高性能低鹵低煙料在電纜和光纜中的應(yīng)用
作者:huibang
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來源:安徽匯邦電氣有限公司
時(shí)間:2018-12-11
眾所周知,阻燃聚氯乙烯(pvc)電纜料在燃燒時(shí)會產(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性能,因而使1料的流動性佳,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價(jià)材料流動性優(yōu)劣的重要指標(biāo),實(shí)測表明,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(即流動性)來比較,則某國產(chǎn)料就是差的了。而其它三種料的流動性則處同一水平上(見表1)表1幾種料的流動性實(shí)測數(shù)據(jù)比較相對出膠量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)室流變儀的對比試驗(yàn)結(jié)果,已從幾個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******料實(shí)測結(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)套性能要求及幾個燃燒性能的實(shí)測結(jié)果(用括號注明)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,其中括號內(nèi)的數(shù)值為市售料的實(shí)測值。
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******材料做成同一型號規(guī)格的電纜,并從成盤電纜上取出樣品進(jìn)行全性能測量,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成品電纜的透光率(表4),表4中普通阻燃料僅作為對照。
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,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******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。
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