低烟无卤阻燃护套料在应用中的几个问题
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1. 低烟无卤(LS0H或LSZH)阻燃线缆料的演变与崛起2. 线缆产业的进展3. 无卤阻燃线缆材料发展现状与趋势4. 环保安全及标准法规5. 无卤阻燃线缆材料技术指标(含中友产品特点简介)6. 无卤阻燃线缆材料中的几种新技术一.低烟无卤(LS0H或LSZH) 阻燃线缆料的演变与崛起1.有卤无卤的争论含卤(特别是溴系)阻燃聚合物体系因其突出的阻燃效果,80年代中期以前在阻燃聚合物市场中占有绝对的统治地位。
电线电缆工业界中的聚氯乙烯(PVC)即是其中的一例,至今仍在护套和绝缘料中承担着主要角色。
随着社会的进步和科学技术的飞速发展,PVC内在的弱点(燃烧时释放的大量烟雾,严重的腐蚀性气体和有毒气体)益发明显。
从那时起评估和寻找PVC 料的替代物遂成为人们争论的焦点。
早在1986年欧洲首先发现燃烧产物中含有的多溴二苯醚,四溴代双苯并二恶烷及四溴代双苯并呋喃等属于致癌物质。
直至2001年英国又接连发现五溴二苯醚,十溴二苯醚在野生猎鹰蛋内的生物积累高出家养猎鹰蛋400倍。
于是再次发起拒绝生产与使用含溴阻燃剂的行动。
2. 对火灾安全的两种由来已久概念的形成过去的15年(1987-至今)无卤阻燃体系逐渐进入了欧洲,并被接受为电缆制造技术的一个部分。
而美国则并非如此,一般只限于返销欧洲的产品才做此规定。
欧洲和美国基于不同的国情和背景有着完全对立的观点:美国流传的概念认为:祸灾的根源在于一氧化碳(CO)毒气的产生以及其后的轰燃("flashover")过程中CO转化为CO2的热释放。
因此,如果能通过一些办法控制过程的热释放,即可减少火灾的危害。
欧洲传统以来深信:祸灾的严重性取决于人们脱离火情现场的成功率。
烟气的刺激性和毒性是制约脱离火情现场的主要因素。
因此,对于燃烧中产生的烟,毒,和腐蚀应该给予优先的关注。
换言之,彻底摈弃卤素物质的生产和使用是当务之急。
上述争论波及到整个工业界。
1997.2.-1999.9期间欧洲11国(另特约日本参加)的12国会议对电子电器产品(包括印刷电路板, 电线电缆,器件封装,联结件等)行业中寻找卤素替代物做了专题探讨。
浅谈低烟无卤新材料在电线电缆中的应用摘要:近年来随着工业技术的发展,人们在生产生活中对电线电缆产品的安全性与环保性有了更高的要求。
本文着重对新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的应用作一分析阐述,期望可以为相关的研究人员提供建设性意见。
关键词:低烟无卤;电线电缆;阻燃;耐火传统电线电缆在发生火灾时会释放出大量的烟雾和有害气体,这些烟雾和有害气体具有很强的刺激性,很容易造成人员伤亡。
分析原因主要是因为传统电缆的绝缘层材料是含卤聚合物和含卤阻燃剂混合而成,含有大量的卤聚合物和卤阻燃剂,极易释放出有害气体和烟尘,安全性较低。
因此,研究低烟无卤新材料,并将其应用到电线电缆中显得十分急迫和必要,具有很强的现实意义。
一、低烟无卤电缆电线优势分析低烟无卤电缆电线主要包括阻燃低烟无卤电缆电线、耐火低烟无卤电缆电线,低烟无卤阻燃耐火控制电缆电线常见类型有WDZN-KYJY 、WDZN-KYJYP2、WDZN-KYJY22 、WDZN-KYJYP23等。
低烟无卤阻燃耐火交联电力电缆电线常见类型有WDZN-YJV、WDZN-YJV22等。
而低烟无卤阻燃耐火电缆电线常见类型有WDZ-BY、WDZN-BY等。
低烟无卤电缆电线在人员密集区域应用十分广泛,比如机场、火车站、办公建筑等场所,除了应用耐火电缆电线外,还需要考虑无毒性。
因此,总的来看,低烟无卤电缆电线在我国电线电缆行业中一直呈现增长趋势,其具有的阻燃性能能够保证发生火灾时阻止腐蚀性气体逸出。
其优势具体体现在以下几方面:①抗张强度大于一般PVC电缆电线,实际研究发现PVC电缆电线抗张强度为1.05kgf/mm2,而低烟无卤电缆电线抗张强度为1.2kgf/mm2;②具有良好的柔软度,硬板一般为80-90;③具有非移性,主要是因为其材料中不加入可塑剂;④燃烧过程中只会产生少量的白色烟雾,而不会产生有毒性的黑烟;⑤体积电阻率较高,常规PVC体积电阻率一般为1012-1015Ω/cm3,而低烟无卤电缆电线的体积电阻率>1016Ω/cm3;⑦耐高压特性较高,常规PVC电缆电线的耐高压特性>10kv,而低烟无卤电缆电线的耐高压特性>15kv;⑧弹性和粘性较好。
(150℃) XLPE低烟无卤阻燃交联护套料应用参数
