低烟无卤阻燃护套
热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的抗开裂性能研究
热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的抗开裂性能研究摘要：在某些需要阻燃特性条件下布线电缆，所以在地铁、隧道、石油、煤炭、建筑物、计算机房、公共建筑等的电缆，现在都是用阻燃材料制成的，尤其是在地铁的大型建设项目中。
高压或信号线路可以传输铁路下方。
使用阻燃电缆材料可减少火灾或损坏线路引起的火灾，因为轨道电缆需要阻燃护套料。
通常分为两类:一类用于PVC、一类EVA、PE。
普通PVC卤素等有毒物质含有，燃烧时释放氰化物并暴露于环境中。
不耐臭氧和水，缩短寿命。
增加低烟卤化物可减少燃烧过程中产生的有毒和腐蚀性气体的数量。
在通风不良的情况下，例如飞机、火车车厢或船舶，通常使用低烟无卤护套。
开裂是常见的品质问题。
电缆材料抗开裂由HDPE/EVA比、氢的选择和填充系数的研究确定。
力学、阻燃、流变特性的影响，实现了电缆材料的整体性能卓越，从而解决了电缆材料开裂存在的问题。
关键词：抗开裂；化学合成法氢氧化铝；低烟无卤；阻燃热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护国内外的研究，例如抗开协同剂、协效剂等。
虽然裂纹的强度可以测试，但使用起来比较昂贵和困难。
目前还有其他EVA/LLDPE配方采用填充氢氧化铝，但耐热性较低。
一般来说，可以选择良好的热树脂来增强开裂性。
因此本文选用EVA/LLDPE氢填料处方来开裂性缺陷。
影响材料抗开裂是无机阻燃剂的数量和性质也有关系。
因此，本文研究了低烟无卤阻燃聚烯烃护套料抗开裂性能影响。
一、慨况由于金属、能源、电子、自动化和信息网络的迅速发展，我国的配套电缆和电线使用大大增加，包括电气、控制、信号电缆、测量设备和计算机电缆，特别是阻燃电缆通常使用聚氯乙烯作为安全护套。
尽管聚氯乙烯具有良好的阻燃、经济实惠的性价比和良好的工艺性能，但由于卤素还原较高，在燃烧过程中消除了大量卤化氢和烟雾，从而导致火灾的“第二危害”。
这增加了火灾造成的伤害。
传统含卤电缆材料在燃烧过程中大量排放有毒卤化氢，危害生命和设施，限制使用。
低烟、环保、阻燃剂和无卤聚合材料的研究变得越来越重要。
皮缆分类1
室内蝶形引入光缆：
GJXH 室内金属加强型蝶形引入光缆，
GJXFH(F2)室内非金属（玻璃纤维）加强型蝶形引入光缆，
GJXFH(F1)室内非金属（芳纶纤维）加强型蝶形引入光缆；
室外自承式蝶形引入光缆：
GJYXCH 室外金属加强型自承式蝶形引入光缆，
GJYXFCH(F2)室外非金属（玻璃纤维）加强型自承式蝶形引入光缆，GJYXFCH(F1)室外非金属（芳纶纤维）加强型自承式蝶形引入光缆；
目前皮线光缆主要生产的型号为：GJXH，GJXFH（F1）、GJXFH（F2）（Ｈ可以用Ｖ、Ｙ代替）
GJX表示室内皮线光缆；
H表示低烟无卤阻燃护套V聚氯乙烯护套Ｙ聚乙烯护套
F表示非金属
非金属主要有两种，一种是芳纶纤维（F1）型，抗拉力大，另一种是玻璃纤维（F2）型。
皮线光缆中所用的材质：
（一）光纤：1-4芯
G657A抗弯曲光纤（目前的主流）通常用字母B6a表示 2、G652单模光纤或A1A，A1B单模光纤，通常用字母B1，A1A，A1B表示
（二）加强件
1、钢丝
2、KFRP（芳纶纤维，黄色）
3、GFRP（玻璃纤维，白色）
（三）护套
1、LSZH 低烟无卤阻燃护套（目前的主流）
2、PVC。
低烟无卤阻燃护套料在应用中的几个问题
低烟无卤阻燃护套料在应用中的几个问题摘要：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。
低烟无卤阻燃护套
低烟无卤阻燃护套、绝缘料——用于电力、通讯、控制电缆AFR/12是一种含阻燃剂的聚烯烃热塑性复合材料，不释放卤酸，具有自熄特点, 可大量减少有毒腐蚀性气体的排放和烟雾的产生。
由这种材料制成的电缆特别适合在要求具有高度安全性的公共场合下使用。
AFR/12具有良好的机械性能、加工性能和阻燃性能，并具有最优的性价比。
AFR/12的性能测试符合CEI 20.11M1、VDE 0207-24HM2、BS 6724、BS 7655 LTS1与LTS3、OVE K- 81-9 MHN2和Cenelec HD 624.7 S1试验标准。
以上典型值取自样片或电缆试样测试平均值。
挤出AFR/12可用长径比L/D=18～25的挤出机挤出，建议采用低压缩比(类似挤橡胶或无卤材料)的螺杆， 也可以采用挤PVC 的螺杆低速挤出。
慎用挤聚乙烯的螺杆。
料筒要有良好的温控装置。
