塑料改性技术在电线电缆材料中的应用分析

塑料改性技术在电线电缆材料中的应用分析

蒋成芳1吴俊2

（1江苏中兴电缆有限公司2江苏中超控股股份有限公司江苏省宜兴市214200）

摘要：塑料改性技术具有其自身的独特优势，因此，在塑料行业备受青睐，其中所附带的经济效益，以及在塑料研究中的地位也逐渐凸显。据此，本文主要对塑料改性技术在电线电缆材料中的应用进行了详细分析。

关键词：塑料改性技术；电线电缆；材料；应用

一、塑料改性技术的作用及分类

（一）塑料改性技术的作用

首先，能够有效改善塑料的性能。塑料改性技术可大大改善塑料的物理、机械性能，改性塑料具有密度小、耐腐蚀、抗老化、高强度韧度、抗冲击、耐磨等特性，其应用提高了塑料的综合性能。其次，大大降低了生产成本。使用塑料改性技术可降低塑料原料的成本，进而降低了生产总成本，给电线电缆等塑料生产企业带来了良好的社会效益和经济效益。

（二）塑料改性技术及产品分类

1、塑料改性技术分类

其一，填充改性：指将固体添加到填料塑料基体中用来改善塑料性能的改性技术，这种技术也降低了成本。其二，增强增韧改性：增强改性是在塑料中加入增强材料或增韧剂以改善其性能，尤其是在力学性能方面有很大的改进。其三，共混改性：是指在一种树脂中掺入一种或多种其它树脂，从而达到改变原有树脂性能。其四，阻燃改性：是指通过向塑料中添加阻燃剂的方式来提高塑料耐燃烧性的改性技术。其五，接枝改性：通过溶液法、辐射法或熔融混炼法来改善接枝物的物化性能。其六，导电功能改性：指复合多种导电高分子材料用来降低电阻率与提高材料的综合性能。

2、改性塑料产品分类

首先，阻燃树脂类：主要分为阻燃HIPS树脂、阻燃聚丙烯树脂等产品，这类产品可避免由于短路、过载、水浸而造成的火灾的发生，在电线电缆行业应用普遍。其次，增强增韧树脂类：主要有由聚丙烯新材料制成的PP专用料、玻纤增强AS/ABS、玻纤增强PP等。再次，塑料合金类：主要有PC合金产品及聚酯合金产品。其中PC合金产品具有良好的耐热性、抗冲击性、抗蠕变性等特点。最后，功能色母类：主要是指高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料，该母料是与HIPS按一定的比例（1：2-1：30）混合配制的的产品，是一种适用于HIPS的多功能母料。

二、塑料改性技术在电线电缆材料中的应用

（一）聚氯乙烯（PVC）电线电缆料

1、无毒PVC热稳定剂的应用

钙/锌复合稳定剂是无毒PVC热稳定剂中的重要品种。其主要通过各种辅助稳定剂的复配，不断提高其热稳定性，赋予更多功能性，使其可用于电线电缆等领域，耐热性有了很大提高，也能代替或部分代替铅镉稳定剂开发新的PVC制品。其中，稀土元素具有形成配位络合物能力，在PVC加工过程，能大量吸收PVC降解产生的HCl，从而起到稳定作用。

2、PVC辐照交联技术的应用

辐照交联技术主要有Co60-γ射线、高能电子射线、紫外线辐射交联和化学交联。与化学交联相比，辐射交联具有工艺简单、低能耗、高产率、无污染的特点，具有广泛的应用前景。

3、PVC阻燃抑烟技术的应用

PVC虽然自身已具有较好的阻燃性能，但是在加工成型过程中需要添加大量增塑剂，势必会使PVC的阻燃性能出现大幅下降，因此，必须对其进行阻燃抑烟改性。阻燃抑烟改性具有工艺简单，可选阻燃抑烟剂种类多，成本较低等优点而受到广泛关注和应用。