随着现代科学技术的发展及现代生活中电力需求各个层面的增加,对线缆产品的安全性能要求,及环保提出了更高的要求。
而我国的高分子应用技术发展迅速。
低烟无卤阻燃料作为近些年出现的一个新型品种,其广泛应用与机电、地铁、高层建筑等公共场所。
原材料的质量优劣对于线缆材料的产品质量及挤出工艺有着直接影响。
由于各厂生产的低烟无卤护套料性能的差异及其所含填料与阻燃剂的种类及份量各异,因而所选用的挤制设备对护套挤出性能及产品质量的影响较大。
以下就150℃递延无卤阻燃交联护套料技术参数讲解:
150℃低烟无卤阻燃交联护套料(WDZYJH-150)技术参数
基本参数:
挤出机各区推荐设定温度:
区段1区2区3区4区机头眼模
温度(℃)170~180 185~190 190~200 190~200 200~210 200~210 备注1:推荐的螺杆压缩比为1.5~2.0。
备注2:具体温度的设定应以在一定的拉线速度情况下电线电缆的表面光滑为准。
包装、运输和储存
包装:铝塑袋内包装,牛皮纸袋外包装,每袋25kg。
外包装合格证上必须印有产品名称、型号、重量、生产批次、颜色、生产日期以及供应商名称等信息。
运输和储存:产品在运输过程中不应受日晒雨淋,其储存环境应随时保持清洁、干燥、通风。
备注:如果产品在温度≤30℃、湿度≥60%的环境下储存期超过三个月以上,建议将料在90℃~100℃温度下烘2~3小时再使用。
低烟无卤电缆挤出工艺的探讨低烟无卤电缆挤出工艺的探讨[该贴已经获得+2朵鲜花]随着电缆材料阻燃技术的发展,新型的阻燃电缆也不断产生,从原来普通的阻燃电缆发展到低烟低卤阻燃电缆和低烟无卤阻燃电缆。
这说明近年对阻燃电缆的要求越来越高。
在欧美日等国,环保型电线电缆已成为所有电缆品种的主流产品,政府严禁使用或进口非环保型电缆。
普通的阻燃材料中含有大量的卤,在燃烧的时候会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体,而无卤阻燃主要选择在聚烯烃中实现,所以低烟无卤电缆将是以后发展的主要趋势,所以下面就从以下几个方面对低烟无卤电缆材料的挤出进行探讨。
一、挤出设备A、电线电缆挤出设备的主要部件是螺杆,它关系到挤出机的应用范围和生产效率,为适应不同塑料加工的需要,螺杆的型式有许多种。
低烟无卤阻燃电缆料中含有高填充的氢氧化镁或氢氧化铝,所以对于螺杆的选用来说一般选用普通型的螺杆而且它的压缩比不能过大,一般在1:1~1:2.5之间比较适宜。
B、挤出过程中还有一个影响低烟无卤电缆料挤出的重要因素,那就是挤出机的冷却装置,因为低烟无卤材料的特殊性,在挤出过程中,因磨擦而产生大的热量,这就要求挤出设备要有良好的冷却装置,才能控制工艺温度。
这是一个不可忽视的问题,如果温度过高将使线缆的表面产生很大的气孔,温度过低又会使设备的整机电流加大,容易损伤设备。
二、挤出模具由于低烟无卤电缆料填充材料高,这就导致它在熔融状态下熔体的强度、拉伸比和粘度与其它电缆材料存在着较大的差异,所以对模具的选配也有所不同,首先是模具的挤出方式的选择上。
对于低烟无卤电缆材料的挤出,绝缘挤出的模具应选用挤压式,而在护套挤出的过程中应选用半挤压式,这样才能充份保证材料的抗拉强度和伸长率以及表面光洁度。
其次是模套的选择,使用挤压式模具时,由于材料的粘度较大,使得机头的压力很大,当挤出离开模具时会有所膨胀,所以模套应比实际尺寸要小一些。
最后低烟无卤的的机械性能没有普通型电缆料和低烟低卤的材料优越,其拉伸比小,只有2.5~3.2左右,所以在在选择模具的时候也要充分考虑它的拉伸性能,这就要求模套的选配不能过大,否则电缆的表面不致密,而且挤包比较松有一點補充﹕主機的電機功率要夠大﹐由于LSHF材料的黏度相對較大﹐沒有足夠的功率可不行。
无卤低烟阻燃护套料挤出工艺的探讨电线电缆是国民经济的“血管”与“神经”,与人们的生活息息相关。
随着现代化社会进程的快速发展,城市与农村距离的拉近,电线电缆的需求也近一步提升。
对于电线电缆的要求也随之提高,如要求用在发生火灾时电缆能阻止火焰的燃烧,发烟少以及没有卤素气体的释放。
催生了无卤低烟阻燃电缆的诞生,广泛应用于高层大厦及人流密集的场所,重新修订后的国家标准GB/T12706.1-2008也把无卤低烟阻燃类电缆纳入其中。
竞争在市场,竞争力在现场。
作为电线电缆制造企业来说,现场如何更好的控制产品质量的稳定性是广大员工不懈努力的目标,对于无卤低烟阻燃护套料挤出工艺非等同于PVC,PE等料的挤出工艺,相比之下前者要复杂的多,只要通过长时间的摸索与总结,问题总会迎刃而解。
无卤低烟阻燃护套料是以聚烯烃为主要基料,通过加入阻燃剂、防老化剂、润滑剂等。
