高性能低鹵低煙料在電纜和光纜中的應(yīng)用

眾所周知，阻燃聚氯乙烯（pvc）電纜料在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的黑色煙霧和鹵酸（HCl）氣體，為了降低其發(fā)煙量和HCl氣體，常用的辦法是在配方中添加大量的阻燃消煙劑，這樣造成的結(jié)果：（1）使材料的機(jī)械物理性能大大下降；（2）使工藝擠出性能嚴(yán)重惡化即便如此，對(duì)于某些市售的低鹵低煙料，其發(fā)煙量和放出的HCl量并未有多大的改善。 我們經(jīng)過多年的努力，由于采用一種新型的有效助劑，使PVC電纜料的發(fā)煙量和分解的HCl量明顯降低其機(jī)械物理性能和工藝擠出性能又與通用的聚氯乙烯電纜料相齊，經(jīng)電線電纜廠的批量使用，取得了較滿意授J高工的效果，現(xiàn)介紹如下1工藝性能根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一種新的阻燃材料，尤其是低煙阻燃料，令電線電纜廠擔(dān)心的是它的工藝擠出性能料為作者開發(fā)的料為市售某國產(chǎn)料為料，它們均標(biāo)明是低鹵低煙聚氯乙烯料，主要成份如下：基礎(chǔ)樹脂為聚氯乙烯，塑料、穩(wěn)定劑、潤滑劑阻燃消煙劑和加工助劑其制造方法與通用PVC料相同料推薦的擠出熔體溫度與常用PVC電纜料相同，在160~ 175C之間，擠出機(jī)溫度設(shè)置也與常用PVC料相同由于在配方設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了混合物的流動(dòng)性能，因而使1料的流動(dòng)性佳，用句通俗的話說，其擠出性能與常用的PVC護(hù)套料相同。所以料對(duì)擠出機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)、長四種PVC電纜料的擠出特性（熔體溫度一本開發(fā)料2―一市售國產(chǎn)料一一料4一一市售普通阻燃料從的擠出特性可以看出，料（3）的扭矩小，本開發(fā)料（1）的扭矩略比普通PVC護(hù)套料（翁）高，但此三種料的扭矩彼此相互接近，且隨螺桿轉(zhuǎn)速的升高呈飽和性增長而某國產(chǎn)料則隨螺桿轉(zhuǎn)速的升高呈直線增長，這是線纜廠不歡迎的擠出物表面狀況是判斷材料優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，本開發(fā)料（1）能做到與普通料（4）完全相同的狀態(tài)，表面平滑而光亮，斷面結(jié)實(shí)無氣孔，相比之下，料（3）顯得有些毛糙，某國產(chǎn)料的表面則十分毛糙，徑比、直徑、轉(zhuǎn)速、模具、動(dòng)力、冷卻等均無特殊要求，用講料既可在小型（如M5/20）中型（如今65-90/20-25）大型（如今150/20 25）甚至特大型（如+200/20）機(jī)上進(jìn)行銷售，所用螺桿既可以是普通型的，也可以是BM型的擠出線纜的外徑從+2+105mm，擠出線速度從1085m/min不等，擠出的線纜表面平滑光亮，斷面結(jié)實(shí)無氣孔；擠出的110kV高壓電纜護(hù)套沙100，厚度4.5mm）還能通過25kV/1min高壓直流試驗(yàn)。 與料揠以及國內(nèi)某廠家銷售的低鹵低煙料進(jìn)行擠出特性試驗(yàn)，其結(jié)果見為了便于比較，圖中還繪制了70C普通型PVC阻燃護(hù)套料的擠出特性曲線。 斷面有較多氣孔。 擠出物的出膠量也是評(píng)價(jià)材料流動(dòng)性優(yōu)劣的重要指標(biāo)，實(shí)測(cè)表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，以擠出物每單位時(shí)間擠出的體積數(shù)計(jì)量，這四種料的出膠量幾乎相同，但如將出膠量與螺桿扭矩相除，得到的每單位扭矩所獲得的出膠量（即流動(dòng)性）來比較，則某國產(chǎn)料就是差的了。