挤出机各段温度建议如下：100110120130140150160170180190200 1区2区3区4区法兰盘机头口模以上温度仅供参考，具体温度控制应根据具体设备适当调整，但熔融温度不能超过170℃。
筛网须用 宽眼网(<100孔/cm 2 )。
但必须使用分流板，特别在使用低压缩比的螺杆时。
AFR/12既可采用压缩式挤出，也可采用挤管式挤出。
本料用户可自加各种色母粒，建议重量比为1.5%。
贮存本料必须在下列条件下贮存: 1. 包装完好无破损; 2. 环境温度不超过30℃;3. 不直接暴露在阳光下或风雨中。
包装AFR/12每25kg 一袋防潮包装, 1250kg 托盘包装; 或1000kg 托盘防潮箱装。
125℃低烟无卤辐照交联电缆用护套料物性指标
125℃低烟无卤辐照交联电缆用护套料物性指标
品种：LSZH 护套料 规格用途
品名 单位 用途 备注说明 参数参考
基本参数 附加参数
UL125℃光伏线用辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料 吨 暂无 暂无 国标
物性指标
性能项目
断裂拉伸应变
介电强度
体积电阻率 ，20℃
氧指数
pH 值
伸长残率
%
பைடு நூலகம்试验方法
/
试验时间
h
耐候性
抗张残率
%
伸长残率
%
≥45 UL 2556
720 ≥80 ≥80
热延伸（200℃、 负荷下伸长率 0.2MPa、15min） 冷却后永久变形
抗张强度
电导率
冲击脆化温度 试验温度
烟密度
有焰 无焰
试验时间
热老化试验
试验温度
抗张残率
单位 %
MV/m Ω·m
% / % % MPa μs/mm ℃ % % h ℃ %
性能要求 ≥150 ≥18
≥1*10¹⁰ ≥32 ≥4.3 ≤175 ≤15 ≥10.3 ≤10 -40℃ ≤100 ≤150 168 158±1 ≥70
无卤阻燃电缆护套料配方
无卤阻燃电缆护套料配方
无卤阻燃电缆的阻燃剂主要是氢氧化铝和氢氧化镁，这两种无机阻燃剂无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体，且抑烟。
但要达到一定的阻燃效果用量较大，且无机阻燃剂与橡胶之间的亲和力较弱，影响胶料的机械物理性能，因此需加入表面活性剂货偶联剂来改善他们的兼容性，提高氢氧化铝和氢氧化镁在橡胶中的分散性，这样才能得到力学性能较好的阻燃橡胶。
微胶囊化红磷以及以橡胶为载体的母粒，也可用做橡胶的无卤阻燃剂，一般是和氢氧化铝和氢氧化镁配合使用。
近年来已经研究和开发了具有工程应用前景的膨胀型阻燃剂（IFR），这类材料主要有聚磷酸铵、磷酸酯、季戊四醇、三聚氰胺和膨胀石墨等。
含有IFR的橡胶燃烧和裂解时，主要通过在凝聚相中发生成炭效果而发挥阻燃作用，上述膨胀型阻燃剂单独使用时，对橡胶的阻燃效果不佳，当他们共同使用时，由于成炭率的提高，阻燃性能大大提高。
下面介绍一些重要的无卤阻燃电线电缆的配方和性能。
所得硫化胶的物理性能：拉伸强度6MPa，断裂伸长率400%，硬度为72，氧指数38。
所得阻燃橡胶制品燃烧时产烟量小，NBS烟密度Dm为87，拉伸强度11.3MPa，断裂伸长率380%，135℃×168h以后拉伸强度变化率为6.5%，断裂伸长率变化率降低9.2%，氧指数为31。
在170℃×10min硫化条件下测得胶料的拉伸强度为8MPa，断裂伸长率为360%，硬度为77，胶料燃烧速度慢，热释放速率低，烟密度小且燃烧后残渣量多，阻燃性能达到UL94 V0级。
VAMAC低烟无卤阻燃电缆胶料的主要填料为氢氧化镁，其结构对胶料的性能影响大较大，宜选中等粒径，填料表面处理剂宜选用硬脂酸锌。
胶料性能如下表：。
安全环保低烟无卤聚烯烃阻燃护套料(一)
牌号 Type DW9021
DW9023
DW9023B
DW9023C 2、 产品说明
名
称
Product
90℃低烟无卤阻燃聚烯烃护套级电缆料
90℃Low-smoke, halogen-free and flame retardant POE jacket compound 90℃低烟无卤高阻燃聚烯烃护套料
100
51
100
54
无焰 Non flaming
≤
200
135
200
132
200
143
200
125
放出气体酸度(PH 值)
Acidity of gases ≥
4.3
5.3
4.3
5.7
4.3
6.1
4.3
6.1
evolved (pH)
放出气体电导率
Conductivity of gase≤ μ s/mm 10
DW9023C
标准值 典型值 Standard Typical
比重 Density
g/cm3
--
1.46
--
1.48
--
1.50
--
1.50
硬度
Shore A --