经混合、塑化、混炼造粒而成,良好的阻燃性能、机械性能、无卤素气体释放等优点,得到越来越广泛的推广。
但同时也存在着缺点,如敷设环境不能有油污,因为当电缆外护套上有油污时,极易使无卤低烟阻燃料分子结构发生变化,造成护套开裂。
弯曲半径要比同规格的PVC等料的弯曲半径要大。
护套挤出工序的质量优劣也直接影响到无卤低烟阻燃料各种优良性能。
如1、断面有气孔,原因为机头温度过高造成,可采用关闭机头温度,或者采取用水介质降温。
2、护套表面不光洁,多数因为机身温度过高,本身这种料的剪切力就大,加上螺杆与机身的摩擦热,造成局部温度偏高,常见的有内侧光滑,外表面粗糙,挤出电流偏大。
严重的造成设备事故的发生。
3、还有原料、操作水平等引起的瑕疵。
下面就从护套挤出配模,挤出温度,挤出速度,冷却定型等几个方面来探讨。
一、配模在电线电缆生产中使用的模具有三种形式:挤压式、挤管式、半挤管式(半挤压式)。
模具的选配是否合理,直接影响挤出的质量和产量。
挤压式生产速度慢,对于大截面外护挤出,由于机头存在很大的反压力,容易造成料挤出速率不稳定。
无卤低烟阻燃电缆料的研究首先,无卤低烟阻燃电缆料的研究主要围绕着两个方面展开,即无卤化和低烟阻燃性能的改进。
传统的电缆料中常含有卤素元素,当电缆在着火时会产生大量的有毒气体和烟雾,严重威胁人们的生命安全。
因此,无卤化成为了无卤低烟阻燃电缆料研究的重点之一、通过改变电缆料中的成分,替代原来的卤素元素,可以降低电缆的危险性。
其次,低烟阻燃性能是无卤低烟阻燃电缆料研究的另一个重要方面。
低烟是指在电缆着火时产生的烟雾量较小,从而减少潜在的危害。
而阻燃性能则是指电缆料在着火时具有抑制火势蔓延的能力。
通过添加阻燃剂和改变电缆料的结构,可以提高电缆料的阻燃性能。
无卤低烟阻燃电缆料的研究的关键技术包括阻燃剂的选择和添加方式的优化。
阻燃剂是无卤低烟阻燃电缆料中的主要添加剂,对电缆的阻燃性能起着关键作用。
选择合适的阻燃剂可以提高电缆料的阻燃性能。
同时,优化阻燃剂的添加方式也是提高电缆料性能的重要手段。
目前,常用的阻燃剂有氮磷阻燃剂和硅酸盐阻燃剂等。
此外,研究无卤低烟阻燃电缆料还需要考虑材料的可加工性和耐久性。
材料的可加工性是指材料在制作电缆时的加工性能,包括熔融流动性和机械加工性等。
耐久性是指电缆料在长期使用中的性能稳定性,包括耐热性、耐候性和耐化学性等。
通过优化材料的配方和加工工艺,可以提高材料的可加工性和耐久性。
总之,无卤低烟阻燃电缆料的研究具有重要的意义和挑战。
通过无卤化和改进阻燃性能,可以提高电缆的安全性能。
然而,无卤低烟阻燃电缆料的研究仍然处于起步阶段,需要继续进行深入的研究和开发。
只有不断地探索新的材料和技术,才能实现无卤低烟阻燃电缆料的应用和推广。
低烟无卤阻燃电缆料及电缆加工研究电线电缆被广泛使用,与人们的工作、生活息息相关。
而电线电缆大量使用的绝缘材料和护套材料大多是易燃的高分子材料,在传电能中常因自身发热或外部火灾而引起燃烧,存在火灾安全隐患,因此应用在电线电缆中的高分子材料应具有阻燃特性。
最初是通过向这些高分子材料中添加卤系阻燃剂或采用含卤素的高分子材料来实现这个目标,但当发生水灾时,这些材料将释放出大量的烟雾和卤化氢气体,容易使人或动物窒息而死,造成二次灾难。
因此,开发和使用高阻燃、高安全、低毒、低烟、无腐蚀必气体产生的无卤阻燃电缆已成为今后的发展方向。
对于无卤阻燃电缆料的开发,已有文献报道,通常选用无机矿物粒子作为阻燃剂,比如Mg(OH)2、Al(OH)3等,基体树脂则是选用乙烯基树脂,包括交联聚乙烯、线性低密度聚乙烯(LL-DPE)/低密度聚乙烯(LDPE)/(乙烯/乙酸乙烯醋)共聚物(E/V AC)、E/V AC、LDPE/(E/V AC)等体系。
在这些研究中存在的问题均是选用单一的阻燃体系,为了达到阻燃效果,需要很高的添加量,阻燃剂在基体树脂中不能均匀分散,导致了材料的力学性能损失很大,因此其应用仍存在问题,同时这些研究大多忽视了由于高填充带来的加工问题。
按一定比例称取Al(OH)3、聚硅氧烷加人高速搅拌机中,搅拌机温度保持在120℃,搅拌20~30mm出料,得到复配阻燃体系[Al(OH)3经聚硅氧烷表面处理]。
按一定、比例称取前述复配阻燃体系、聚乙烯蜡、南京塑泰ST-6马来酸酐接枝相容剂LDPE,在双螺杆挤出机中挤出造粒,得到高浓度的阻燃母粒。
按一定比例称取LDPE、E/V AC、E/EAK、阻燃母粒及其它助剂,在双螺杆挤出机中挤出造粒,得到无卤阻燃LDPE电缆料。
将电缆料在压机上成型并在制样机上制成标准试样。
