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常见电线电缆绝缘材料优缺点分析
深圳琦富瑞电子电线电缆研究所
张万涛
摘要
绝缘材料性能的优劣直接影吻电线电缆的质量、加工效率、应用范围。结合多年电
线电缆设计开发与生产经验,笔者将对常用电线电缆绝缘材料性能之优缺点作简要分析,
旨在与业界共同探讨,并逐步缩短与国际线缆方面的差距
鉴于现行的国际标准众多,本文将重点从UL标准角度作集中描述,权当抛砖引玉
不周之处,请业界同仁不吝赐教。
关键词:电子线、高温特种线
对于UL758系列的电子线及高温特种线,其主要绝缘材料为聚氯乙烯
交联聚烯烃、硅橡胶和氟塑料等。由于不同绝缘材料之间的差异,在电线
电缆生产和线材加工方面呈现各自不同的特点,充分认识这地特点,将有
利于材料的选型和产品质量的控制。
一)PVC聚氯乙烯电线电缆绝缘
PVC聚氯乙烯(以下简称PVC)绝缘材料是在PVC粉中添加稳定剂
增塑剂、阻燃剂、润滑剂及其它助剂的混合物。针对电线电缆不同应用与不
同的特性需求,其配方做相应的调整。经过几十年的生产和使用,目前PVC
制造及加工技术已经非常成熟。PVC绝缘材质在电线电缆领域有着非常广
泛的应用,并有着显著的自身特点:
1)制造技术成熟、易成型和加工制造。相比其它类的线缆绝缘材料,
不仪成本低廉,在线材表面色差、光哑度、印字、加工效率、软硬度、导
体的附着力、线材本身的机械物理性能和电性能方面均可作有效控制。
2)具有非常良好的阻燃性能,故PVC绝缘电线极易达到各类标准规
定的阻燃等级。
3)在耐温方面,通过对材料配方优化改进,目前常用的PVC绝缘类型主
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要有以下三类
表
材料类別额定温度(最高)应用
使用特性
绝缘,
可根据需求使用不同硬度,
普通型
105C
护套绝缘
般比较柔软,易成型和加
比普通型硬度高,硬度
Shore90A以上。同普通型
半硬质
线芯绝相比提高了绝缘机械强度,
(SR-PVC
同上
更优良的热稳定性。缺点是
柔软度不好,使用范围受到
殷是通过辐照方式交联,
使普通型热塑性PVC转变
交联PVC
同上
成不溶的热固性塑料,分子
(XLPVC)
线芯绝像结杓更加稳定,提高了绝缘
机械强度,短路温度可达到
250C。
4)在额定电压方面,一般使用于额定1000VAC及其以下电压等级,
可广泛应用于家用电器、仪器仪表、照明、网络通讯等行业。
5)琦富瑞塑胶事业部成功开发的无毒无味PVC绝缘线,广泛使用于
空调,冰箱等电器配线。
PVC也有一些自身缺点,限制了其使用
)由于含有大量氯元素,燃烧吋会散发出大量浓烟会让人窒息,影响
能见度,并产生些致癌物质和HC?气体,对环境造成严重危害。随着低烟
无卤绝缘材料制造技术的发展,逐步取代PVC绝缘已成为线缆发展的必
然趋势。目前一些有影响力及社会责任感较强的企业,在公司技术标准中明
确提出了替代PVC材料的时间表。
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2)普通PVC绝缘耐酸碱,耐热油,耐有机溶剂性能较差,根据相似相浴
的化学原理,PVC线材极易在所述特定环境中出现破损和开裂。
但是,凭借其优良的加工性能和低廉的成本。PVC线缆在家用电器,
照明灯饰,机械装备,仪器仪表,网络通讯,楼宇布线等领域仍得到广泛的使
二)交联聚乙烯电线电缆绝缘
交联聚乙烯( Cross- linke PE,以下简称XLPE)是聚乙烯受到高能射线
或交联剂的作用,在一定条件下能从线型分子结构转变成体型三维结构。同
时由热塑性塑料转变成不溶的热固性塑料。目前在电线电缆绝缘运用中,主
要交联方法有三种
)过氧化物交联。是先用聚乙烯树脂配合适当的交联剂和抗氧剂,根
据需要添加其它成份,制成可交联的聚乙烯混合物颗粒。挤出过程中,通
过热蒸汽交联管道产生交联
2)硅烷交联(温水交联)。也是种化学交联的方法,其主要机理是将
有机硅氧烷和聚乙烯在特定的条件下产生交联,交联度一般能达到60%左
3)辐照交联是利用高能射线如r射线,a射线,电子射线等能量,使聚乙烯
大分子中的碳原子激发活性而交联,电线电缆常用的高能射线为电子加速器
产生的电子射线,因该交联是依靠物理能暈进行的,故属物理交联。
以上三种不同的交联方式,具有不同的特点和应用(见表I):
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表l
交联类别
特
用
交联过程中要严格控制适用于生产高电压、大长度
过氧化物交联温度,通过热蒸汽交联大截面电缆,生产小规格浪
管道,产生交联
费多
硅烷交联可采用通用的适用于小尺す、小规格、低
设备,挤出不受温度限电压的电缆。交联反应要在
硅烷交联制,接触水分即开始交有水或潮气的条件下オ会完
联,温度越高交联速度成,适用于低压电缆的生
越快
因辐射源能量的关系,适用于绝缘厚度不太厚,耐
辐照交除用于不太厚绝缘,绝缘高温阻燃电缆
太厚时,易存在照射不
均匀现象
XLPE绝缘与热塑性聚乙烯比较,有以下优点
)提高了耐热变形性,改善了高温下的力学性能,改进了耐环境应力龟
裂与耐热老化的性能.
2)增强了耐化学稳定性和耐溶剂性,减少了冷流性,基本保持了原来的
电气性能,长期工作温度可达125℃和150℃,交联聚乙烯绝缘的电线电缆,也
提高了短路的承受能力,其短时承受温度可达250℃,同样厚度的电线电缆,
交联聚乙烯的载流量就大得多
3)XLPE绝缘电线电缆有优良的机械、防水及耐辐射性能所以应用领
域广泛。如:电器内部连接线、电机引线、灯饰引线、汽车低压信号控制
线、机车电线、地铁用电线电缆、矿用环保电缆、船用电缆、核电铺设电
缆、TV高压线、X-RAY击发高压线,以及功率传输电线电缆等行业。
XLPE绝缘电线电缆有着显者的优点,但也有一些自身的缺点,限制了
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