无卤阻燃聚烯烃电缆料及其与阻燃剂相容性的研究进展

随着城市化的进行,电力电缆取代架空线路进行能源输送和分配的需求不断增加,聚烯烃正逐渐成为电力电缆的主要基体材料。聚烯烃属于易燃材料,为了减少电缆引起的火灾事件并考虑到环保要求,在材料中加入无卤阻燃剂是目前提高聚烯烃电缆材料阻燃性能的主要方式。首先归纳了无卤阻燃聚烯烃电缆的基体材料和基料改性方法,其次介绍了无卤阻燃剂的分类和阻燃机理,最后综述了提高基体和无卤阻燃剂相容性的最新研究进展。

基于IEC标准下的高压电缆烟密度指标解析

无卤低烟电缆烟密度试验是反馈电缆燃烧性能的重要指标之一。本工作基于IEC 60840:2020(5.0版)与IEC 62067:2022(3.0版),对36~500 kV高压电缆低烟无卤阻燃护套料的性能指标进行分解,并对IEC 61034-2:2005/AMD1:2013和IEC 61034-2:2019(3.2版)中烟密度的试验过程及计算原理进行总结分析。两种计算公式下,分析满足性能指标要求、不同外径高压电缆的最小透光率临界值,判断其变化趋势,明确其指标范围,从而提高对成品电缆的质量管控力度。

微硅粉改性耐热低烟无卤阻燃电缆复合材料的制备及性能研究

为保证电缆的环保使用和安全性能,研究对氢氧化镁进行湿法改性以增强电缆料的韧性,再采用微硅粉对低烟无卤阻燃电缆料进行改性,提高其加工性能和绝缘性。结果得出,当微硅粉含量为3%时,阻燃剂为53%或55%的电缆料熔融指数分别为1.2 G/10 min和1.15 G/10 min。树脂+KH550-MH+微硅粉(47%/45%/8%)和树脂+KH550-MH+微硅粉(45%/47%/8%)的吸水率分别为0.54%和0.19%。因此证明了微硅粉的改性对热塑型的耐热低烟无卤阻燃电缆料具有良好的性能效果,并提高了目前热塑型电缆料的产品技术,促进了电缆料行业的发展。

无卤阻燃电缆料及其应用标准依据

线缆具有能量传输、信号传递等作用,被广泛应用于通信、电力、能源、交通、石化、建筑等领域,市场需求量日益增大。在各类电气引发的火灾中,电气线路是引发电气火灾的主要起火源,作为电缆产品中的重要组成部分,电缆料的阻燃改性尤为重要。本文介绍了无卤阻燃电缆料的研究背景和应用现状。重点从无机阻燃剂阻燃电缆料和复合阻燃剂阻燃电缆料两个方面综述了无卤阻燃电缆料的国内外研究进展。简要介绍了无卤阻燃电缆料的相关标准,最后总结分析了无卤阻燃电缆料相关标准在使用过程中存在的问题。

氢氧化镁在低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料和护套料中的应用

介绍了市场上常见氢氧化镁的种类和性能特点,以及在低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料和护套料中的应用。同时,阐述了氢氧化镁改性研究对未来低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料研究和发展的重要性(引用参考文献20篇)。

低烟无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体护套料的改性

为研究适用于低烟无卤阻燃线缆的热塑性聚氨酯弹性体(TPU),文中以TPU为基材,选用氢氧化铝(ATH)、二苯基磷酸酯(BDP)为阻燃剂,硼酸锌(ZB)、有机处理蒙脱土(OMMT)为阻燃协效剂,制备出低烟无卤阻燃TPU护套料,并通过垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、NBS烟密度仪等手段,研究TPU护套料的阻燃及产烟性能。试验结果表明:表面处理ATH相比未处理ATH具有更高的机械性能;磷酸酯在提高材料阻燃性能的同时,还降低了改性过程对TPU的性能损伤;ZB、OMMT均能提高TPU的阻燃性能,降低材料的烟密度,但与ZB相比,OMMT对阻燃性能与烟密度的改进效果更佳。