1.4 性能测试拉伸性能按GB/T 1040-1992测试;氧指数按GB/T 2406一庄993钡J试;MFR按GB/T3682-200测试;SEM观察:将试样在液氮中脆断,断面喷金处理,然后观察断口的形貌特征并拍照2 结果与讨论2.1多组分协效阻燃体系的阻燃机理作为无卤阻燃电缆料的阻燃剂,通常选用Mg(OH)2、Al(OH)3,其阻燃机理是这些含水化合物在高温下发生分解。
低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料性能全面解析首先,低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有低烟特性。
在火灾发生时,传
统的聚烯烃电缆料会产生大量的烟雾,对人体健康造成威胁,且会影响人
们的疏散和火灾救援工作。
而低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料可以有效减少烟
雾的生成,降低烟雾密度和毒性,提供了更安全的火灾环境。
其次,低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料还具有无卤性能。
传统的聚烯烃电
缆料通常含有卤素添加剂,如氯化物等,这些物质在遭受火灾时会产生有
害的气体和高度腐蚀性的酸性物质,对环境和设备造成严重破坏。
而低烟
无卤阻燃聚烯烃电缆料采用无卤阻燃剂,不含卤素物质,因此在火灾发生
时不会生成有害气体和腐蚀性物质。
此外,低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料还具有优异的阻燃性能。
阻燃性能
是电缆料的重要指标之一,它决定了电缆在火灾中的耐热性和防火性。
低
烟无卤阻燃聚烯烃电缆料采用高效的阻燃剂,可以有效阻止火焰蔓延,延
缓火灾的发展,保护电缆和设备的安全。
此外,低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料还具有良好的机械性能和热稳定性。
它具有较高的拉伸强度、弯曲强度和耐冲击性,能够在复杂的环境中保持
稳定的性能表现。
同时,它还具有优异的耐热性,能够在高温环境下长时
间工作而不失去其阻燃性能和物理性能。
综上所述,低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有低烟、无卤、优异的阻燃
性能、良好的机械性能和热稳定性等优点。
它是一种高性能、环保的电缆
保护材料,对于提高电缆系统的安全性和可靠性具有重要意义。
阻燃剂使用中的常见误区
误区一:阻燃剂用量越多,阻燃效果越好
极限氧指数及UL-94测试实验表明,材料的阻燃性能与阻燃剂的用量有一定的关系。
随着阻燃剂添加量的增多,阻燃效果呈现出先增强后减弱的趋势,且加入过多的阻燃剂对材料的力学性能具有较大的影响。
误区二:溴系阻燃剂是对人体和环境是无害的
溴系阻燃剂包括70多个品种,绝大多数溴系阻燃剂经过严格评估证明对人体及环境无害,但有个别结构溴系阻燃剂在一定条件(比如不完全燃烧)下燃烧能形成二噁英。
二噁英包括210种化合物,这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累,对人体危害严重。
误区三:阻燃等级越高越好
不同用途对阻燃性有不同要求,一般说来,人们总希望材料的阻燃性级别高一些。
但事实上各种阻燃测试方法都有其局限性,其结论都是相对的。
因此并不是阻燃级别越高越好,例如通常认为UL94V-0级的材料比V-2级的好。
然而某些电器产品要求材料具有抗电弧点燃
性,这时V-2级就比V-0级好。
因为UL94V-2 级塑料不会在电作用下形成导电而结焦,从而大大降低了着火的可能性,而UL94V-0级塑料则相反。
误区四:PP阻燃剂与阻燃母粒一样
PP阻燃剂是粉剂,适用于改性造粒,需要复合其他协效剂进行配方设计,而PP阻燃母粒,是阻燃剂的复合配方后的浓度母粒,有载体和复合阻燃剂,双螺杆造粒而成,可以直接加工制品,也可以造粒。
【线缆百科】无卤阻燃电线电缆料的加工留意事项
电线电缆料要达到低烟无卤阻燃的要求,必须添加大量的无机阻燃剂,挤出时,熔体粘度大,活动性能差,轻易产生摩擦生热,导致熔体局部温度过高,物料在机身停留时间长易发生分解,分解产生的气体轻易在制品里面形成气孔。
低烟无卤阻燃电线电缆料挤出加工时,要留意以下几点。
(1)挤出机的选择。
由于低烟无卤阻燃电线电缆料的添加剂较多,熔体粘度大,应该采用螺杆压缩比较低的挤出机。
普通单螺杆挤出机的剪切速率低,混炼能力差;双螺杆挤出机有较高的混炼能力,但加工高填充的低烟无卤阻燃电线电缆料,往往由于过度剪切而产生物料分解、变色等题目,因此最好选用单螺杆与双螺杆组合的双阶混炼挤出机。
