扬州电线电缆生产加工

塑料选用对电线电缆防火的影响

鉴于聚氯乙烯 (Polyvinyl Chloride, PVC) 塑料本身的特殊结构，其早已被广泛地运用在消费类产品中，如包装材料、、输送管线、电缆绝缘层、建筑材料等。相较于与其结构相近的聚乙烯 (Polyethylene，PE) ，PVC 是由一个氯原子取代 PE 结构中的一个氢原子而研发出来的，因此不仅 PVC 的硬度藉由“氢-氯”间的强力键结而有效提高，且 PVC在高温环境下会释放氯自由基与火焰中的氢或氢氧自由基反应，来达到阻燃目的，同时PVC 的可挠性又能通过添加塑化剂而提升，所以使得 PVC 的运用愈加多元化。
 
2008 年，全球 PVC 产能高达 3 千 4 百万吨，根据 2005 年发表的 PVC Handbook资料显示，因上述的 PVC 特性，其中约有 40% 的 PVC 产能被用作电线电缆的绝缘层 (Insulation) 与电缆外层 (Jacket)。
 
只是 PVC 虽因优异的特性广受青睐，但它燃烧时却会大量产生对人体有害的“戴奥辛” (Dioxins) 毒气，基于近年环保团体对于无卤环境的要求日益升高，许多用来取代 PVC 的低烟无卤 (Low Smoke Zero Halogen, LSZH) 材料陆续被开发。不过不同材料会呈现差异极大的阻燃能力，所以厂商在设计电线电缆时，应针对不同用途，选择具适用阻燃效果的绝缘塑料。
 
材料阻燃能力分析
 
UL早年已针对材料阻燃力展开研究，并发表与实境燃烧结果相近的 UL 910 Steiner Tunnel (史坦纳燧道) 燃烧测试方法。《表一》所示为 UL 与 BRE/ FRS (Building Research Establishment/ Fire Research Station) 所合作的燃烧测试研究报告，经由塑料工业协会SPI发表，主要是针对5 种不同类型的传输电缆，包括 CMX/T、CMP、CMX、IEC 332-1 等级 (LSZH) 以及 IEC 332-3 等级 (LSZH) 进行实境仿真燃烧与 UL 910 Steiner Tunnel 燃烧测试。通过两种不同的测试方式，我们可观察出 5 种不同的电缆呈现出的火焰蔓延程度与烟雾浓度的差异。
 
《表一》5种传输电缆的UL 910 Steiner Tunnel与实境仿真燃烧结果分析

1将CMX电缆放置于金属线槽时

测试结果显示，以聚乙烯为绝缘层，PVC 为外层的 CMX 电缆，在测试过程中会产生极大的浓烟，电缆本身也在测试过程中燃烧殆尽；而以氟化聚合物做为绝缘层与电缆外层的 CMP 电缆，不但没有产生过多烟雾，且火焰蔓延的程度皆维持在测试电缆总长度的 20% 以内；强调低烟无卤的 LSZH 电缆，虽然不会产生过多的烟雾，但因材料本身的阻燃性不佳，所以在极短的时间内即会全数燃烧殆尽；至于外部以金属线槽包围的 CMX/T 电缆，虽然同样以 CMX 电缆进行测试，但藉由外部线槽的保护与隔离火焰，却让 CMX/T 获得的测试结果。
由此可知，材料选用对于电缆的防火能力有极大的影响。以 CMX 电缆为例，虽然该电缆基于成本考虑，外层选用阻燃性较佳的 PVC 材料，但因内部以 PE 做为绝缘层，反而使得这样的组合展现最差的测试结果。
 
未来研究方向
 
为协助线缆厂商设计兼顾经济效益与安全品质的产品，UL 持续深入探究不同用料的电线电缆所应有的不同阻燃需求的燃烧测试方法。但研究材料的阻燃特性必须从材料本身特性着手，因此 UL 除了不断开发更符合实际状况与更快速的燃烧测试方法外，近年来也加强了材料特性的研究：
 
1.   材料燃烧时所释放的热量是否与燃烧行为之间有量化的关系；
2.   添加物的成分和组成对燃烧能力的影响，及
3.   材料老化是否影响材料阻燃能力等等。
 
UL 台湾研发技术部 (Corporate Research) 已于 2009 年初成立了前瞻材料研究实验室(Advanced Materials Science Laboratory) ，计划通过各种先进的材料分析设备，能对材料特性有更多的了解。该实验室引进的分析设备包括场发射式电子显微镜、能量分散光谱仪、温控式拉伸试验机、热分析仪器系列 (DMA, DSC, TGA-MS-IR) 、成份鉴定设备 (GC/MS, ICP, FT-IR, UV) 等，未来还将增添燃烧试验测试设备与其它更先进的材料分析设备，以扩展研究能力。此外，UL 台湾研发技术部已针对新能源，如锂电池、太阳能发电与燃料电池的材料特性与使用安全的测试与分析技术进行研究，并寻求与工研院、塑料中心、核研所等组织的合作，以更的研究结果制定符合市场需求、兼顾公众安全的标准规范。

陶氏电线电缆推出绝缘及半导屏蔽材料

2009 年 11 月 12 日，不管电力资源情况怎样，能够持续多年不间断输送电力的长寿命、高可靠性电缆是世界各地供电单位的生命线。陶氏化学公司旗下的陶氏电线电缆很高兴推出用于制造中压 (MV)、高压 (HV)和超高压 (EHV) 电缆的 DOW ENDURANCE? 系列半导屏蔽及绝缘材料。采用该系列电缆料生产的电缆可持续使用数十年之久。

