大，同時在成纜機上加上抱閘使放線也帶上張力，這樣既能保證電纜的圓整又能避免填充的發(fā)粘分解現(xiàn)象。4.2.低煙無鹵護套擠出 ●設(shè)備型號的選擇和擠塑機各區(qū)溫度的控制。在護套首次擠出中我們在普通擠出機上進行試制，擠出過程中出現(xiàn)擠出表面毛糙，絕緣和護套中出現(xiàn)了大量的微孔，再次擠出過程中，我們對

字體：大 中 小 其進行了分析，阻燃熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，由于其配方體系發(fā)生了變化，無鹵低煙阻燃聚烯烴護套料中添加了大量的水合金屬氧化物以及消煙劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、加工助劑，致使其工藝擠出性能較差，而且在不同的擠出設(shè)備上，因擠出機的螺桿結(jié)構(gòu)不同，冷卻方式的不同，擠出溫度也有所不同而存在著很大的差異：無鹵低煙阻燃料對加工溫度非常敏感，其加工溫度通常在160～170℃之間，低于這個溫度該料將不能完全塑化，會造成機頭擠出壓力過大，擠出難于進行，高于這個溫度塑料將發(fā)生分解，造成絕緣或護套表面粗糙而且在護套中將出現(xiàn)大量氣孔，這就要求對擠出設(shè)備有非常高的要求。通過我們對對擠出機的螺桿結(jié)構(gòu)、長徑比、直徑、轉(zhuǎn)速、模具、冷卻等裝置進行理論分析，得出：螺桿直徑越大，加工能力越大。長徑比越大，能改善物料溫度分布，有利于塑料的混合和塑化，并能減少漏流和逆流，提高擠出機生產(chǎn)能力，但長徑比過大時，會使塑料受熱時間增長易引起降解，并增大擠出機的功率消耗；長徑比過短，易引起混煉的塑化不良。經(jīng)過實踐表明，普通電纜料目前使用的通常是長徑比L/D為20或25的螺桿，因為無鹵低煙阻燃聚烯烴電纜料中含有高填充的氫氧化鎂、氫氧化鋁，在長徑比L/D為25的螺桿中受熱時間較長后無機阻燃劑分解造成擠出表面變差；就螺桿壓縮比、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒間隙等方面而言，壓縮比越大、螺桿與料筒間隙越小對塑料產(chǎn)生的剪切作用和擠壓力越大，容易引起物料機械分解。螺桿的選擇也是無鹵低煙阻燃料擠出的關(guān)鍵，屏障式螺桿、銷釘型螺桿、雙螺紋螺桿都不適應(yīng)無鹵低煙阻燃料的擠出，這些都對阻燃聚烯烴電纜料的擠出不利，易造成不良擠出表面，擠出設(shè)備中另一影響阻燃聚烯烴電纜料擠出性能的因素是擠出機的冷卻裝置，因阻燃聚烯烴電纜料都含有一定數(shù)量的填充，在擠出過程中會摩擦生熱，這就要求擠出機要有較好的冷卻裝置才能保證穩(wěn)定地控制工藝溫度。因此，低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料更加要求擠出機要有良好的冷卻裝置，經(jīng)多次實踐表明，熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料只有保證控溫良好，才能做到擠出表面穩(wěn)定，這是由該類材料的本性所決定的。阻燃熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料與非阻燃聚烯烴電纜料不同之處在于前者含有阻燃填充劑，由于其配方體系發(fā)生了變化，致使擠出溫度也有所不同，而且在不同的擠出設(shè)備上，因擠出機的螺桿結(jié)構(gòu)不同，冷卻方式的不同而存在著很大的差異。對于阻燃聚烯烴電纜料來說，擠塑時螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置也是一個不容忽視的問題，基其配方特點，擠塑時它不可能達到普通阻燃聚烯烴電纜料那樣快的螺桿轉(zhuǎn)速，其原因主要為：