据介绍往复式单螺杆混炼机是目前较理想的低烟无卤阻燃电线电缆料加工设备。
(2)加工工艺的选择。
除选用合适的挤出机外,加工工艺也要公道。
如温度过高会使助剂分解,造成制品有气孔;温度过低,会产生塑化不良。
应该尽量减少机身压力,螺杆转速不宜过高在保证物料充分塑化的条件下,适当降低挤出温度。
加工工艺要根据不同材料,不同配方进行调整。
(3)物料挤出加工前,要进行干燥处理,以免制品断面产生气孔。
(4)由于物料的活动性差,与设备的摩擦阻力大,可加进有机硅改善无机阻燃剂的分散性,降低加工扭矩。
有机硅的加进可进步电线电缆料的阻燃性能,是一种良好的加工助剂。
总之,低烟无卤阻燃电线电缆料对加工设备和工艺条件等各方面要求较严格,必须根据原料特性、制品性能和挤出特性选择合适的挤出设备和工艺条件。
(互联网)。
无卤低烟阻燃钢带铠装电缆护套应力开裂的探讨毛文沛【摘要】探讨了无卤低烟阻燃铠装电缆护套应力开裂的机理,提出了防止护套应力开裂的方法,在电缆的双层间隙的绕包铠装和无卤低烟阻燃聚烯烃护套之间含有缓冲层,用于消除电缆弯曲时在钢带间隙处外护套上形成的应力集中现象,保护护套不受双层钢带铠装的影响而开裂,因而提高电缆使用寿命和可靠性.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2008(000)004【总页数】3页(P44-46)【关键词】无卤低烟阻燃电缆;铠装结构;护套;应力开裂【作者】毛文沛【作者单位】江苏宏图高科技股份有限公司,江苏,无锡,214092【正文语种】中文【中图分类】TM247.10 引言国标GB/T19666—2005《阻燃和耐火电缆通则》规定了无卤低烟阻燃电缆的产品和试验要求。
按此标准,电缆的性能除了无卤低烟、阻燃性能以外,其它技术性能与原产品标准保持一致。
双层钢带铠装的无卤低烟阻燃电缆,需在铠装外面挤包无卤低烟阻燃聚烯烃护套。
但由于无卤低烟阻燃聚烯烃护套的材料耐撕裂性差、抗拉强度低、断裂伸长率低,电缆在弯曲时钢带间隙处会形成应力集中,导致钢带间隙处的护套易受应力集中影响而开裂,使电缆使用寿命缩短、可靠性下降。
近几年,国内外无卤低烟阻燃电缆频频出现护套开裂事件,特别是双层钢带铠装的无卤低烟阻燃电缆,护套开裂现象更为严重,导致该产品难以推广应用。
某公司在2006年曾发生过类似护套开裂事件,一批WDZ-KYJY23电缆放置一段时间后护套出现多处开裂。
事后从电缆开裂护套的边缘取样检测,护套的全部技术指标仍然达到产品标准要求。
为此,针对无卤低烟阻燃钢带铠装电缆护套开裂问题进行了探讨,并提出了一种解决方案。
1 护套开裂的原因探讨为探讨电缆护套开裂机理,从无卤低烟阻燃聚烯烃护套特点、电缆弯曲时护套受力、双钢带铠装电缆结构缺陷、环境和外力影响等几个方面来分析。
1.1 护套材料特点无卤低烟阻燃聚烯烃护套为了达到优异的阻燃性能,需大量填充氢氧化铝或氢氧化镁等无机阻燃剂,这就大大降低了材料的机械物理性能,使其抗拉强度、断裂伸长率等性能指标大幅下降,继而承受机械外力的能力下降。
低烟无卤阻燃电缆料技术参数解读低烟无卤阻燃电缆料是一种新型的电缆材料,具有低烟、无卤和阻燃的特点。
在电线电缆行业中应用广泛,特别适合用于高层建筑、地铁、船舶等封闭场所,能够提供更高的人身安全保障。
以下是低烟无卤阻燃电缆料的技术参数解读。
首先,低烟是指电缆料在燃烧过程中产生很少的烟雾。
烟雾是火灾中的一种危险因素,会造成视线受阻,为人员疏散和消防救援带来困难。
低烟材料能够减少烟雾的产生,提高疏散效率,同时也降低了火灾的蔓延速度,减少火灾对其他设备和构筑物的损害。
其次,无卤是指电缆料中不含氯、溴等卤素元素。
在火灾发生时,卤素化合物会释放出有毒气体,如氯化氢、溴化氢等,对人体健康造成威胁,同时还会对环境造成严重污染。
低烟无卤阻燃电缆料采用无卤阻燃剂代替传统的卤素阻燃剂,大大降低了电缆料在火灾中的毒性,保护了人员和环境的安全。
最后,阻燃是指电缆料具有抑制火焰蔓延和延缓火势发展的能力。
阻燃材料能够在火焰的作用下形成一层阻燃层,阻止火焰进一步蔓延,延长电缆的耐火时间。
阻燃性能是衡量低烟无卤阻燃电缆料的重要指标,通常采用燃烧测试方法来评估其阻燃性能,如UL94等。
除了以上三个主要的技术参数,低烟无卤阻燃电缆料还有其他一些辅助指标,如导热性、维安稳定性、机械性能等。
导热性是指电缆料传导热量的能力,一般需求导热性较低,以减少电缆在火灾时传热给附近的设备。
而维安稳定性是指电缆料在高温或长时间的热老化条件下,保持正常的性能和使用寿命。
