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电线电缆行业如何用好氯化聚乙烯(CPE)

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一、橡胶型CPE应用的现状和推广前景

1. 国外橡胶型CPE在线缆行业的应用领域

· 耐油平行软线(典型代表是HPN线)的绝缘和纤维编织软线(C型或PD型)的绝缘;

· 多种服务性、消费性电器(如吸尘器、电热器、炊具、空调机、车辆等)用软线和软缆的护套;

· 十多种轻、中、重型耐油橡套电缆的护套;

· 二种建筑用线(RH型和RHW型)的护套;

· 用户引入电缆的护套等。

· IEC92-359-1987规定可用于船用电缆护套,其最高工作温度为85℃;

· IEC245-1994规定可用于通用橡套电缆、电梯电缆、电焊机电缆的护套,其最高工作温度为60℃。

2. 国内橡胶型CPE在线缆行业的应用由于CPE与氯丁橡胶(以下简称CR)和氯磺化聚乙烯(以下简称CSM)胶性能相近,将CPE理解为“氯丁橡胶或其它相当材料的混合物组成”,已经为绝大多数电线电缆生产厂和用户接受。因此用CPE胶替代CR或CSM胶具有一定的认知度。

GB5013-1997规定通用橡套、电焊机电缆、电梯电缆的护套,其最高工作温度为60℃,此标准与IEC245-1994版相同。目前国内橡胶型CPE用量最大的还是以空调线为主体的橡套软电缆,如YZW以及相似德国VDE标准的H05RN-F和H07RN-F等橡套软电缆的护套和绝缘的用料占橡胶型CPE产量的90%左右,其中绝缘用CPE占一小部分。电梯电缆和电焊机电缆的护套也可用CPE作护套,但由于生产技术的原因,至今没有得到推广,仅在少数有条件的厂家试用。

GB9331-1988规定,可将CPE替代CR用作某些型号的船用电缆护套,其最高工作温度为85℃,一些有条件的厂已在今年试用,但品种不多,尚未推广。

GB12972-91规定,可将CPE用作矿用电缆的护套,其最高工作温度为65℃、90℃; 对于有抗撕性能要求的护套,很多厂在技术上还没有解决好。中型、重型橡套扁电缆在我国新老国家标准中尚没有相应的产品标准,但近十多年来,市场的需求量却 很大,如起重机、行车、电梯和电站输送煤炭轨道车等用重型橡套扁电缆,其工作条件恶劣,且都有阻燃和耐油、耐气候的要求。

CPE胶是很适合做此类电缆的护套。其最高工作温度是60℃或65℃;也可与三元乙丙胶配合做绝缘胶料,最高工作温度达到75℃或90℃;按美国标准规定的双芯平行线、三芯平行线可用CPE做外护套,这种线柔软、美观,非常适用于做家用电器、仪器、仪表的插头线,用量很大。在我国南方的一些企业按国外标准大量生产并出口这类电线。而我们国内之所以很少应用,问题涉及到新标准执行、用户是否认可等等;

CPE辐照交联仅有少数单位在搞试验,由于不用过氧化物交联剂,所以电性能良好,体积电阻率比过氧化物交联要高100倍,同时又具备过氧化物交联的优点,有很好的耐油、耐气候、耐热、阻燃和高强度等性能,这在国内是一个尚待开发的新材料;根据美国UL1581-1996标准规定,热塑性护套的最高工作温度是90℃,在国内用CPE作为热塑性弹性体的护套材料还是一个待开发的品种,需要投入力量去研究和开发;对照国外CPE的应用领域,国内CPE在应用上的差距很大,要做的工作非常多,需要专门来研究和解决这些问题,才能缩小和国外的差距,将CPE的应用推向更广阔的领域。

二、CPE应用过程中存在的问题在九十年代初,当潍坊亚星化学引进德国赫斯特全套的CPE生产线投产后,上海电缆研究所作为全国线缆行业的技术开发中心,曾召开过二次CPE应用技术交流会,并提出CPE可以替代CR,对某些产品还可以用CPE代CSM。但是几年来却受到市场推广、材料、技术、设备、标准等方面滞后的影响。