低烟无卤阻燃护套电缆耐开裂性能影响因素分析

本文通过分析低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的制造原理,结合不同材料厂家对低烟无卤阻燃材料性能试验,并外护套开裂多发生的钢带铠装结构的电缆外护套进行试验分析,结果表明低烟无卤阻燃材料中不同成分对温度的响应敏感程度不同,造成其生产的电缆耐热应力存在较大差异;同时,电缆铠装层所选用的结构形式以及电缆外护套的厚度是影响低烟无卤阻燃型电缆开裂的主要原因。

无卤阻燃高残炭环氧树脂对环氧膨胀型防火涂料的性能影响研究

通过在涂层体系中用无卤阻燃高残炭环氧树脂(EP-DOPO)替代普通环氧树脂(EP)的方法,确定了无卤阻燃高残炭环氧树脂在环氧膨胀型防火涂料中的作用,并明确最佳用量。分别添加不同比例的无卤阻燃高残炭环氧树脂,研究这种情况下环氧膨胀型防火涂料各项性能及膨胀炭层的结构。结果表明:无卤阻燃高残炭环氧树脂可明显改善环氧膨胀型防火涂料的烟密度、炭层结构,同时可以明显提高发泡炭层的柔韧性及致密性,EP-DOPO/EP为40/60时涂层综合性能达最优。

电缆用无卤阻燃聚丙烯及其制备技术研究进展

综述了电缆用无卤阻燃聚丙烯及其制备技术研究进展。电缆用无卤阻燃聚丙烯主要包括聚丙烯、聚丙烯/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯/热塑性弹性体及聚丙烯/聚苯乙烯。由屏蔽层、护套层、绝缘层等构成的无卤阻燃聚丙烯电缆制备技术越来越复杂,以满足不同行业的需要。

EVA电缆料低烟无卤阻燃技术研究进展

本文从低烟无卤阻燃电缆料最常用的基体材料性能和特点入手,介绍了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为基料的优点和不足,并重点对无卤阻燃剂的种类和阻燃机理进行了综述。最后,对低烟无卤阻燃电缆料的发展方向进行了展望。

超薄壁低烟无卤阻燃汽车线材料和导体预热工艺分析

汽车轻量化已成为主机厂及其配套行业的重要课题,超薄壁低烟无卤阻燃汽车线是解决汽车轻量化的重要途径之一。文章考察不同材料对超薄壁低烟无卤阻燃汽车线耐刮磨、耐低温、阻燃、耐油等性能的影响。实验结果表明,绝缘材料选用XLPE+PP,采用一次共挤工艺生产,制作线材综合性能最佳,对不同温度下的导体进行预热,当导体预热温度为60℃时,线材的附着力、抗张强度和断裂伸长率性最优,制备线材各项性能均符合超薄壁低烟无卤阻燃汽车线性能要求,此类线材的成功研制,为以后其他类型的薄壁汽车线提供技术参考。

EVA对聚乙烯基低烟无卤阻燃电缆护套材料性能的影响

将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚乙烯(PE)熔融共混制备PE基低烟无卤阻燃复合材料,并研究EVA的质量分数对材料结构与性能的影响。结果表明:EVA与PE相容性较好,可促进材料内部形成无机填料网络,限制分子链的运动,改善材料热分解温度及类固行为,还可以提高炭层的致密和均匀度,抑制材料燃烧时滴落。当EVA的质量分数为15%时,复合材料的断裂伸长率为612%,极限氧指数(LOI)为26.4%,具有优异的综合性能。

新型氮磷硅阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、1,3,5-三缩水甘油异氰脲酸酯(TGIC)和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(KH792),合成了一种新型含氮、磷、硅的阻燃剂(TDK),然后将TDK与聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)共混制备膨胀阻燃聚丙烯,并与传统膨胀阻燃配方聚丙烯(PP)/APP/双季戊四醇(Di-PE)/MPP复合材料进行性能比较。TDK的结构和成分通过傅里叶变换红外光谱、31P-固态核磁共振和元素分析进行验证。结果表明,在膨胀型阻燃剂(IFR)的添加量为30份时,纯PP在329.0℃开始降解,而PP/APP/MPP/TDK复合材料的成炭反应先于PP基体发生,复合材料的分解温度为273.8℃,且PP/APP/MPP/TDK复合材料的残炭率较纯PP提高了13.8%。此外,PP/APP/MPP/TDK的极限氧指数提高到了30.5%,垂直燃烧可以达到UL 94 V-0级别,热释放率降低了86%,产烟率降低了78.8%,且具有比PP/APP/MPP/Di-PE更好的力学性能。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、能量色散光谱法进一步分析了阻燃性能和阻燃机理,发现磷、氮、硅的协同作用主要在凝聚相中发挥优异的阻燃作用。