　　陶氏电线电缆总经理 Tim Laughlin 表示：“在当今全球的电力行业中，供应一条长寿命和高可靠性的电缆是至关重要的。当您的工作是保证电力的持续供应，我们觉得的方法就是将您信赖的供应商和电缆制造商提供的知名品牌原材料与精湛的制造工艺完美结合在一起，来生产符合高质量标准的电缆。”

　　DOW ENDURANCE 集陶氏电线电缆传统的中压、高压和超高压材料二十年业经验证的卓越性能之大成。DOW ENDURANCE HFDB-4202 EC 最近庆祝其首条地下电缆安装 25 周年。在这25年里，该电缆损坏程度微乎其微。按这种情况，其寿命至少可达 40 年。此外，DOW ENDURANCE 高压和超高压材料在世界各地用于 69KV 到 500KV 电缆的历史也超过了 10 个年头。

　　为进一步强化该产品系列，陶氏电线电缆制定了一项全新的“Dow Inside”计划。根据该计划，陶氏电线电缆将选择与电缆制造商紧密合作，生产超过现有要求且满足新的高性能规范的高可靠性电缆。通过将 DOW ENDURANCE? 系列材料与全球性新规范相结合，供电单位确信随着电缆可靠性的增强，系统生命周期成本以及运维费用都会下降。

　　除了专门的全球性研发资源、公司内部测试与验证设施以及正在与其他行业专家和有影响力的机构合作的开发工作，DOW ENDURANCE?产品系列和“Dow Inside”计划还得到了包括印刷和数字宣传等一系列强有力、振奋人心的市场营销活动的支持。 

 环保阻燃型PVC在电线电缆领域的应用

　当今，公共设施和安居工程发展迅速，高层建筑群越来越多，建筑物内外装饰和居室的电气化使得传输电能的电线电缆遍布于整个建筑物，给人们的工作和生活带来了极大的方便，但也存在安全隐患。

　　软聚氯乙烯本身所固有的优点使其在电线电缆行业得到了广泛的应用，但是随着电力电缆行业的迅速发展，对电缆料的性能要求也日渐提高，软PVC用作电线电缆时的一些缺点也暴露出来。由于聚氯乙烯的含氯量高达56%以上，燃烧时会释放出高浓度的有毒烟雾，妨碍视线，影响逃生及灭火，甚至直接致人死亡。而且当聚氯乙烯用于制备软制品时，由于需要加入大量的增塑剂，失去其阻燃特性，甚至成为易燃材料，有毒有害气体的发生量更为严重。

　　根据材料的基本物性可以确定适合用于环保型阻燃PVC电缆料的基础树脂、稳定剂、阻燃剂、增 塑剂、抑烟剂等基本组分。应用结果表明，成缆过程平稳，挤出的电缆表面光滑细腻，性能满足用户要求。

　　美国俄亥俄州Ferro公司聚合物助剂部开发出钙/锌皂粉料热稳定剂Therm―Chek RC376P 和Therm-ChekRC377P，可替代三碱式硫酸铅用于PVC通用电缆护套料，这两个新的无铅、复合金属皂热稳定剂被认为是传统铅盐热稳定剂的替代物，属环境友好材料，而且能大幅降低最终配混料的配方成本。

　　Ferro公司以前的无铅热稳定剂系列产品主要用于PVC电线电缆产品，因为铅盐热稳定剂价格相对低。据Ferro公司称，Therm―Chek RC376P和Therm―Chek RC377P是一种有价格竞争力的无铅、混合金属皂热稳定剂，在建筑等工业电线电缆市场作为环境友好产品，是铅盐类热稳定剂的绿色替代物。

　　三碱式硫酸铅密度为6.4g/cm，而两个新产品密度不到其1/3。配混料密度低，因而最终产品单位体积用配混料质量轻，成本低。

　　当今，公共设施和安居工程发展迅速，高层建筑群越来越多，建筑物内外装饰和居室的电气化使得传输电能的电线电缆遍布于整个建筑物，给人们的工作和生活带来了极大的方便，但也存在安全隐患。

　　软聚氯乙烯本身所固有的优点使其在电线电缆行业得到了广泛的应用，但是随着电力电缆行业的迅速发展，对电缆料的性能要求也日渐提高，软PVC用作电线电缆时的一些缺点也暴露出来。由于聚氯乙烯的含氯量高达56%以上，燃烧时会释放出高浓度的有毒烟雾，妨碍视线，影响逃生及灭火，甚至直接致人死亡。而且当聚氯乙烯用于制备软制品时，由于需要加入大量的增塑剂，失去其阻燃特性，甚至成为易燃材料，有毒有害气体的发生量更为严重。

　　根据材料的基本物性可以确定适合用于环保型阻燃PVC电缆料的基础树脂、稳定剂、阻燃剂、增塑剂、抑烟剂等基本组分。应用结果表明，成缆过程平稳，挤出的电缆表面光滑细腻，性能满足用户要求。

　　美国俄亥俄州Ferro公司聚合物助剂部开发出钙/锌皂粉料热稳定剂Therm―Chek RC376P 和Therm-ChekRC377P，可替代三碱式硫酸铅用于PVC通用电缆护套料，这两个新的无铅、复合金属皂热稳定剂被认为是传统铅盐热稳定剂的替代物，属环境友好材料，而且能大幅降低最终配混料的配方成本。

　　Ferro公司以前的无铅热稳定剂系列产品主要用于PVC电线电缆产品，因为铅盐热稳定剂价格相对低。据Ferro公司称，Therm―Chek RC376P和Therm―Chek RC377P是一种有价格竞争力的无铅、混合金属皂热稳定剂，在建筑等工业电线电缆市场作为环境友好产品，是铅盐类热稳定剂的绿色替代物。

　　三碱式硫酸铅密度为6.4g/cm，而两个新产品密度不到其1/3。配混料密度低，因而最终产品单位体积用配混料质量轻，成本低。