文档介绍：低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料性能全面解析
低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料性能
摘要:本文针对低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料从配方技术、性能、挤塑设备及工艺等几个方面做一分析,希望能为无卤阻燃聚烯烃电线电缆生产厂家提供参考,以便更好地选择无卤电缆料品种、挤塑设备及制定合理的挤塑工艺。
随着我国冶金、电力、电子、自动化及信息化网络等行业的迅猛发展,使得与之配套的电线电缆特别是阻燃电线电缆的用量急剧增加,包括电力电缆、控制电缆、信号电缆、仪器仪表电缆、计算机电缆等。传统的阻燃电缆一般采用聚氯乙烯做为护套,虽然聚氯乙烯材料具有阻燃性好、价廉、工艺好等特点,但由于其含有卤素,燃烧时会放出大量卤化氢气体和浓烟,造成火灾的“二次危害”,从而加大了火灾的损失。尤其是很多科学研究已证实,卤化物对人体健康与环境所造成的损害已愈来愈严重,人们越来越重视环保,欧盟和日本一些大公司例Sony、Toshiba等都提出了对聚氯乙烯限制使用的条例;在国内,北京市供电局1998年3月发文规定禁止PVC类电线电缆在该局系统内使用,2002年华东建筑设计研究院推出的《民用建筑电线电缆防火设计规程》明确提出了使用低烟无卤电线电缆的要求。以上这些,使得不含卤素的低烟无卤阻燃电缆料得到广泛的使用并呈现出很大的发展潜力,特别是在地铁、船舰、高层建筑和石油平台用电缆、家用电器用电线、汽车低压电线等场合大有完全取代聚氯乙烯之势。
目前使用的低烟无卤阻燃电缆料通常有聚烯烃和乙丙两大类,其中以低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料为主流,本文将对低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的配方技术、性能、挤塑设备及工艺做一分析。
一、配方技术
低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料通常由聚烯烃共混树脂加阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁和一些为了提高耐热寿命而添加的适量抗氧剂组合而成。有时为了降低其燃烧时的发烟量,还加入了一些发烟抑制剂,如钒、镍、钼、铁、硅、氮系化合物。其阻燃机理为:燃烧时,阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁会释放出结晶水,吸收大量热量;与此同时,脱水反应会产生大量水蒸汽,它可以稀释可燃性气体,从而阻止燃烧,另外会在材料表面形成一层不熔不燃的氧化物硬壳,阻断了高聚物与外界热氧反应的通道,最终材料阻燃、自熄。
低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料要具有较好的阻燃性,配方中氢氧化铝、氢氧化镁必须有较大的填充量,通常要达到150份以上,而大量的无机阻燃剂填充必将导致材料在物理机械性能、电气性能和挤塑工艺性能方面大大劣化。为了解决其阻燃性和物理机械等性能方面的平衡,使材料能充分满足最终使用的技术要求,常用的方法有:一方面对聚烯烃材料进行改性、接枝,以提高聚烯烃材料极性;另一方面是对无机阻燃剂的表面进行化学改性,通常用偶联剂处理。
二、性能
大量无机阻燃剂的使用赋予了低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料阻燃、低烟、无卤、低毒等特性,同时也使其在物理机械性能、电气性能和工艺性能等方面与其他非阻燃及含卤阻燃材料存在差异。由于低烟无卤电线电缆使用场合及其配套产品生产工艺不同,性能要求也不尽相同,如在抗张强度、断裂伸长率、老化温度和指标、体积电阻系数、耐油性能、耐刮磨性能、柔软性、阻燃要求等方面,不同的电缆往往有所偏重。在无卤材料技术中,以上有的指标是相互制约的,不可能有一种全能的产品能满足以上所有各类电线电缆的要求,比较突出的是:断裂伸长率与阻燃性之间的矛盾、柔软