低烟无卤阻燃混炼胶的开发

通过研究三元乙丙胶(EPDM)橡胶中各种无卤阻燃剂对橡胶性能的影响,对比各种无卤阻燃剂、每种阻燃剂的量对橡胶性能(硬度、强度、伸长率、门尼、焦烧、比重、抗老化、抗撕裂等)的影响。结果表明,在三元乙丙胶的含量为40%时,无卤阻燃剂添加量为70份时,无卤阻燃乙丙混炼胶拥有很好的物理、阻燃性能、绝缘性能、抗老化性能。

雄安新区高压电力电缆阻燃选型思考与建议

针对电缆阻燃设计标准体系混杂的问题,介绍两大类电缆阻燃系列标准体系的差异,分析各自阻燃体系标准的适用范围以及高压电缆无法选择B1级阻燃外护套的原因,提出适用于高压电缆的阻燃标准与待解决问题,为雄安新区的高压电力电缆阻燃选型原则提供借鉴。

B1级燃烧性能的无卤型非屏蔽6类数字通信电缆研制难点探讨

B1级燃烧性能等级的电缆,特别是无卤型非屏蔽数字通信对称电缆,由于低烟无卤护套料中含有一定量易燃的聚烯烃原料,与有卤阻燃材料的阻燃效果相差很多,因此,要达到B1级燃烧性能要求具有一定难度。为了满足GB 51348—2019中通信电缆B1级无卤燃烧特性的设计要求,从减少普通聚乙烯材料的占比和采用具有高阻燃无卤护套材料及其加工工艺的角度,在满足电缆衰减传输性能的前提下,对低烟无卤型非屏蔽6类数字通信对称电缆的结构设计、关键工艺控制等方面进行了研究,并对该电缆进行了B1级燃烧性能等级的验证。结果表明,其碳化高度、燃烧增长指数等指标均可以满足GB 31247—2014中的要求。

红外光谱法与热分析法联用在低烟无卤电缆护套材料分析中的应用

低烟无卤电缆护套是由一种或数种聚烯烃材料为基体树脂交联而成,用红外分析、热分析等手段对工厂提供的无卤电缆护套材料进行分析,描述样品处理方法,并对样品的红外谱图及热分析谱图进行解析,获得一些较为有用的结构信息。经实践检验,该分析方法简便、可靠,可用于低烟无卤电缆护套材料的鉴别及质量控制。

低烟无卤阻燃聚烯烃的研究进展和应用前景

结合近几年来在低烟无卤阻燃聚烯烃研究的系列工作,综述了该领域国内外研究的最新进展,重点论述了聚合物纳米插层化合物、可膨胀石墨体系、硅胶/碳酸钾体系、氢氧化镁和硼酸锌、有机磷系和磷-氮系膨胀型阻燃剂在无卤阻燃聚烯烃中所取得的主要成果,展望了其应用前景。

无卤阻燃PE电缆料研究进展

综述了无卤阻燃技术在聚乙烯电缆料中的研究进展。重点从氢氧化物阻燃体系,磷系阻燃、膨胀型阻燃体系,阻燃剂的改性与复配体系等方面讨论了无卤阻燃聚乙烯电缆料的研究与应用现状,并指出聚乙烯电缆料无卤阻燃技术的发展方向。

无卤阻燃聚烯烃电缆料的研究进展

综述了近几年国内无卤阻燃聚烯烃电缆料的现状和研究进展,总结和对比了各种无卤阻燃剂(包括磷系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂、含硅阻燃剂、硼系阻燃剂、膨胀型阻燃剂)的优缺点,分析了各种阻燃体系的阻燃机理和应用现状,并简要概括了聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物3种基体树脂的应用现状,提出了发展高性能、多功能无卤阻燃聚烯烃电缆料的发展方向。