ag9游会|(集团)点击登录

聚焦高旗
12年专注消费开辟无卤阻燃质料
12 years focus on the production and development of halogen-free flame retardant materials

无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的PP和PE质料、阻燃剂等构成及使用

  • 公布日期:2022-05-09
  • 欣赏量:327

无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的使用近况

媒介

       随着国际经济的疾速开展,电力、修建和通讯等行业对电线电缆的需求越来越高,聚烯烃电缆产量呈绝后的指数增加趋向,估计到2024年,我国对电线电缆的需求范围无望凌驾1.9万亿元,年复合增加率均约为4%,无卤阻燃电线电缆质料的市场需求约为200kt,估计将来3~5年内,该种电缆的需求将以10%左右的速率递增,到2025年,无卤阻燃电线电缆质料需求将达350kt左右。电缆中常用的聚烯烃质料具有绝对较高的可燃性,在低温下易剖析和熄灭,而且在熄灭时发生少量的熔滴,引燃其他可燃物,使火警范畴扩展,带来严峻的职员伤亡和宏大的经济丧失。因而,聚烯烃电缆阻燃研讨不停是存眷的热门。
      聚烯烃阻燃电缆料是经过阻燃添加剂对电缆绝缘料和护套料举行阻燃改性。用于阻燃电缆的聚烯烃基料应切合下列要求:(1)具有精良的电气功能、力学功能及加工功能;(2)有利于增长阻燃添加剂的添补量。
      用于阻燃电缆的添加剂应切合下列要求:(1)自己具有阻燃功能;(2)低落聚烯烃电缆料的发烟量和毒性;(3)坚持阻燃电缆料的电气功能、力学功能和加工功能。
      本文从无卤阻燃电缆聚烯烃基体质料的选择开端剖析聚烯烃的热解及阻燃机理,并讨论阻燃添加剂的品种和阻燃机理,最初探究阻燃聚烯烃电缆料技能的研讨近况、优缺陷及详细使用状况。

1阻燃电缆料基体质料选择

      作为电力传输的载体,电缆的绝缘功能及力学强度至关紧张,而电缆基体质料间接影响电缆料的电气、力学功能。现普遍利用的聚烯烃电缆基体质料为聚乙烯及交联聚乙烯,别的聚丙烯为基体的电力电缆料也是研讨的重点。
1.1PE
      PE的分子布局中无极性基团,为非极性高分子质料,而无卤阻燃剂一样平常具有较强的极性,与PE的相容性较差。以是,改进PE电缆基料的极性或使用偶联剂处置阻燃添加剂,从而进步无卤阻燃剂的添补量和相容性,是进步PE阻燃功能的要害步调。常用的改进PE基料极性的办法是用极性较强的聚合物与PE共混改性,包罗:EVA, EEA和EPDM等。一方面,这些共聚物的添加可引进极性基团,进而改进聚合物基体和无机阻燃剂之间的亲和性,可以增大阻燃剂的添补量,进步复合质料的阻燃功能。另一方面,这些共聚物具有精良的挠曲性、韧性、耐情况应力开裂和粘接功能,尤其是力学功能得以进步。
1.2PP
      PP因其优秀的电功能、耐化学试剂性、耐油性,普遍使用于多种行业的电线及电器配备电缆。通常的PP质料的韧性较差、耐打击功能欠好,研讨者经过共聚、共混、接枝、纳米添加等方法举行改性,力学和电气功能都有较大提拔。相较于XLPE电缆,改性后的热塑性PP的加工工艺更复杂,而且具有可接纳使用的特点,进步了电缆消费速率并大幅低落消费本钱。别的PP电缆的耐温品级比XLPE更高,可以明显进步电缆载流量,在电力电缆范畴备受等待。
      PP熄灭热很高、成炭率较低,而限定PP作为阻燃电缆料的次要缺陷是它的分子链较短,结晶度较高,这些招致其与阻燃剂的相容性比力差,大批的阻燃剂即会惹起PP的加工和力学功能的大幅降落。尤其是当电缆必要举行弯折时,其抗弯曲才能也较差,在运输和铺设历程中都有大概形成机器毁伤。因而,在不影响PP力学功能的条件下,进步它的阻燃功能成为PP阻燃的改性研讨热门。
      PP阻燃基料的改性办法多种多样,但用于电缆绝缘范畴中共混和共聚改性是最无效的途径。共混改性是PP与其他弹性体:PE、EVA、POE共混,共聚改性是PP分子链上毗连乙烯大概丙烯分子链。这两种办法的本钱较低、工艺复杂、技能机动性大,在国际外都有很好的开展远景。

2聚烯烃电缆阻燃剂品种
2.1聚烯烃熄灭特征

      PE和PP等聚烯烃的组成元素中C、H含量极高,因此极易熄灭,极限氧指数仅为17%,且在熄灭历程中易呈现融滴和流延动怒征象。聚烯烃熄灭历程中存在硬化、剖析、熄灭3个阶段,此中剖析历程会发生少量可燃物质,而熄灭历程中开释的热量又促进了聚烯烃的剖析。因而,阻燃聚烯烃电缆质料的阻燃机理次要体现在使用阻燃剂减缓质料受热剖析、限定热量通报从而起到制止火警的作用。依据阻燃剂的身分构成,无卤阻燃剂可分为磷系、氮系、硅系、硼系、无机金属氢氧化物和收缩型等。