机械性能是指电缆料的强度、韧性、耐磨性等,对电缆的安装和使用寿命有重要影响。
总的来说,低烟无卤阻燃电缆料的技术参数解读涉及到低烟性能、无卤性能和阻燃性能等主要指标,还包括导热性、维安稳定性和机械性能等辅助指标。
这些指标的优化和提升将进一步增强电缆材料在火灾中的安全性能,促进电线电缆行业的可持续发展。
低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料性能全面解析低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料性能摘要:本文针对低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料从配方技术、性能、挤塑设备及工艺等几个方面做一分析,希望能为无卤阻燃聚烯烃电线电缆生产厂家提供参考,以便更好地选择无卤电缆料品种、挤塑设备及制定合理的挤塑工艺。
随着我国冶金、电力、电子、自动化及信息化网络等行业的迅猛发展,使得与之配套的电线电缆特别是阻燃电线电缆的用量急剧增加,包括电力电缆、控制电缆、信号电缆、仪器仪表电缆、计算机电缆等。
传统的阻燃电缆一般采用聚氯乙烯做为护套,虽然聚氯乙烯材料具有阻燃性好、价廉、工艺好等特点,但由于其含有卤素,燃烧时会放出大量卤化氢气体和浓烟,造成火灾的“二次危害”,从而加大了火灾的损失。
尤其是很多科学研究已证实,卤化物对人体健康与环境所造成的损害已愈来愈严重,人们越来越重视环保,欧盟和日本一些大公司例Sony、Toshiba等都提出了对聚氯乙烯限制使用的条例;在国内,北京市供电局1998年3月发文规定禁止PVC类电线电缆在该局系统内使用,2002年华东建筑设计研究院推出的《民用建筑电线电缆防火设计规程》明确提出了使用低烟无卤电线电缆的要求。
以上这些,使得不含卤素的低烟无卤阻燃电缆料得到广泛的使用并呈现出很大的发展潜力,特别是在地铁、船舰、高层建筑和石油平台用电缆、家用电器用电线、汽车低压电线等场合大有完全取代聚氯乙烯之势。
目前使用的低烟无卤阻燃电缆料通常有聚烯烃和乙丙两大类,其中以低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料为主流,本文将对低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的配方技术、性能、挤塑设备及工艺做一分析。
一、配方技术低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料通常由聚烯烃共混树脂加阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁和一些为了提高耐热寿命而添加的适量抗氧剂组合而成。
有时为了降低其燃烧时的发烟量,还加入了一些发烟抑制剂,如钒、镍、钼、铁、硅、氮系化合物。
其阻燃机理为:燃烧时,阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁会释放出结晶水,吸收大量热量;与此同时,脱水反应会产生大量水蒸汽,它可以稀释可燃性气体,从而阻止燃烧,另外会在材料表面形成一层不熔不燃的氧化物硬壳,阻断了高聚物与外界热氧反应的通道,最终材料阻燃、自熄。
低烟无卤阻燃护套料在应用中的几个问题张国栋摘要:本文介绍了低烟无卤护套料在应用中出现的几个典型的问题,包括挤出加工困难、护套易开裂、材料热变形很难通过等问题,目的是抛砖引玉,共同探讨。
关键词:阻燃;挤出;开裂;热变形一、前言近几年来,随着国民经济的迅速发展,特别是电力、电子及信息化等行业的发展尤为迅速,使得与之配套的阻燃电线电缆用量剧增,由于人们对线缆的环保、安全要求越来越高,传统的PVC护套材料虽然阻燃性能好、价格低廉、容易加工,但由于其燃烧时会放出大量的卤化氢气体和浓烟,造成火灾的“二次危害”,对人体健康及环境损害很大。
当今人们越来越重视环保,特别是应用在地铁、船舶、建筑、家用电器等对环保要求较高的环境,低烟无卤材料护套的电线电缆,得到了广泛的应用,并有愈演愈烈之势。
目前线缆行业里应用较为广泛的是热塑性低烟无卤聚烯烃材料,聚烯烃基料以EVA为多,几年应用下来,发现几个问题,再次提出来探讨一下。
二、挤出加工问题说到这个问题,就不能不提一下此种阻燃材料的阻燃基理。
聚烯烃是无卤材料,纯碳氢化合物,燃烧时分解出水和二氧化碳,不产生明显的烟雾和有毒的腐蚀性气体,其本身是可燃的,要加入无卤的阻燃剂组成无卤阻燃材料。
要达到要求的阻燃效果,需添加大量的阻燃填充剂Al(OH)3或Mg(OH)2,填充量150份以上。