1. 市场因素

⑴ CPE作为一种新材料,其优缺点尚未真正被认识。

⑵ 作为橡套电缆的大用户是煤矿用橡胶电缆,90年代以后出现了许多中小型生产厂,依托煤矿生产电缆,技术力量差,设备落后,只能按老标准生产氯丁胶护套的矿用电缆。另外前几年的煤炭工业不景气对矿用电缆的技术提高带来影响。

⑶ 我国线缆的品种结构与国外有差异,在国外很早就使用橡胶阻燃电线和电缆软线,在国内建筑用线和家用电器软线仍大量使用PVC电线。我国空调机行业有正式文件下达,不准使用塑料电线,必须用橡胶阻燃软电缆,即执行GB5013-1997规定的YZW(245IEC57)产品,但CR价格比较贵,加工出来的电缆护套外观不好,在加工过程中很容易造成胶料焦烧而增加损耗和成本。CPE橡胶型材料的改进,促进了CPE在空调机用橡胶阻燃电缆护套和绝缘方面的应用,其用量达到橡胶型CPE产量的90%以上,这一事实值得我们认真总结,以利于CPE在其它线缆品种中的应用和推广。

⑸ 南方有一些厂在按美国UL标准、加拿大CAS标准或德国VDE标准生产家用电器及各种服务性电器用的橡胶软线或软电缆,采用CPE硫化胶作基材的橡胶电线电缆,直接出口或者为出口配套,但国内市场还没有推广。

2. 材料与技术

⑴ 材料九十年代后期南方地区橡胶型氯化聚乙烯(CPE)的用量逐年加大,潍坊亚星化学非常重视这个发展方向,加大了橡胶型CPE品种的开发,如我们现在使用量非常大的CPE135B,就是前几年开发出来的品种,并且根据用户反映将生胶门尼粘度从过去的90左右,降至现在的65-75(ML1 4125℃)之间。特别是今年,用户对65-75之间的粘度使用是比较满意的,为此进一步推出了满足客户要求的高、中、低门尼粘度的产品以供选用。另外根据用户需要,将继续开发电线电缆用的绝缘型氯化聚乙烯新品种,为电缆行业开发新品种创造条件,以满足电线电缆行业对橡胶型CPE日益增长的需要。

a. CPE的橡胶配方上海电缆研究所在九十年代曾召开过两次CPE的应用技术交流会,当时由于材料、标准等问题一直没有推广开来。九十年代后期南方一些厂急需要CPE护套料配方替代氯丁胶(CR)护套料,不 仅降低了生产成本,而且护套表面特别漂亮,这样浙江一些厂直接使用电缆所配方,广东地区使用最早的是台资企业,均是自己搞的配方,或者从台湾本部带来的配 方。大多数企业是用钱买配方,很多生产厂都没有搞橡胶配方的测试设备和仪器,因此都不具备配方试验的条件,从目前情况看,无论是CPE的绝缘还是CPE的护套胶,国内均尚无进行系统研究,这样橡胶型CPE是无法挑起替代CR和CSM在电线电缆行业应用的任务。

CPE护套橡胶配方主要是硫化系统,目前大多数厂是使用过氧化物DCP(过氧化二异丙苯)和硫化助剂TAIC(三烯丙基异腈脲酸酯)。而这个硫化系统出来的硫化胶有气味,为了解决此问题,很多厂使用天津荷兰阿克苏诺贝尔有限公司生产的无气味的14S[1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯],其价格高达125元/kg;浙江也有一些厂硫化助剂是用TMPTA(三羟基丙烷三丙烯酸酯)代替比利时进口的TAIC,但该品接触皮肤后要立即冲洗,有一定毒性;而南京吉化润滑油有限公司生产的TMPTM(三羟基丙烷三甲基丙烯酸酯)效果和TMPTA相同,没有毒性,对皮肤的刺激性基本消除,而售价和进口的TMPTA一样,希望用户能改过来。

CPE护套其它硫化系统,如用Na-22硫脲进行硫化,很少单位在试用,较先进的硫化系统由于助剂跟不上,噻二唑衍生物国内还没有单位在试验,最近亚星化学从国外搞到一点样品,但其它助剂配不上,硫化罐硫化还比较困难。国内仍有许多中小型橡胶电线电缆的生产厂,只有硫化罐生产通用橡胶,而CPE用过氧化物硫化需要160℃