（二）聚烯烃低烟无卤电缆料

1、低烟无卤阻燃剂

低烟无卤电缆料的阻燃剂主要是氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂，两者的阻燃机理相似。氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂最大的优点是在燃烧过程中相比其他阻燃剂来说不会产生有害气体，同时具有十分明显的成本优势。其一，表面化处理。为了减小阻燃剂的加入对材料机械性能的影响，保持产品较好的加工及力学性能，用表面活性剂处理阻燃剂增加阻燃剂与材料的相容性是非常有用的。表面处理主要有干法改性和湿法改性，其中干法改性即添加少量相对于偶联剂为惰性的溶剂直接与阻燃剂相混再加温偶联。而湿法则是将阻燃剂和偶联剂溶于溶剂，偶联后再分离溶剂等得到改性阻燃剂。相比较分析，干法改性简单易行，从降低成本角度，作为企业生产一般会采取干法改性，但是其依旧会增加成本。对此，可以直接将偶联剂与基体树脂及阻燃剂等混合，促使其在混炼过程中很好地与各成分相结合，以此达到较好的效果。其二，微细化处理。细化阻燃剂对提高阻燃性及与树脂基体相容性也有很大的作用，同时还可以降低阻燃剂的使用量。其三，协同效应。将不同的阻燃剂复配，混合使用，不但可以提高阻燃效果，还可使材料的物理机械性能的损失减到最小。在低烟无卤电缆料方面，一般使用氢氧化铝/氢氧化镁复合阻燃体系或使用氢氧化铝加协效阻燃剂，氢氧化镁对氢氧化铝有协效阻燃作用，协效剂使用较多的有磷及氮化合物、硼酸盐和有机硅化合物。

2、相容剂的应用

为了提高无机成分与树脂的相容性，低烟无卤料相容剂也相继研发成功。应用比较多的是EVA接枝料，以EVA接枝马来酸酐为主。由于廉价、高活性和加工性良好，马来酸酐接枝聚烯烃是最重要的功能化聚烯烃，除EVA-g-MAH外还有PE-g-MAH作为相容剂，在提高产品的拉伸强度和拉伸断裂伸长率方面有比较大的贡献。低烟无卤料相容剂不仅可以提高基体树脂与无机成分的相容性，同时相容剂也可提高色粉在体系里的分散性，低烟无卤料专用相容剂虽然在性能上具有很大的优势，但由于其添加量大，在成本控制方面与硅烷偶联剂有一定差距，虽然硅烷偶联剂一般价格较高，但其添加量很少，一般只有1%左右。

3、辐照交联技术的应用

辐照交联技术的引入使得低烟无卤料的耐温性有明显的提高。由于采用的射线能量较高，不需要交联剂，也不需要高温和高压条件就可以引起化学键的断裂与组合，将C-C键直接连接起来，所以，具有较高的耐热等级。根据材料的配方和加工工艺的不同可做成90、105、125℃级绝缘料。化学交联一般的使用温度只能达到90℃，辐照交联弥补了化学交联产品耐温性不足的缺点。辐照交联还具有体积电阻系数大、介质损耗小等级高的特点，使同样规格的产品载流量大大提高，同时化学交联具有的性能也同样能够满足。辐照交联低烟无卤阻燃及电线电缆适用于10kV及以下动力输配电系统、控制线路和各种要求阻燃、耐火、无烟、无毒和耐高温的重要场所，可广泛应用于核电站、电厂、钢厂、油井等。

（三）高压绝缘电缆料

通过精确的数据分析，严格对比国内外高压电缆国家标准中绝缘材料的性能，对比各项指标，即标准温度下的电阻率、50Hz时的介电常数、韧性、凝胶含量、抗老化能力、杂质含量等。因此，提高高压交联聚乙烯绝缘塑料的改性技术水平，应将减小聚乙烯基料中杂质的含量和大小，提高绝缘性能作为科研重点。这就要求国内电缆企业和科研所加大对净化聚乙烯基料这的开发力度，提高材料的抗压能力，缩减与国外的差距。

结语

综上所述，伴随着人们生活水平不断提高，开始注重精神追求，环保意识得到了进一步强化，这就需要塑料改性技术必须与时俱进，以此促进电线电缆行业的快速稳定发展。现阶段，作为电线电缆行业的主要发展对象，塑料改性技术具有十分广阔的发展前景。因此，为了在市场竞争中占据有利地位，电线电缆行业必须全面加大塑料改性技术的投入力度，提高塑料的科技含量，从而提高产品的质量，进而满足消费者的多元化需求。

参考文献：

[1]张海伦，马文海.高分子材料改性技术及其在电线电缆材料的应用[J].世界家苑，2013.

[2]张民.塑料改性技术在电线电缆材料中的应用探究[J].中国新技术新产品，2016（6）：53-53.

[3]秦家强，汪英，李祯等.塑料改性技术在电线电缆材料中的应用[J].塑料工业，2010，38（9）：11-14.

[4]余应文.塑料改性技术在电线电缆材料生产中的应用[J].智能城市，2016（4）：268-269.