1、螺桿轉(zhuǎn)速快，物料受到剪切作用大，易引起其中的阻燃劑熱分解；

2、螺桿轉(zhuǎn)速快，后物料摩擦生熱也大，溫度難于控制，易造成阻燃劑受熱分解。無鹵低煙阻燃電纜料在Φ90擠出機上，當螺桿轉(zhuǎn)速超過20～22r/min時，即使在較低擠出溫度下也會造成無鹵阻燃劑分解，導致擠出表面毛糙。而且在這種情況下對于只有風冷的擠出設(shè)備來說，其工藝溫度是難于控制的，溫度會一直往上升。在通過多次生產(chǎn)實踐最終我們選擇了長徑比L/D為20的單紋螺桿擠出機，并對擠出機的冷卻設(shè)備進行了改進，把風冷系統(tǒng)改為水冷系統(tǒng)，解決工藝溫度難以控制的弊端?！裉厥鈹D塑模具的選擇。模具的選擇也是無鹵低煙阻燃聚烯烴電纜料擠出質(zhì)量好壞的關(guān)鍵所在，阻燃聚烯烴電纜料與非阻燃聚烯烴電纜料不同之處在于前者含有阻燃劑填充，其中低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料填充量甚至高達150phr以上，這就導致了其在熔融狀態(tài)下熔體強度、拉伸比、熔體粘度與非阻燃聚烯烴電纜料存在較大差異，從而要求擠出成型時模具的選配也有所不同。經(jīng)過我們理論分析與實際經(jīng)驗的總結(jié)，一般來說，阻燃聚烯烴電纜料均適用于擠壓式、半擠管式及擠管式模具。使用擠壓模時，因阻燃聚烯烴電纜料熔體粘度大，使得機頭壓力增加，擠出制品壓得較密實，導致離模時會有所膨脹，可選取模套內(nèi)徑尺寸比成品的標稱直徑小5%左右；使用半擠管式右擠管式模具時，必須考慮到阻燃聚烯烴電纜料的拉伸比。經(jīng)過工藝試驗發(fā)現(xiàn)普通阻燃電纜料拉伸比可達6～7左右，低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料拉伸比在2.5～3.2左右。模具選配拉伸比越小，擠出表面會愈光潔，但這在實際生產(chǎn)中是不大可能的，也不可取。針對阻燃聚烯烴電纜料時，模芯模套采用如下配比較為合理：模芯內(nèi)徑=繞包層外徑+（0.6～1.5）mm, 模套內(nèi)徑=電纜標稱外徑+(2～7)mm。經(jīng)過多次擠出生產(chǎn)，產(chǎn)品外觀及各項工藝性能取得了非常良好的效果。5.試驗設(shè)計 我們評價一根電纜是否安全可靠,主要從以下幾個方面考慮: 5.1.燃燒特性。成束燃燒試驗,這項試驗主要考慮電纜在多根并列運行時相互影響的大小,通常按照GB18380-2001來執(zhí)行,我們這里按照A類阻燃試驗的要求,算出試驗根數(shù)按照規(guī)定條件進行試驗。5.2.無鹵特性。我們主要通過測量電纜燃燒后氣體的鹵酸釋放量也就是PH值或電導率值來確定其是否達到無鹵特性，因為我們知道酸中氫離子和氯離子的數(shù)量是相等的。5.3.煙密度。由于電纜一旦發(fā)生問題，如果產(chǎn)生大量的煙霧，勢必給救援工作帶來極大的不便，同時大量的煙霧對人和環(huán)境都有很大壞處。5.4.煙氣毒性。有時電纜雖然沒有很大的煙霧，但是如果燃燒后釋放的氣體有大量的毒性，仍然會造成人員的傷亡，所以我們按照GA312－2001，通過小白鼠試驗對其毒性進行測試。6.交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜的優(yōu)點交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜具有許多優(yōu)點： ①燃燒載荷低，電纜敷設(shè)密度較高； ②比一般的無鹵低煙電纜阻燃性能好，且燃燒后氣體無鹵素，低毒，低煙屬環(huán)保型產(chǎn)品，可靠性高，可以減少其他防火措施； ③保險費用在某些情況下顯著降低。交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜在我國也已有大量使用的紀錄，在首都國際機場、上海地鐵曾大量的使用，但大部分關(guān)鍵線路由于一般開發(fā)出的低煙無鹵電纜阻燃性能低，要依賴進口的無鹵低煙低毒阻燃電纜，我廠高質(zhì)量的交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜研制成功，可緩解國內(nèi)緊張的需求。交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜的研制開發(fā)成功，使我們在產(chǎn)品系列上和檔次上產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，并可根據(jù)用戶生產(chǎn)出地鐵專用隔氧層阻燃電力電纜，該電纜有優(yōu)異的抗白蟻性能，安全可靠，對人及環(huán)境無污染，可以視同一般電線電纜敷設(shè)和安裝，我們已完全掌握了交聯(lián)聚乙烯絕緣隔氧層阻燃電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用。7.結(jié)束語我們開發(fā)的交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜新產(chǎn)品經(jīng)測試，其各項安全性能指標達到了國際行業(yè)標準的水平，炭化高度為1.5米，遠低于GA306-2001要求的2.5米，其阻燃性能超過成束燃燒試驗A類標準，煙濃度指標透光率達到90%（達到公安部GA306-2001規(guī)定的一級A類中要求的最小透光率為80%），煙氣毒性主要表現(xiàn)為麻醉性，按照GA132-1996判定該材料煙氣毒性為準安全級二級（ZA2）,該產(chǎn)品的研制成功，使高性能的交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護套隔氧層阻燃電力電纜的大量推廣成為可能。因為其絕緣采用一般的絕緣代替低煙無鹵絕緣，不僅大大增強了絕緣性能，也大大降低了生產(chǎn)成本，而其阻燃性能不但沒有減弱反而增強，標志著我廠在開發(fā)消防安全系列的產(chǎn)品上又上了一個新臺階，填補了自治區(qū)在消防電纜產(chǎn)品中的又一項空白，將為保障國家和人民生命財產(chǎn)做出重大貢獻，因此開發(fā)該產(chǎn)品不僅有良好的經(jīng)濟效益，而且也具有良好的社會效益。