UL认证XLPE照射线

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产品名称: XLPE无卤辐照电线电缆
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XLPE无卤辐照电线电缆

XLPE无卤辐照电线电缆

无卤阻燃EVA复合材料研究进展

乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)因具有良好 的柔韧性、光学性能、耐低温性能及耐环境应力 开裂性,而被广泛应用于发泡材料、功能性棚 膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。 但EVA同大多数聚合物一样,容易燃烧,且放热 量大、发烟量大,并释放有毒气体,从而大大限 制了EVA的应用。随着人类环境保护意识的不断 增强,采用无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂制 备阻燃EVA复合材料的研究越来越引起人们的重视、无毒、无腐蚀性,稳定性好,且具有阻燃、消烟、 填充的功能,其中MH的分解温度高于ATH,且促 使基材成炭效果的能力以及阻燃抑烟效果都好于 ATH。此外,MH还能中和燃烧过程中的酸性、腐 蚀性气体。但ATH和MH添加量大,以其阻燃的 EVA复合材料的力学性能和加工性能受损严重。 为了减少ATH、MH的添加量,提高它们与EVA树 脂的相容性,对ATH、MH进行超细化、表面偶 联改性以及在EVA/氢氧化物复合体系中加入相容 剂,成为阻燃EVA研究的一个主要方向。

XLPE无卤辐照电线电缆性能

大量无机阻燃剂的使用赋予了低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料阻燃、 低烟、无卤、低毒等特性,同时也使其在物理机械性能、电气性能和 挤出工艺性能等方面与其他非阻燃及含卤阻燃材料存在差异。 由于低 烟无卤电线电缆使用场合及其配套产品生产工艺不同, 性能要求也不 尽相同,如在抗张强度、断裂伸长率、老化温度和指标、体积电阻系 数、耐油性能、耐刮磨性能、柔软性、阻燃要求等方面,不同的电缆 往往有所偏重。在无卤材料技术中,以上有的指标是相互制约的,不 可能有一种全能的产品能满足以上所有各类电线电缆的要求, 比较突 出的是:断裂伸长率与阻燃性之间的矛盾、柔软度与热变形及老化性 能之间的矛盾。 材料厂家能做到的只能是在满足基本性能要求的基础上,在某些性能之间进行优劣平衡,以不同牌号的产品适应不同要求 的电线电缆。以下对常规低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料性能做一介绍。

一、阻燃特性 低烟无卤阻燃电缆料除具有阻燃性外,与含卤阻燃电缆料相比, 还具有低烟、无卤、低腐蚀、低毒等特性。
(1)氧指数 目前在国内主要以 GB/T 2406 方法来测试常温下阻燃电缆料的氧 指数,以考核材料的阻燃性,高温下的氧指数对阻燃电线电缆来说尽 管也比较重要,但因为测试条件等因素,一般很少进行测试。另外一 个与材料阻燃性密切相关的参数——温度指数也很少测试。 其测试方 法在 NES 715 中有规定,表示了在环境温度到底升到多高时,材料能 在空气中点燃。 低烟无卤电缆料常温下氧指数达到 33-35 即可满足一 般电缆阻燃要求,其温度指数为 300 左右。 氧指数作为世界范围内最常用的燃烧试验,并不能作为判断材料 阻燃性的唯一指标, 材料自熄性的考核似乎更能贴切地衡量材料的阻 燃性能。例如聚氯乙烯或含卤阻燃聚烯烃氧指数只要达到 30 左右, 用其做为绝缘截面为 0.5mm2 的电线即可通过 UL 标准中的 VW-1 燃烧 试验,而低烟无卤阻燃聚烯烃材料氧指数即使达到 34 以上,也未必 能满足 VW-1 燃烧要求。另外,同样是低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料, 氧指数高的产品自熄性也未必就好。例如:用碳酸钙和聚硅氧烷作阻 燃剂的无卤料经过适当的基材配合,氧指数可做得较高,甚至达到 36-38, 但很可能自熄性不如氧指数为 32-34 的聚烯烃/矿物氢氧化物 体系。国外有的用户已开始采用 UL 94 中的 V-0 等级来考核无卤材料 的自熄性,作为对氧指数考核指标的补充。现在在阻燃指标方面,有 一种更为接近实际燃烧性能的锥体量热计法越来越受到人们的关注,该方法可对材料燃烧时的着火时间、发热速度、总发热量等燃烧参数 进行定量评价。经实验表明,发热速度越大的无卤材料,向周围传播 热量越容易,越有可能扩大燃烧范围,即易于延燃、自熄性差,而氧 指数高的无卤材料发热速度不一定就比氧指数低的发热速度小。 尽管 单纯用氧指数来考核材料的阻燃性,存在一定的局限性,但由于其测 试方法简便易行, 且对于同一类材料在绝大多数情况下来说还是可以 相对表明其阻燃性的差异, 所以通常把氧指数作为材料阻燃性的一项 考核指标,也未尝不可。

