[精華回顧]熱塑性彈性體在電線電纜中的應(yīng)用

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四川大學(xué)SICHUAN UNIVERSITY，張愛民

主要內(nèi)容：應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、用于電纜外被及絕緣層方面彈性體種類、低煙無鹵彈性體的發(fā)展沿革及應(yīng)用趨勢、TPE優(yōu)勢、TPE存在的一些問題、SEBS/PPO無鹵阻燃體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

TPE兼具塑料和橡膠的特性，被譽(yù)為“第三代合成橡膠”。在TPE中，SBS苯乙烯嵌段共聚物占有重要的地位，是目前世界上產(chǎn)量最大、發(fā)展最快的一種可替代PVC、軟硫化橡膠的環(huán)保熱塑性彈性體材料。

主要性能要求應(yīng)用在電線外被及絕緣層的彈性體的主要性能要求與應(yīng)用用在電線方面的目前主要為低壓或直流，通信等軟線。要求的電性能較低通常要求與電纜略有不同，主要為耐溫等級﹑電性能(介電常數(shù)﹑耐電壓等級)，力學(xué)性能(抗張強(qiáng)度﹑延伸率)，化學(xué)性能(耐油)，耐燃等要求。

用于電纜外被及絕緣層方面彈性體種類熱塑性彈性體的種類很多，用于電纜外被及絕緣層方面的主要有聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)、苯乙烯類熱塑性彈性體(SBC)、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚酯類熱塑性彈性體(TPEE)等。其中，由于TPO和SBC類極優(yōu)良的絕緣阻抗性能，所以用于電纜外被及絕緣層的較多；而TPU，TPEE一般用于電纜外被。

無鹵阻燃彈性無鹵阻燃彈性是以樹脂和橡膠為基體，并添加無鹵阻燃劑的復(fù)合材料含有大量的有機(jī)化合物，具有一定的可燃性，同時(shí)添加阻燃劑可以制止其燃燒。阻燃劑是通過若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機(jī)理共同作用達(dá)到阻燃目的。

相比其它傳統(tǒng)的電線電纜材料，TPE有何優(yōu)勢

無鹵阻燃和低煙無鹵是個(gè)大的趨勢可回收、環(huán)保、符合ROHS要求、可符合UL要求優(yōu)異加工性：溫度為180~220℃皆可加工，TPE的加工是最方便的節(jié)能。熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化時(shí)間很短，可以有效節(jié)約能源。優(yōu)異耐熱性：耐熱性136℃×168hr可通過兼具柔軟性及表面平滑性，人性化，還有人體兼容性可通過物性測試：如抗張強(qiáng)度測試、伸長率測試可通過電氣性質(zhì)測試

PVC煙比較大，不符合逃生的要求；而環(huán)保的PVC配方還不成熟，成本要求也高在環(huán)保方面PVC材料無法和TPE，TPR相比較低煙無鹵的TPE產(chǎn)品在大型公共場所（地鐵站、大型商場等），電絕緣性能好，抗紫外線，耐化學(xué)品性，燃燒時(shí)不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，有逐漸取代PVC的趨勢，并且可能強(qiáng)制使用無鹵材料，如TPE無鹵阻燃線纜，也有PE或者EVA基材的連接器，開關(guān)，插座，計(jì)算機(jī)排線，鼠標(biāo)滾輪，電話線，手機(jī)外殼天線，電子按鍵，電器支座或底座，攝像機(jī)零部件。

TPE存在的一些問題-阻燃劑

無鹵阻燃劑種類多：MCA氰尿酸三聚氰胺鹽，APP聚磷酸銨，MPP蜜胺焦磷酸鹽，磷氮的主要針對高端點(diǎn)的產(chǎn)品，要求相對比較高的產(chǎn)品。比較少用磷氮膨脹型的無鹵阻燃劑來做。使用的阻燃劑一般都是自己復(fù)配，不會單純使用一家的阻燃劑，可以降低成本，但往往會造成兼容等物性的問題。

成本問題

目前制約無鹵化的最大問題就是成本，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)原因，終端企業(yè)使用的量沒有大起來，導(dǎo)致綜合成本都很高。市場因?yàn)榻K端大多數(shù)企業(yè)并未真正導(dǎo)入無鹵，無毒的市場。目前只有三星、NOKIA電子周邊線實(shí)現(xiàn)完全無鹵化；APPLE實(shí)現(xiàn)全面無鹵化；其他品牌只是在某些高端型號實(shí)現(xiàn)部分無鹵，例如SONY、HP、華碩、聯(lián)想等。

阻燃劑問題

無鹵阻燃電纜料制備的關(guān)鍵性問題也是難點(diǎn)問題是：無鹵、高阻燃性、高流動性、高強(qiáng)伸性能、高耐熱性之間如何平衡和兼顧。TPE配方比較復(fù)雜，共混廠商的配方組成，對工藝要求差異很大。做材料的，對電線知識少，做電線的對材料知識少，這個(gè)就是現(xiàn)狀。加之對于規(guī)模化生產(chǎn)缺少實(shí)際應(yīng)用，片面強(qiáng)調(diào)設(shè)備因素，造成制備工藝的完全落后，導(dǎo)致無鹵阻燃電線材料品質(zhì)的極不穩(wěn)定。

原材料問題

另外，國內(nèi)目前的無鹵阻燃彈性體從基礎(chǔ)樹脂到無鹵阻燃劑，幾乎完全依賴迚口，所以國家原材料廠家必須加強(qiáng)新產(chǎn)品，新技術(shù)，新工藝的開發(fā)和應(yīng)用力度，改變目前落后的狀況，否則將嚴(yán)重制約國內(nèi)無鹵阻燃彈性體產(chǎn)品的技術(shù)迚步和降低成本，從而喪失材料國產(chǎn)化迚程的有利時(shí)機(jī)，嚴(yán)重影響高端SEBS國產(chǎn)化發(fā)展的過程。

SEBS/PPO無鹵阻燃體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

SEBS與PPO彈性體共混的原因PPO可與SEBS中的PS相互容，形成玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更高的新相區(qū)；PPO的加入在保持共混體系硬度、力學(xué)性能基本不變的情況下可明顯改善SEBS／PP體系在高溫下的壓縮永久形變性能PPO天性阻燃，能夠提高SBS，SEBS為基材的熱塑性彈性體的阻燃性能

SEBS與PPO彈性體共混配方要點(diǎn)：平衡1：PPO建議范圍在10到35,并不是無限互溶2：流動性平衡3：阻燃劑含量4：白油含量5：白油的閃點(diǎn)與粘度6：PPO牌號選擇

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