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1.電線電纜用柔性PPE產品簡介
熱塑性彈性體(TPE)是一種兼有塑料和橡膠特性而且廣泛應用的高分子材料。熱塑性彈性體的種類有很多,主要有苯乙烯類(TPS)、烯烴類(TPO)、交聯烯烴類(TPV)、氯乙烯類(TPVC)、聚氨酯類(TPU)等。它們具有優越的加工特性和機械性能,可以直接用擠出機擠出,簡化了生產工藝,提高了生產效率,降低了生產成本和能耗。熱塑性彈性體由于具有優越的熱塑性和柔軟性,同時大部分熱塑性彈性體又具有良好的電性能、耐候性和物理機械性能,因此它應用在電線電纜行業是一種優良的材料。
聚苯醚(PPE)是一種具有剛性分子鏈結構的耐高溫熱塑性樹脂,最大的特點是在長期負荷下,具有優良的尺寸穩定性和突出的電絕緣性,使用溫度范圍廣,可在-127~121℃范圍內長期使用,具有優良的耐水、耐蒸汽性能,比重小,在五大工程塑料中比重最小。制品具較高的拉伸強度和抗沖強度,抗蠕變性也好。
柔性聚苯醚是用PPE改性的熱塑性彈性體,兼具聚苯醚和彈性體的性能,是一種綜合性能優良的熱塑性彈性體。由于柔性聚苯醚是PPE的改性彈性體,屬于PPE合金的一種,所以又稱為柔性MPPE。
2. 柔性MPPE的性能
柔性MPPE既具有PPE的耐高溫性能、電絕緣性能、耐水性、高機械性能,又具有彈性體的高彈性、易加工性。由于PPE具有自阻燃性能,所以在其合金中加入一定的無鹵阻燃劑既可以達到高級別阻燃效果。相比較其他熱塑性彈性體具有更高的應用價值。
l 性能參數對比
種類 | 單位 | TPS | TPO | TPVC | TCPE | TPU | MPPE |
硬度 | — | 30A~75A | 50A~95A | 40A~80A | 57A~67D | 30A~80D | 75A~95A |
拉伸強度 | MPa | 9~35 | 3~20 | 9.5~13 | 9~30 | 25~50 | 9~50 |
伸長率 | % | 800~1200 | 200~600 | 400~900 | 180~750 | 300~800 | 80~500 |
回彈性 | % | 45~75 | 40~60 | 30~70 | 30~60 | 30~70 | 30~70 |
密度 | g/cm3 | 0.9~1.2 | 0.9~1.2 | 1.2~1.3 | 1.1~1.28 | 1.1~1.5 | 0.9~1.1 |
耐磨性 | — | ▼ | ● | ◆ | ◆ | ★ | ★ |
耐屈繞性 | — | ◆ | ▼ | ◆ | ◆ | ★ | ★ |
耐熱性 | ℃ | 60 | 120 | 100 | 100 | 100 | 120 |
耐寒性 | ℃ | -70 | -60 | -30 | -30 | -65 | -30 |
耐油性 | — | ● | ▼ | ●~◆ | ◆ | ★ | ◆ |
耐水性 | — | ◆~★ | ◆~★ | ◆~★ | ◆~★ | ▼~◆ | ★ |
無鹵阻燃 | — | ▼ | ▼ | ● | ● | ◆ | ★ |
耐侯性 | — | ● | ◆ | ▼~◆ | ★ | ▼~◆ | ★ |
脆化溫度 | ℃ | <-70 | -70 | -30~-50 | -20~70 | <-70 | <-40 |
注:★:優; ◆:良; ▼:中; ●:差
l 阻燃型彈性體性能價格比較
l 高柔性和低比重性能
3.柔性MPPE的應用
柔性MPPE因其具有優良的性能,所以在普通的應用領域中并不常見,國內電子電器行業廣泛應用的電子線護套料、絕緣料以及電子插頭料 90%以上采用PVC。2006 年7月1日起,歐盟頒布法令禁止含鹵素阻燃劑、重金屬等某些有害物質的電子電器產品進入歐洲市場,此舉對我國電子電器產品的出口產生了嚴重影響。
熱塑性彈性體具有高彈性、高強度、低密度、易加工等特點,同時擁有良好的絕緣性、耐高低溫性、抗疲勞性,手感好,無異味,成為了電子線領域替代 PVC 的首選材料,但是 TPE 的無鹵阻燃是一個難題。TPE達到無鹵阻燃需要添加大量的有機或無機阻燃劑,大大降低了TPE材料的機械性能和柔性等。