这种水合金属氧化物受热后,会释放结晶水,吸收大量热量,从而抑制聚合物温度上升,延缓热分解,来阻止燃烧。
另外,脱水分解所产生的水蒸气,能稀释可燃性的气体,从而起到阻燃效果。
但是,添加大量的阻燃剂后,会使材料的机械性能明显降低,由于无卤阻燃护套料中含有较多的氢氧化铝或氢氧化镁填充剂,导致胶料硬度高,挤塑时生热大,护套挤制困难。
特别是使用普通PE的高压缩比螺杆生产时,螺腔内压力过大易导致剪切生热,使实际温度比设定的温度高许多,容易引起物料过热机械分解,吸出水分,从而使线缆在离模后表面粗糙,有气孔,影响护套的机械物理性能。
经过生产实践,加强对主机温度的控制可以消除此种现象,挤出机各段都要有风冷装置,并保证功率足够,使各区的温度不要超过170℃。
另外采用低压缩螺杆,也可以大大降低材料的剪切热,其压缩比在1.1~1.5:1之间,长径比在20~25:1之间即可,此种螺杆加工无卤阻燃护套的工艺性能较优异且能大大提高生产效率,由于无机阻燃剂氢氧化铝或氢氧化镁的加入,使无卤阻燃电缆料极易吸潮,为了达到更加的挤塑质量,一般在生产前需对无卤阻燃料进行烘干,烘干温度控制在60~80℃(最高不得超过90℃)、时间控制在4小时左右。
无卤阻燃料挤出加工中的关键工艺因素之一是挤出模具的设计。
挤出模具分三种形式:挤压式、挤管式和半挤压式。
三种形式的模具均可用于挤制此料。
挤压式模具是模芯没有管状承径部分,模芯缩在模套承径后面。
料流是靠压力通过模套实现最后定型的,挤出的塑胶层结构紧密、外表平整。
由于在模口处产生较大的反作用力,会出现离模膨胀,一般模套内径比成品外径小5%左右,但使用挤压式模具,护套偏心调节困难,厚薄不易控制。
挤管式模具模芯有管状承径部分,模芯口端面伸出模套口或持平。
固有挤出速度快、生产操作简单、偏心易调节、护套厚薄容易控制等优点,但该模具类型的缺点是塑胶层致密性差、外表不如挤压式模具圆整。
半挤压式模具模芯有管状承径部分但比较短。
模芯承径的端面缩进模套口面,这是挤压式与挤管式的过渡形式,通常在大规格挤包及护层要求紧密时采用。
如果采用半挤压式或挤管式模具,模具的拉伸比不能太大,1.5~2.0之间即可。
三、护套开裂问题使用低烟无卤阻燃护套的电缆在敷设时或在电缆盘上护套即开裂的情况,几年来已经发生过多次,由于在聚烯烃中添加了大量的无机阻燃料,使材料的机械物理性能急剧下降,相对于HDPE护套,抗拉强度下降了近40%,断裂伸长率下降了近65%,如果在护套加工时温度和模具选配的不够合理,非常容易在合胶缝处出现开裂现象。
笔者曾经做过一次破坏性试验,选用了七家不同生产厂家的同类型低烟无卤阻燃护套材料,采用相同的设备和相同的工艺,做同一种产品,产品在护套前采用0.3mm厚的铝塑复合带纵包,各做了100mm,缆芯充入了150kPa的氮气。
使用相同的盘具收线(为了提高应力,采用了较小的收线盘径,线盘的筒体直径为缆径的10倍左右),放在阳光下暴晒,时值盛夏6月底,天公作美,没有出现阴雨天气,环境温度变化为25℃~35℃,实际电缆表面的温度要高于35℃,甚至达到50℃~60℃,经过7个昼夜的暴晒,电缆内的气压均变为0,经检查,电缆表面均出现不同程度的开裂,多数为纵向开裂,开裂处多在铝带的搭接缝处,个别在合胶缝处,同样情况的PE护套则不会出现此类现象。
由此可见,为了提高材料的阻燃性能而添加了大量的无机阻燃剂,导致护套的机械性能降低,希望材料厂商在满足材料阻燃要求的同时,提高材料的耐热应力开裂性能和抗撕性能,以避免护套在应用时开裂现象的发生。
此外,无卤阻燃材料在进行护套加工时的工艺也会影响到开裂性能,如塑化不良,导致合胶缝处粘结不好,使护套在合胶缝处的抗撕强度低导致开裂;温度控制不良使护套内产生气孔导致强度和伸率下降导致开裂等。
模具的选配不当也会导致材料的塑化不良或者使护套内产生应力,在模具设计时要考虑模具的拉伸及模芯与模套的锥度要合适。
冷却时第一段水槽采用50℃左右的水温为宜,可以在一定程度上减小和释放护套在挤塑过程中的内应力,减少开裂现象的发生。
在产品和工艺结构设计上也要尽量使护套前的半成品表面光滑圆整,如纵包金属带,可以考虑在金属带处反方向以一定的节距绕扎一定强度的扎纱,控制金属带的回弹,见效无卤护套内部的应力集中,也可以避免开裂的发生。
此外,成品线缆的贮存也应避免阳光的长时间暴晒。
四、关于热变形指标的讨论国内外相关标准中,针对热变形指标的规定有所不同,下表是几个涉及到通信线缆及材料的几个标准对热变形指标的规定。
