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在我們的日常生活中,電線電纜無處不在,根據北京化工大學教授苑會林2013年統計,我國每年生產的PVC樹脂中,10-20%用于電纜料。2013年我國PVC產量為1530萬噸,也就是說,PVC電纜料至少有150萬噸,再加上其他類型電纜料,我國電纜料一年的消耗量可能有近200萬噸。
那么問題來了,我國一年近200萬噸電纜料都有哪些塑料?
表:電纜料的種類
聚氯乙烯(PVC) |
國標PVC電纜料 |
UL標準用PVC電纜料 |
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歐盟及VDE標準用PVC電纜料 |
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阻燃型PVC電纜料 |
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耐寒、柔軟型PVC電纜料 |
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耐油型PVC電纜料 |
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環保型PVC電纜料 |
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其它 |
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聚烯烴 |
聚乙烯 |
聚丙烯 |
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黑色聚乙烯 |
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阻燃聚乙烯 |
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過氧化物交聯聚乙烯 |
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硅烷交聯聚乙烯 |
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輻照交聯聚乙烯 |
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阻燃交聯聚烯烴 |
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高性能無鹵阻燃材料 |
聚醚醚酮(PEEK) |
聚苯硫醚(PPS) |
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柔性聚苯醚(PPO) |
一、聚氯乙烯(PVC)電纜料
我國的PVC樹脂產量和規模居世界之首,相應的在PVC改性方面使用的各種助劑,填充物也極其發達,已形成了完整的產業鏈,這使得我國的PVC電纜料具有他國難于與其比擬的資源和成本優勢?;貜汀?span style="font-size: 14px; color: rgb(171, 25, 66);">PVC”查看更多文章
圖:PVC電纜料
PVC產量巨大,價格便宜,這使得PVC是電纜用的最多的材料。主要包括:
◆ 國標PVC電纜料
◆ UL標準用PVC電纜料
◆ 歐盟及VDE標準用PVC電纜料
◆ 阻燃型PVC電纜料:阻燃型、高阻燃型、低煙低鹵型
◆ 耐寒、柔軟型PVC電纜料
◆ 耐油型PVC電纜料
◆ 環保型PVC電纜料
◆ 其它,如輻照交聯PVC,防鼠、防蟻等。
1.環保型PVC電纜料
我們主要講一下環保型PVC電纜料,環保型PVC電纜料是PVC電纜料重要發展方向,在PVC電纜料中比重逐年增加。
目前,歐盟、美國等對電子電器材料有著非常嚴格的要求,如POHS《消費性產品中禁用特定有害物質》,于2008年12月1日實施,涵蓋幾乎所有消費品(包裝、輪胎、玩具等),POHS禁止的18種物質如下:
圖:POHS禁止的18種物質
另外,一些客戶還提出了更多的要求:
1)不得含有多氯聯苯、多氯化奈類和氯化石蠟。
2)不得含有機錫化合物和偶氮化合物類。
3)不得含DOP或不得含鄰苯二甲酸酯類(如DEHP、DBP、BBP、DINP、DNOP、DIDP)總量≤1000ppm。
4)不得含PAHS(多環芳烴),共有16種材料,總含量≤8~20 ppm。
5)壬基酚 含量≤100ppm。
環保型PVC電纜料添加的穩定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑、著色劑等都要有著嚴格的控制。如下圖為環保型PVC電纜料的典型配方:
表:環保型PVC電纜料的典型配方
組分名稱 |
用量 |
PVC樹脂 |
100 |
無鉛穩定劑 |
3~8 |
增塑劑 |
40 ~60 |
填充劑 |
20 ~60 |
潤滑劑 |
0 ~1 |
著色劑 |
若干 |
a、無鉛穩定劑
主要有有機錫穩定劑、稀土穩定劑、鋇/鋅復合穩定劑、鈣/鋅復合穩定劑。相對有鉛穩定劑,無鉛穩定劑熱穩定時間較短、儲存時間較短、有一定的氣味,但隨著其質量的提高、價錢的合理下降,無鉛穩定劑的市場潛力很大!
b、增塑劑
無毒增塑劑常用的有檸檬酸三酯、乙酰檸檬酸三酯、聚酯。
PVC電纜料的其他組分包括潤滑劑、著色劑、填充劑、都要保證有害物質不添加,品種要精心選擇。
二、聚烯烴電纜料
相比PVC而言,聚烯烴價格稍貴,但聚烯烴具有PVC難以企及的絕緣性能,因而在大功率電纜中大量應用。回復“PE”“PP”等查看更多文章。聚烯烴包含也很多,主要有:
圖:低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜,來源于聚石化學
1.熱塑性聚烯烴
聚乙烯
聚丙烯
黑色聚乙烯
阻燃聚乙烯
2.交聯型聚烯烴
過氧化物交聯聚乙烯
硅烷交聯聚乙烯
輻照交聯聚乙烯
阻燃交聯聚乙烯
低煙無鹵阻燃聚烯烴
3.低煙無鹵阻燃聚烯烴
圖:低煙無鹵電纜料(右)及制品(左),來源于聚石化學
低煙無鹵阻燃聚烯烴是目前比較流行的聚烯烴類電纜料,低煙無鹵阻燃聚烯烴一般是一種以氫氧化物為主要阻燃劑的無鹵環保型阻燃材料,它以脫水吸熱、成炭起到阻燃作用。
同樣,低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料也要滿足RoHS、PoHS、PAHs(多環芳烴)和無鹵環保指令,無鹵環保指令如下表所示:
表:無鹵阻燃材料的無鹵環保指令
最大鹵酸氣體釋放量 |
5 mg/g |
材料燃燒時析出氣體 |
|
最小PH值 |
4.3 |
最大電導率 |
10μS/mm |
最大毒性指數 |
5 |
低煙無鹵阻燃聚烯烴通過添加氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸類、氮系、膨脹型等阻燃劑,起到環保阻燃效果。但也容易出現加工性不太好、機械性能不佳以及與色母相容性不良等問題,所以在選擇時,應選擇有實力的,性能穩定的電纜料廠家。
三、高性能無鹵阻燃材料
高性能無鹵阻燃材料主要應用在軍事國防、航空航天和汽車等高端領域中。市場上量不是很大,相關材料有:
圖:PEEK絕緣電纜可用作火箭的超高溫導線
1.聚醚醚酮(PEEK)
最初作為戰略國防軍工材料。優秀耐高溫性(耐熱250℃)、機械性能、耐化學藥品性、耐輻照性、電絕緣性及無鹵阻燃性。
2.聚苯硫醚(PPS)
耐熱200℃~240℃,需改性,可用于汽車線(150℃級)。
3.柔性聚苯醚(PPO)
PPO與ABS、SBS改性。GE公司已提供市場。
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