而其它三種料的流動(dòng)性則處同一水平上（見表1）表1幾種料的流動(dòng)性實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較相對(duì)出膠量1料2料3料4料每單位時(shí)間出膠量（螺桿轉(zhuǎn)速25r/min）每單位扭矩出膠量（螺桿轉(zhuǎn)速60r/min）以上試驗(yàn)室流變儀的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，已從幾個(gè)電線電纜廠的批量銷售中得到了驗(yàn)證，根據(jù)眾多擋車師傅們的反映以及擠出機(jī)各種儀表的顯示（1）的工藝擠出性能、主機(jī)電流及參數(shù)顯示與常用PVC料相同，幾乎感覺不出有任何特殊之處，而產(chǎn)品表面也令人滿意，相比之下，料（3）和某國產(chǎn)料的擠出表面不光，應(yīng)用某國產(chǎn)料時(shí)，主機(jī)電流負(fù)荷明顯增大，后換用低壓縮比的特種螺桿，才使表面狀況得以改善，主機(jī)電流有所下降。有些廠反映，市售的某些低鹵低煙料較易受潮，因此，使用前需進(jìn)行烘干預(yù)處理，否則會(huì)出現(xiàn)氣孔，這給銷售廠增添不少麻煩，料由于配方內(nèi)無易吸潮成份，所以能與普通PVC料一樣，無需作烘干預(yù)處理，拆包倒入機(jī)內(nèi)即可擠出。 2材料和成品電纜性能2.1粒料性能粒料的性能見表2，為了便于比較，仍將的、國產(chǎn)的同類料實(shí)測(cè)結(jié)果列出由于料是按耐溫90C設(shè)計(jì)的，所以熱老化試驗(yàn)條件是按GB8815中的90C護(hù)套料進(jìn)行的。為了便于比較，表中列出了GB8815中的90（護(hù)套性能要求及幾個(gè)燃燒性能的實(shí)測(cè)結(jié)果（用括號(hào)注明）表2幾種低鹵低煙料的性能比較性能護(hù)套料①1料2料3料高工作溫度/°C抗張強(qiáng)度/MPa斷裂伸長率（熱變形（沖擊脆化溫度/°C 200C熱穩(wěn)定時(shí)間/min 20體積電阻率工頻擊穿場(chǎng)強(qiáng)（MV/m）熱老化（100C）試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)間/h老化后抗張強(qiáng)度老化后抗強(qiáng)度變化率士老化后斷裂伸長率士20變化率氧指數(shù)煙密度Dm（有焰）（無焰）化氫含量/（mg/g）pH值①GB8815中的90護(hù)套料的性能要求，其中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值為市售料的實(shí)測(cè)值。 從表2中的比較看出，1料的物理機(jī)械性能和熱老化性能優(yōu)于龍料和料，其耐熱性能符合GB8815中對(duì)90°CPVC護(hù)套料的要求，而其阻燃性能、煙密度、HC1含量、pH值、電導(dǎo)率等指標(biāo)與某料處于同一水平，但明顯優(yōu)于某國產(chǎn)料（潘）從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較見表3由于線纜的實(shí)際銷售是按體積計(jì)算，用戶關(guān)心的不僅是材料的單價(jià)，也關(guān)注其密度，故表3中加了一欄單位體積的價(jià)格從表中可知，僅從經(jīng)濟(jì)上考慮使用料（龍）要比1料貴2（%，使用某國產(chǎn)料也比用料貴5% 2.2成品電纜的發(fā)煙性能和阻燃性能將表2中的三種同類材料做成同一型號(hào)規(guī)格的電纜，并從成盤電纜上取出樣品進(jìn)行全性能測(cè)量，其結(jié)果與表2所列相差無幾檢驗(yàn)材料的發(fā)煙性能，直觀有說服力的是測(cè)成品電纜的透光率（表4），表4中普通阻燃料僅作為對(duì)照。 表3幾種低鹵低煙料的經(jīng)濟(jì)性比較指標(biāo)1料2料3料密度99年市場(chǎng)單價(jià)/（元/t）單位體積價(jià)/（元/m3）比價(jià)表4低鹵低煙PVC護(hù)套電纜f的透光率（電纜外徑/mm 1料2料3料4普通阻燃料考核電纜的阻燃性能的是成束燃燒，試驗(yàn)表明，用1料，龍料，3料制成的電纜均能通過阻燃A類試驗(yàn)，這說明其阻燃性能是令人滿意的3結(jié)束語本高性能低鹵低煙料自1998年末批量投產(chǎn)使用以來，己獲得眾多線纜廠的好評(píng)，截止1999年末的一年時(shí)間里，使用量己超過350t，使用的線纜品種從電力電纜，到控制電纜和光纜它們J大部分被用作護(hù)套材料，在控纜與布線中，也用作J緣與國內(nèi)外某些低煙低鹵料相比，本料具有如下優(yōu)點(diǎn)：有與普通阻燃PVC電纜料一樣的良好工藝擠出性能有較好的低煙性能和阻燃性能機(jī)械物理性能和熱老化性能優(yōu)于國內(nèi)外某些同類料。 原材料全部立足于國內(nèi)，使用成本較低。 適用范圍廣泛，可用于布線、控纜、電力電纜光纜通訊電纜等。既可做護(hù)套，又可用J緣。