95
--
95
--
95
--
96
Hardness
拉伸强度
≥ MPa 9.0
12.5
9.0
12.5
9.0
12.0
9.0
10.5
Tensile Strength
薄壁、超薄壁电线电缆用护套料，高阻燃 Common jacket for high flame retardant,thin wall or super thin wall wires and cables. It has high Oxygen Index performance
低烟无卤阻燃电缆料的技术现状及有关电缆标准解析
低烟无卤阻燃电缆料的技术现状及有关电缆标准解析众所周知，目前我国电缆厂对低烟无卤阻燃电缆料的需求，在数量上有较大幅度的增长，在品种上也不断出现有新的要求。
前几年，只有几家规模较大的电缆厂或专业厂在一些重大工程用电缆上应用此类电缆料，到目前，有众多规模较小的电缆厂都有让人感到惊奇的需求量，在电缆的品种上也波及到一些常规产品如BV线等。
同样，最早出现在中国市场的低烟无卤阻燃电缆料都为进口，如英国的Magalon美国联碳（现为道化学、意大利潘德那等，到九十年代后期，国内有少数电缆料厂能生产。
据不完全统计，目前有超过三十家电缆料厂在生产或即将生产低烟无卤阻燃电缆料。
低烟无卤阻燃电缆料可分为热塑型交联型。
热塑型低烟无卤阻燃护套料是目前市场上最大量的品种，可用于电力电缆、控制电缆、通讯电缆等各类电缆的护套材料。
热塑型低烟无卤阻燃绝缘相对护套用量少，一般多用于小规格电线。
交联型低烟无卤阻燃电缆料目前市场上大部分为辐照交联型，多用于舰船用电缆的护套、核电用电缆的绝缘、机车车辆线的绝缘、汽车线及电器装备用线的绝缘等。
化学交联型低烟无卤阻燃料以橡胶类居多，由于受生产电缆装备限制，一般由橡皮电缆生产基础的电缆厂自主混配生产，用于船用电缆的绝缘及机车车辆线的绝缘。
硅烷交联型低烟无卤阻燃电缆料国内尚未开发成熟，仍依赖进口（如潘德那、AEI），价格昂贵，用量不大。
以上热塑性或交联型低烟无卤阻燃电缆及电缆料的生产大多依据国际标准和国外标准，也有少量国内标准，相关的标准有IEC 92-359-1987 船用电力及通讯电缆用护套材料（该标准在1994和1999年有2个增补本）BS 7878.6-1997 通讯电缆用无卤阻燃绝缘材料BS 7878.7-19 通讯电缆用热塑性无卤阻燃护套材料EN 50290-2-26-2002 通讯电缆用热塑性无卤阻燃护套材料岭澳核电1KV 电力电缆技术要求Mil-c-24643-1994 美国军用船用电缆标准YD/T1113-2001 光缆护套用低烟无卤阻燃材料特性GB 12528.11-2003 交联聚烯烃绝缘铁路机车车辆用电缆（电线）标准以上这些标准除YD/T1113-2001 外均为电缆标准而非电缆料标准，也就是试验项目均取自产品电缆而非由粒料制片后测得。
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低烟无卤阻燃护套、绝缘料——用于电力、通讯、控制电缆AFR/12是一种含阻燃剂的聚烯烃热塑性复合材料，不释放卤酸，具有自熄特点, 可大量减少有毒腐蚀
性气体的排放和烟雾的产生。
由这种材料制成的电缆特别适合在要求具有高度安全性的公共场合下使用。
AFR/12具有良好的机械性能、加工性能和阻燃性能，并具有最优的性价比。
AFR/12的性能测试符合CEI 20.11M1、VDE 0207-24HM2、BS 6724、BS 7655 LTS1与LTS3、OVE K-
cm
cm
M km
M km
1 / 2
S/mm
以上典型值取自样片或电缆试样测试平均值。
挤出
AFR/12可用长径比L/D=18～25的挤出机挤出，建议采用低压缩比(类似挤橡胶或无卤材料)的螺杆，
也可以采用挤PVC 的螺杆低速挤出。
慎用挤聚乙烯的螺杆。
料筒要有良好的温控装置。
挤出机各段温度建议如下：
100
110120130140150160170180190200 1区
2区
3区
4区
法兰盘
机头
口模
以上温度仅供参考，具体温度控制应根据具体设备适当调整，但熔融温度不能超过170℃。
筛网须用
宽眼网(<100孔/cm 2
)。
但必须使用分流板，特别在使用低压缩比的螺杆时。
AFR/12既可采用压缩式挤出，也可采用挤管式挤出。
本料用户可自加各种色母粒，建议重量比为1.5%。
贮存
本料必须在下列条件下贮存: 1. 包装完好无破损; 2. 环境温度不超过30℃;
3. 不直接暴露在阳光下或风雨中。
包装
AFR/12每25kg 一袋防潮包装, 1250kg 托盘包装; 或1000kg 托盘防潮箱装。
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