2.2无卤阻燃剂

      现在,电力电缆无卤阻燃剂系统中常用的有氮系、磷系、硼系和硅系阻燃剂等。
       氮系阻燃剂次要是9游会及其盐,其剖析温度高,熄灭历程中次要发生:NH3、N2、NO和水蒸气等无毒、无腐化性产品。氮系阻燃剂经过挥发与受热剖析,吸取少量热量并开释不燃性的气体,可以大幅度低落聚合物的外表温度并浓缩情况中可燃气体与氧气的浓度,终极到达精良的阻燃结果。氮系阻燃剂与其他阻燃剂同时使用具有较好的协同结果,比方氮⁃磷阻燃剂中它可以促进磷系的炭化,构成收缩的炭层,起到精良的隔热阻燃作用。局部氮系阻燃剂如9游会氰尿酸酯常用作光滑剂和相容剂改进其他阻燃剂在聚烯烃中的共混。
      磷系阻燃剂次要是使用磷基团在受热剖析历程中可使聚合物外表脱水炭化,起到断绝阻燃的作用。此中,聚磷酸铵(APP)常用在电力电缆阻燃系统中。含磷阻燃剂的缺陷是磷元素具有神经毒性、波动性不高,耐水性较差,与聚合物的相容性欠好,对力学功能影响比力大,以是使用遭到限定。
      硼类化合物的阻燃机理是在熄灭历程中构成玻璃态断绝层,起到隔绝氧气与挥发性可燃气体的结果,避免炭层的进一步氧化并促进成炭。与磷系阻燃剂相比,硼系阻燃剂的热波动性好、毒性低、烟雾小,以是更合适推行使用。常用作阻燃协效剂的是硼酸锌,但其独自作用的结果欠好,次要作为阻燃协效剂利用。
      硅系阻燃剂是一种新型情况友爱型阻燃剂,具有阻燃服从高、低毒、防熔滴和无烟等特点。电力电缆阻燃中常用的是无机硅系阻燃剂,包罗硅酸盐矿物,如滑石粉、层状硅酸盐和多孔类硅酸盐等,他们不但在熄灭历程中促进成炭,另有增长吸取烟气的作用。

2.3无机金属氢氧化物阻燃剂

      现在常用的无机金属氢氧化物有氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MDH),其具有低烟、无毒、绿色环保的特点,作为新型无公害阻燃剂遭到普遍存眷。ATH与MDH在温度高于200℃时,开端剖析并吸取少量热量低落熄灭地区的部分温度,其剖析发生的水蒸汽浓缩了可燃气体与氧气的浓度,同时天生的不行燃氧化物构成断绝膜,起到阻燃的结果。
      无机金属氢氧化物靠本身的剖析来低落熄灭热量,同时浓缩氧气,以是其阻燃服从较低,含量每每凌驾了50%。同时,无机金属氢氧化物的极性较大,与聚烯烃电缆基料的相容性差,招致其在加工历程中难以疏散,易构成机器应力点,使得电缆料的力学功能明显低落。现在,关于ATH与MDH作为阻燃剂的研讨重点仍旧聚焦在改进相容性题目上,常用的办法包罗:颗粒做细、外表改性和增长相容剂。

2.4收缩型阻燃剂

      收缩型阻燃剂的构成次要以磷、氮为主,联合了两种阻燃剂的上风,具有无毒、烟少等特点。磷系物质受热后构成断绝膜,氮系物质受热后剖析成水分和睦体,此中,氮系剖析的气体有利于磷系的炭层构成泡沫状。泡沫状的炭层可以起到隔氧、隔热的作用,同时又能避免熔滴。绝对于其他无卤阻燃系统,在阻燃PE和PP范畴,IFR的含量在20%~30%时,就可以到达优秀的阻燃结果。
      APP的实际磷含量高达31%以上,是IFR中最罕见的酸源,同时兼有气源的作用。但,APP使用于PE和PP中,在功能上有许多缺陷,比方,热波动性不敷高,加工历程中有安慰性气息和腐化模具征象;与PE和PP的相容性差,不克不及满意力学功能要求;耐水性差,吸湿性较大等。以是对APP举行外表改性是办理上述题目的无效措施之一。
      APP的外表改性可分为物理包覆法和外表化学改性法两种。物理包覆的要害在于包覆质料必要与APP之间有较好的兼容性,以包管包覆结实;包覆质料还需有较好的热波动性、界面相容性和较好的耐水性。绝对物理包覆,化学改性的联合力愈加结实,但化学改性会招致APP的利用本钱降低,进步使用门槛。

3电缆料阻燃技能

依据GB/T32129—2015《电线电缆用无卤低烟阻燃电缆料》中的划定,改性PE和PP电力电缆料应满意表1的功能。

640.png

3.1改性金属氢氧化物阻燃剂
       金属氢氧化物是普遍利用的绿色阻燃剂,针对其改性阻燃电缆料的力学功能差和相容性差等缺陷,研讨者实验对其改性以加强相容性和进步阻燃服从。以MDH为例,利用同时带有亲水与亲油基团的偶联剂对其外表举行改性,偶联剂将金属氧化物和聚烯烃毗连在一同,可以很好地改进相容性。
4结语
       聚烯烃阻燃电缆料具有精良的绝缘功能,全天下范畴内被少量用于电力电缆绝缘,为电力传输做出了紧张奉献。但是随着人们对情况题目的器重,利用无卤阻燃取代传统卤素阻燃是电缆绝缘开展的紧张趋向。

联系
客服

###
7*24小时客服办事热线

微信
相同

扫码微信相同
顶部
X

截屏,微信辨认二维码

微信号:###

(点击微信号复制,添加挚友)

翻开微信

微信号已复制,请翻开微信添加征询概况!