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低烟无卤阻燃耐高温聚丙烯电缆料的研制难点

更新时间:2024-03-22      点击次数:1690
船用电缆、轨道交通电缆因为工作温度高(有的在100℃),阻燃要求高,很多场合要求低烟无卤,所以对电缆的绝缘材料要求很高,笔者根据多年电缆绝缘材料从业经历,就目前市场需要的低烟无卤阻燃耐高温聚丙烯电缆绝缘料技术难点做一个分析。
 
低烟无卤阻燃耐高温聚丙烯电缆料的研制是一个复杂的过程,需要综合考虑材料的阻燃性能、机械性能、耐热性能、环境友好性和经济性。通过不断的技术创新和工艺优化,研究人员可以克服这些难点,开发出满足现代电缆行业需求的高性能电缆材料。
 
目前市场上的低烟无卤电缆料大部分都是聚乙烯材质。聚乙烯以其优异的柔软性,耐环境应力开裂性能、合适的绝缘性能被广泛选用,很多常温的室内电缆都是使用聚乙烯材质的电缆绝缘材料。
 

聚丙烯电缆

 

在聚丙烯材料中添加阻燃剂是提高其阻燃性能的关键。然而,传统的阻燃剂往往会影响材料的其他性能,如机械强度、耐热性和电绝缘性。因此,研制低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料时,需要找到一种能够在不显著降低材料原有性能的前提下,有效提高阻燃性能的阻燃剂。
 
电缆在运行过程中可能会遇到高温环境,这就要求电缆材料具有良好的热稳定性。聚丙烯本身的耐热性能有限,因此需要通过添加特定的耐高温助剂或通过化学改性来提高其耐高温性能。
 
聚丙烯电缆绝缘料则多用于使用温度较高的地方如:
 
1、选定作为电缆绝缘料的聚丙烯材料,负载热变形温度应该达到120℃以上。
 
2、低烟无卤性能应该符合国际电工委员会的 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。发烟量小且燃烧时没有有毒气体产生。
 
3、阻燃性能达到美国UL认证的V0级。
 
4、足够的柔软性。在船舱或地下轨道复杂的环境中布线,要求电缆具有良好的柔软性。其中,电缆绝缘材料的柔软性不可忽视。
 
5、优良的绝缘性能。绝缘性能包括良好表面电阻和体积电阻系数,以及良好的介电常数。
 

聚丙烯电缆

 

低烟无卤阻燃耐高温聚丙烯电缆料的制作特征体现在:
 
1、无卤阻燃剂的选择与应用
 
这类阻燃剂在电缆燃烧时不会产生有毒或腐蚀性的卤素气体,从而减少了对环境和人员的危害。无卤阻燃剂通常包括磷系、硅系和氮系化合物等,它们在高温下分解,形成炭层隔绝氧气,从而达到阻燃效果。
 
2、耐高温性能的增强
 
通常通过添加特定的耐高温助剂来实现,如有机磷酸酯、硅烷偶联剂等。这些助剂在高温下能够稳定聚丙烯分子链,提高材料的热稳定性和热变形温度。
 
3、良好的机械性能
 
电缆料在使用过程中会受到拉伸、弯曲等机械力的作用,因此需要具备良好的机械性能。通过添加增韧剂如乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)等,可以提高聚丙烯的韧性和抗冲击性能。
 
4、稳定的电绝缘性能
 
电缆料作必须具备稳定的电绝缘性能。在制作过程中,需要确保无卤阻燃剂和其他添加剂不会影响聚丙烯的介电常数和体积电阻率,以保证电缆的电气安全性。
 
5、经济性
 
在保证电缆料性能的前提下,制作过程中还需要考虑成本控制。通过优化配方和生产工艺,提高材料的性价比,使其在市场上具有竞争力。
 
根据上述要求,兰德梅克专家与相关行业专业人士一起,采用特别结晶形态的聚丙烯,开发了低烟无卤阻燃耐高温聚丙烯电缆绝缘料,以期针对不断增长的市场需求,并满足短期高温150℃,长期使用120℃的聚丙烯电缆工作环境。
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