(2)卤素含量 目前有 IEC 754-1 和 MIL-C-24643A 两种方法用来测定卤素及 氢卤酸气体含量。前者不适于卤酸气体含量低于 5mg/g 的场合,即不 适于无卤材料含卤量的测定, 后者为采用χ射线原理测量体系卤元素 的含量,测试精度为 0.2%,严格意义上来说凭此方法也不能完全判 定被测材料是否丝毫不含卤素。 因此很多无卤材料标准中不将卤素含 量做为一项考核指标, 更多地是通过 PH 值及电导率来表征其无卤性。 只有 BS、IEC 等标准中将无卤体系中卤化氢释放量的指标定在≦ 5mg/g,作为分界点考核。

(3) 烟密度 成品电缆一般采用 GB/T17651 的成束燃烧方法测试电缆燃烧 后的透光率来考核电缆低烟性能,低烟无卤电缆透光率达到 60%以上 符合要求。对材料来说,一般采用 GB/T8323 的方法来测试其有焰及 无焰燃烧时的最大烟密度 Dm,以此来考核材料的发烟性能。低烟无 卤电缆料燃烧时的发烟性远低于含卤阻燃电缆料, 其指标一般为有焰 Dm≦100,无焰 Dm≦200,而含卤阻燃电缆料有焰及无焰 Dm 均为 300 以 上。

(5)毒性指数 毒性指数目前主要采用 NES 713,即气体分析法来检测,英 国海军在海军工程标准 NES 518-1983“降低火灾危险的电缆护套规 范” 中规定了无卤材料毒性指数不大于 5, 国内通常也采用这一指标, 但国外对一些无卤绝缘产品也有不大于 3 的要求。

(4)腐蚀性 IEC 1991 年公布 IEC 754-2,通过测定 PH 值和电导率来测试 电缆材料燃烧时释放气体的酸度, 并规定测得 PH≧4.3 及电导率≦10 μs/mm 为无卤、低腐蚀标准。IL-C-24643A 规范中规定电缆材料燃烧 时释放出的气体,卤素含量≦0.2%作为无卤、低腐蚀性标准。低烟无 卤电缆料 PH 值一般为 4.5-6.0,电导率为 0.7-5μs/mm。

二、物理机械及电气性能 由于大量的无机阻燃剂填充,使低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的物 理机械性能及电气性能比非阻燃及含卤阻燃聚烯烃电缆料均有所降 低,主要表现在以下几个方面:
(a)抗张强度及断裂伸长率降低。 无卤电缆料抗张强度在 10-14Mpa 左右, 断裂伸长率在 150-250%左右;
(b)抗老化性能有所降低。大量无机阻燃剂的加入,使无卤电缆料 抗老化性能受到较大影响。热塑型无卤阻燃电缆料一般以经 100℃× 168hr 老化后,抗张强度及断裂伸长率变化率不大于±30%做为考核 指标;
(c)柔软度较差。一般无卤阻燃聚烯烃电缆料邵 氏 A 硬度均超过 HA90,邵氏 D 硬度超过 HD40。
(d)热变形变大。由于无卤阻燃电缆料中高 VA 含量 EVA 比例 较大,致使其耐热变形性能较差,一般以 80℃×4hr 变形率不大于 50%做为考核指标;
(e)耐潮湿性能较差。由于无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝的加入,使无卤阻燃电缆料极易吸湿,若无真 空铝箔包装,常态下其贮存期最好不要超过 1 个月,否则将吸潮影响 使用。经对比实验发现,无卤阻燃电缆料浸水一天后,体积电阻率将 下降 60~80%。
(f)耐外伤性能较差, 经外力擦划后易有伤痕。该性能的降低程度与配方有密切关系,不同 品种的无卤电缆料差异很大。
(g)体积电阻率及电气击穿强度有所下降。与含卤阻 燃聚烯烃电缆料相比下降并不很明显, 但与非阻燃聚烯烃电缆料相比 下降却比较明显。
(h)介电常数ε及介质损耗角正切 tgδ急剧下降。 这与大量填充剂的加入密切相关。


 

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