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我国电力电缆用橡胶的技术进展

发布时间:2018-03-01

随着我国电力工业及相关工业的快速发展,给电线电缆行业发展带来良好商机,我国电线随着高质量、高要求电线电缆及其附件需求越来越大,乙丙橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯及纳米填充改性的橡胶用量逐年增加,很多橡胶材料更趋向于弹性体化,成为了电线电缆用橡胶的热点品种和技术开发应用主要方向。

◆ 加工技术

由于橡胶混合料存在易粘连、易焦烧、不易贮存和运输等特点,因此电线电缆行业凡是生产橡胶类线缆的企业均采用自产自用的方式,生产加工方式有开炼机+辗页机;密炼机+开炼机+辗页机;连续混炼造粒机等,其中连续混炼造粒机加工方式代表着线缆用橡胶加工技术的方向,20世纪90年代后期才开始在一些外资企业中使用,连续混炼造粒机与塑料造粒工作原理相似,其优点是设备紧凑效率高,可以将整条生产线从称量到加料、混炼、造粒和包装做成封闭系统,自动化程度高,大大减少了粉尘污染,产品质量稳定、可靠、粒料流动性好,便于下道工序挤出的喂料,该生产线只适合粉状、粒状或者液体状胶的生产,目前从世界线缆橡胶料发展趋势来看,粉状、粒状或液体胶品种和数量在不断增加。国内下列品种原胶均已商品化:粒状天然胶、粒状乙丙胶、液体丁苯胶、粉装氯化聚乙烯橡胶、粉状丁腈胶等。国内已经有数家企业可以生产“连续混炼造粒机”。而且价格与“密炼+开炼+辗页”生产线相当,因此国内线缆生产企业应加快加工技术进步,采用连续混炼造粒机技术。

◆ 线缆用橡胶料

1、氯化聚乙烯

树脂状氯化聚乙烯(CPE)一般具有一定的结晶度和较高粘度,具有门尼粘度高、胶料加工和挤出困难等缺点,影响其在电线电缆行业应用,近年来国内成功开发了弹性体型氯化聚乙烯(CM),解决了国内线缆行业长期高价进口国外CM或使用难以加工的CPE问题。CM作为阻燃、耐候性优良的特种橡胶,特别适用于电缆护套和家电电缆。

2、丁腈橡胶

丁腈橡胶在线缆中应用主要是作为树脂改性剂,与一些通用塑料形成弹性体,尤其是粉末丁腈橡胶,由于其分散性、易操作性、粒子细化等优点,对橡胶加工应用、树脂改性和制品性能改善等方面都起到较大改善。丁腈橡胶在电线电缆胶料中应用可以大大改善制品耐油、耐寒和耐磨性能。聚氯乙烯树脂、交联聚氯乙烯树脂、粉末丁腈橡胶和一些填充剂、助剂等组成一种新型电线电缆料,具有橡胶的柔软性、良好的亚光效果,且耐油、耐磨和耐酸碱等性能获得提高,可以替代乙丙橡胶作为高性能的电线电缆绝缘护套。丁腈橡胶还可以与聚丙烯采用动态硫化和增容技术生产生产弹性体,由于丁腈橡胶和聚丙烯的分子结构和极性不同,溶解度参数、界面张力相差甚大,两者相容性很差,将增容化技术运用于动态硫化法体系中,可以得到性能优良的丁腈橡胶-聚丙烯弹性体,主要用于制造电线电缆护套和一些胶管、垫片等。

3、乙丙橡胶

由于具有饱和的主链,乙丙橡胶可以采用不同的配方,但是多数乙丙橡胶均具有耐臭氧、耐热、耐湿气、低温柔性、宽拉伸强度范围及极好的电绝缘性能,这些性能在电气领域中是特别重要的,因此在中压和高压绝缘电线电缆、电缆连接件及聚合物绝缘子的生产中增加了乙丙橡胶的使用量。以前这些领域主要由聚氯乙烯占领,随着全球范围内环保要求和压力日益增加,聚氯乙烯已被公认为有严重的环境污染问题,在燃烧过程中会释放出含氯有毒气体,另外需要使用大量重金属稳定剂等缺点。同时由于乙丙橡胶对UV辐射的低敏感性、低毒性和优异耐化学药品性,因此乙丙橡胶在电线电缆市场份额已不断增加。值得注意的是乙丙橡胶是易燃的,需要加高浓度的阻燃剂加以保护,通常情况下,为了使乙丙橡胶具有良好的阻燃,阻燃剂的用量需要高达100份,另外乙丙橡胶与其他橡胶相比价格比较昂贵。

4、硅橡胶

硅橡胶的电气性能受温度影响很小,是一种性能优异且稳定的绝缘材料,采用其制造电线电缆不仅可以在恶劣环境下工作,而且在满负荷运行条件下具有高可靠性的保障,尤其是随着我国电线电缆及附件标准进一步向国际标准接轨,硅橡胶成为电力工业中橡胶最具有潜力的品种,广泛应用于绝缘子、高性能电线电缆及附件的主要胶料。如国内多家电缆企业生产的300/500V、450/750V耐火特性为A类的等不同规格的硅橡胶绝缘耐火电线电缆在地铁、过江隧道、大型建筑等项目工程电力设备配套,性能非常稳定。国内资料报道作为耐水电缆硅橡胶配方为:甲基苯基乙烯基硅橡胶100份、三甲氧基乙烯基硅烷0.5份、4#气相法白炭黑量50份、低分子羟基硅油3-5份、铂化合物0.01份、过氧化物交联剂1-2份、其他3-5份。