PPE是一款自阻燃性工程塑料,其氧指數可達29.因此用PPE改性彈性體,輔加復配無鹵阻燃體系就可以達到高阻燃級別,而且能保持較高的機械性能。隨著國內外環保要求不斷提高,無鹵阻燃彈性體會逐步替代PVC等含鹵材料,柔性MPPE是取代PVC護套料的理想環保材料。
3.1柔性MPPE在通訊線材中的應用
目前蘋果筆記本和蘋果手機用數據線和耳機線外被材料均采用柔性MPPE。部分電子產品中的VGA線、USB護套和插頭、HDMI線等通訊線材均可以使用柔性MPPE材料。
選用柔性MPPE的優勢:
手感好,柔性MPPE護套表面具有較大摩擦系數,更適合人體工程學原理,表面觸感好。
耐刮擦,耐磨性好。通訊線材在使用過程中不易部磨破刮花。
介電性能好,柔性MPPE在較寬的頻率范圍內有較小的介電常數。
著色性能好,柔性MPPE可以制備各種顏色的線纜護套。
耐老化性好,白色線纜在CWF2光源下照射10晝夜后顏色變化小于3%。
易加工,可以回收利用,柔性MPPE具有易于加工和快速產出的優點,而且不需要二次加工,同時邊角料可以重復利用。
3.2 柔性MPPE在家用電線中的應用
充電器、電源線等線材護套傳統的材料為黑色或者灰色的PVC,家用線材中,無毒、低煙密度、環保、顏色多樣化是未來發展的趨勢,而PVC材料顯然滿足不了無鹵環保要求,
柔性MPPE具有卓越的韌性、力學性能和易加工性,而且幫助消費電子行業客戶緊跟不斷變化的美學發展趨勢,同時滿足全球嚴格的環保要求。
3.3 柔性MPPE在電動汽車充電線中的應用
電動汽車是未來發展的趨勢,其充電線纜護套料完全可以采用柔性MPPE彈性體。
汽車充電線纜在使用過程中會遇到以下要求:
1.環境使用要求
自然環境:充電汽車電纜長期暴露在室外,會遇到日光照射、潮濕、冷凍等。
人為環境:充電過程中難免會出現拖拽、扭曲、彎曲、拉伸等現象,極易造成機械損傷,也可能會造成酸堿液體的腐蝕,
2.功能使用要求:電動汽車充電時除了充電還需要通訊,必要時需要自動控制。
3.安全性要求:電動汽車充電過程時間較短,電流強度大,使用頻率高,保證良好的絕緣性同時還要求材料具有一定的耐高溫、耐老化性能,并且在燃燒時具有無鹵阻燃和低煙密度。
柔性MPPE應用在電動汽車充電樁線纜具有如下優勢:
1.具有極為優良的彈性和柔韌性(軟硬度最低可達70A),產品成分全為非鹵族元素,為熱塑性可再生利用材料。
2.阻燃性十分優良,阻燃等級輕松達到VW-I級,產品成炭性良好,燃燒不滴落。
3.比重輕,比傳統電纜材料小很多,只有0.95-1.1,在相同的環境下應用PPE護層具有明顯的重量優勢,用更少的PPE材料就可達到甚至超越傳統電纜材料的性能。
4.物理機械性能好,抗張強度大于9MPa以上,斷裂伸長率大于150%以上,且PPE的收縮和抗磨損性能是同等厚度PVC的7到10倍。
5.耐熱性優良,可以生產多種高耐熱電纜料,且具有優良的耐老化性,我們的PPE柔性無鹵料絕大多數類別都能達到120℃老化7天物性保留率在80%以上指標的要求。
6.具有優良的電性能,在寬頻率范圍類能保持低介電常數,是信號傳輸線最理想的外包皮材料。
7.易加工,熱穩定性好,具有很好的線材擠出速度,可同PVC線材擠出速度相當,擠出線材表面光潔度十分優良,手感度極佳。
8.可以生產從白色、彩色到黑色等各種顏色的材料。
3.3 柔性MPPE在其他領域中的應用
柔性MPPE除了在通訊護套和家用電源護套、汽車充電線護套中應用之外還可以使用在汽車線纜、電子線護套、醫療設備線纜、機車電纜、風能電纜等應用領域。
中國藍星集團旗下擁有中國唯一一套具有自主知識產權的萬噸級高品質聚苯醚原粉生產裝置,打破了以沙伯創新塑料、旭化成為代表的外資企業在聚苯醚產業對中國的壟斷,南通星辰具有藍星系統內上下游聚苯醚產業鏈配套優勢。
來源:2014-11-17 南通星辰工程塑料
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