标准名称 IEC60092-359 EN50290-2-27 GB/T 19666 YD/T 1113 YD/T 1119YD/T 1120YD/T 886试验温度(℃)80±2 80±2 80±2 90 100试验时间(h) 4(D≤12.5)6(D>12.5) 4 4(D≤12.5)6(D>12.5) 1 -重物重量(kg) 根据缆的外径(D)计算根据缆的外径(D)计算根据缆的外径(D)计算 1 1变形率(%)≤50 ≤50 ≤50 ≤20 ≤20试验方法 IEC60811-3-1 IEC60811-3-1 GB/T 2951.6 GB/T 8815 -注:GB/T 2951.6等同采用IEC60811-3-1我厂曾经送过几次无卤阻燃材料进行抽检,按YD/T 1113标准考核热变形指标均不合格,变形率均达到了100%,已经压穿了,与检测中心沟通,得知无论是国产的还是进口材料,此项指标均不合格,都达不到YD/T 1113标准的要求,该标准中规定,测试热变形指标的测试方法是依据PVC材料标准GB/T 8815,该标准考核PVC还是可以的,考核低烟无卤阻燃材料值得探讨。
另外,我们国家的标准也不统一,甚至邮电行业的几个标准也不一致,YD/T 1113与YD/T 886及YD/T 1119、YD/T 1120之间的试验温度规定就不同。
GB/T 19666与IEC 60092-359的要求相同,试验时间与电缆的外径有关,而欧洲标准与IEC标准又不相同。
这些标准的不一致会带来很多不便,材料的生产和使用单位在进行检测时容易出现判据不统一的情况,给材料的应用带来不便。
此外,邮电行业的几个标准对材料的命名也不统一,YD/T 886和YD/T 1119都命名为“低烟无卤阻燃聚烯烃”, YD/T 1120则命名为“低烟无卤阻燃聚乙烯”,现在大量应用的是以EVA为基材的无卤材料,YD/T 1120的命名覆盖的不够全面,命名应与YD/T 886相同。
目前,低烟无卤阻燃材料应用范围越来越广,每年的用量越来越大,希望相关标准的制定部门能够结合实际,编制一套可供广大材料的生产商和使用商有效参考的标准。
五、结束语低烟无卤阻燃材料虽然已经大规模的应用在地铁、船舶、高层建筑、家用电器、移动基站等对安全及环保要求较高的场合,但由于在聚烯烃中添加了大量的无机阻燃填充剂,使材料的机械性能大大降低,使之应用受到一定的限制。
可喜的是,有些材料厂商如DOW化学、北欧化工已经在开发新型的无卤阻燃材料,如新型膨胀型阻燃料、加入纳米的无卤阻燃料等。
希望有关的研发和生产厂商能够开发出性能更加平衡的材料,同时能够降低单位长度线缆的护套成本,有效地推进无卤阻燃技术的应用。
低烟无卤聚烯烃阻燃料产品简介: 该产品无卤、低发烟量、高阻燃、热塑型的聚烯烃注塑料,适用于分支电缆注塑头及各种接插件。
可直接制成各种颜色或加入聚烯烃类色母料。
该材料具有较好的物理机械性能及良好的阻燃性能,断裂伸长率高,耐开裂性能好,加工性能特别优良。
绿色环保符合欧ROH指令。
一.性能典型值性能单位典型值测试方法密度g/cm3 1.10 GB1033原始拉伸强度Mpa 6 GB/T1040原始断裂伸长率﹪350 GB/T1040冲击脆化温度(-35℃)通过GB547020℃体积电阻系数ΩM 2×1012 GB1410击穿电压力MV/m 32 GB1408氧指数﹪31 GB1408烟密度有焰50 GB8323无焰92PH值 5.4 IEC754-2电导率µs/cm 9.1 IEC754-2以上列数据是本产品的典型值,不作产品的标准考核值二.良好的物理性能断裂伸长率传统的ATH低烟无卤阻燃电缆料的断裂伸长率只有240%左右,我公司生产的低烟无卤阻燃电缆料的断裂伸长率可以达到300%以上。
从另一个方面说,断裂伸长率的好坏直接影响着低烟无卤阻燃料的耐环境开裂性能的好坏,断裂伸长率大,耐环境开裂性能就好。
耐环境开裂性能耐环境开裂性能远远优于传统的低烟无卤阻燃料。
成型收缩率小,一般在0.5%左右.三. 加工技术本产品加工性能优良,可在普通柱塞式、螺杆式注塑机上成型,注塑温度为:150-180℃左右,可根据具体情况进行调整。
一般情况下,最高温度不应超过200℃。
四.高效的阻燃性能氧指数:氧指数在30以上。
燃烧时炭化速度快,成膜性好,短时间点燃后离火自熄。
五.高标准的环保性能无卤,无铅,无硫/锑,低烟,低腐蚀,符合欧洲绿色环保要求。
六. 可自由配色可以根据生产需要自由添加聚烯烃类色母料,色母料加入闪要进行烘干(70℃,4小时),加入比例在0.5%左右。
七. 突出的性价比我公司生产的低烟无卤阻燃料的密度在1.10~1.15g/cm2之间,传统ATH低烟无卤阻燃料的密度一般在1.45~1.55g/cm2之间,综合性价比突出,可大幅度降低材料用量,可降低生产成本,具有价格优势。