DQZHAN技術(shù)訊：相容性合金技術(shù)對高柔性無鹵材料的開發(fā)與應(yīng)用

引言：隨著電線電纜無鹵阻燃市場的不斷發(fā)展與應(yīng)用，各種新型電線電纜材料項(xiàng)目研究被推出。這些新項(xiàng)目材料推出的主要目標(biāo)基本上都是要解決了無鹵阻燃電線電纜材料在各種熱力學(xué)性能、無鹵阻燃性能和加工性能之間如何平衡和兼顧這一問題 。   

無鹵電纜材料的高柔性化一直是業(yè)界的難題，因?yàn)?，電纜材料做成高柔性以后，容易以犧牲其它性能為代價(jià)，如耐溫嚴(yán)重下降，力學(xué)性能差、耐化學(xué)環(huán)境能力弱等，造成材料性能嚴(yán)重失衡，所以在高柔性電纜材料領(lǐng)域能很好地進(jìn)行突破，特別是能滿足多元化應(yīng)用需求的則少見報(bào)道。歐龍優(yōu)公司根據(jù)自己產(chǎn)品研發(fā)的多年經(jīng)驗(yàn)，突破性地應(yīng)用相容性合金技術(shù)就行業(yè)中大家普遍關(guān)注的柔性電纜材料如何在柔軟性、熱力學(xué)性能、無鹵阻燃性能以及其它相關(guān)性能之間如何保持平衡和兼顧中找到了方案，解決問題，并相應(yīng)地開發(fā)了幾種重要新材料。下面分別通過幾項(xiàng)重要產(chǎn)品開發(fā)實(shí)例舉例予以說明。

一、耐高溫125℃耐油免輻照交聯(lián)無鹵阻燃高柔性熱塑彈性體材料的開發(fā)

1、項(xiàng)目要求與難度

一般來說，電線電纜材料要滿足單一的一、兩方面的要**相對比較容易做到的，但是同時(shí)滿足多種性能指標(biāo)要求，其難度就比較大了。本項(xiàng)目所要求的難度指標(biāo)至少有5個(gè)：耐高溫：125 ℃；耐油：我們這里耐油要求材料耐汽油、柴油等燃料油；高柔性：要求材料軟硬度低于邵氏硬度90A，一般達(dá)80-85A；阻燃性：無鹵阻燃，阻燃性好；免輻照交聯(lián)，加工方便。

同時(shí)還有其它必須滿足要求的力學(xué)性能指標(biāo)，如拉伸強(qiáng)度大于10MPa以上，斷裂伸長率大于200%以上等等。以上幾項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)滿足要求，應(yīng)該說的確有難度，我們認(rèn)為，用常規(guī)的手段或單一的材料是很難滿足其要求，目前，常規(guī)的無鹵電纜材料大多數(shù)用的是聚烯烴、TPE、TPU以及PPO(聚苯醚）。但是，大家知道，這些常規(guī)材料是達(dá)不到我們需要開發(fā)的材料目的要求，這就要求我們要考慮應(yīng)用復(fù)合材料，共混改性，才有可能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，即必須利用共混改性合金技術(shù)并開發(fā)新的功能性相容劑，才有可能開發(fā)出這種新材料。

2、利用合金技術(shù)開發(fā)耐油耐高溫高柔性無鹵阻燃電纜料

利用合金技術(shù)開發(fā)新材料，**步就是選材，即選用合適材料在一起改性，才有可能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。**步，就是考慮如何將這些材料進(jìn)行共混，才能實(shí)現(xiàn)性能良好互補(bǔ)，因?yàn)槎鄶?shù)材料都是不容易相容的，如材料不能很好相容，是達(dá)不到初始設(shè)計(jì)目標(biāo)的。 

因此，我們的開發(fā)思路如下： ①選材。PPO材料：阻燃性好、易自熄，耐高溫、電性能優(yōu)良，與SEBS等彈性體相容性好，但是它耐油性差，一般如汽油、柴油中一泡就容易脹大；尼龍：耐油性優(yōu)良，同時(shí)耐高溫，與PPO共混，克服其耐油性**的缺點(diǎn)；SEBS:具有優(yōu)良的彈性和柔性，耐低溫性優(yōu)良，可制作柔性材料   

②、制備相容劑。這里有兩種相容劑，一種是PPO/尼龍合金相容劑，另一種是SEBS與PPO/尼龍合金共混相容劑，兩種相容劑都是我公司自身制得，因?yàn)闅W龍優(yōu)公司是國內(nèi)相容劑技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用*早的專業(yè)化廠家之一。 

③、材料共混。利用這些基本材料各自的性能特點(diǎn)，通過相容劑，再配入優(yōu)良的無鹵阻燃體系，進(jìn)行共混改性，制備出無鹵、高阻燃、高柔性、耐高溫電線電纜材料。

3、產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵

該產(chǎn)品成功開發(fā)的關(guān)鍵在于材料之間的相容性，只有良好的相容性，才能使材料達(dá)到均一融合，從而性能互補(bǔ)，否則，前述要求的指標(biāo)很難**實(shí)現(xiàn)，即要么耐高溫、耐老化達(dá)不到要求，要么耐油性達(dá)不到要求，要么力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等達(dá)不到要求等等。我們利用自己的相容劑技術(shù)，將上述幾種材料進(jìn)行共混，制得PPO/尼龍/SEBS等共混合金，很好地發(fā)揮了各材料互補(bǔ)優(yōu)勢，并配備優(yōu)良的無鹵阻燃體系，開發(fā)出高性能耐油、耐高溫、高柔性無鹵阻燃材料。

4、歐龍優(yōu)開發(fā)的耐油耐高溫合金阻燃電纜材料性能

我們開發(fā)的耐油耐高溫合金阻燃電纜材料性能如下：

① 拉伸強(qiáng)度：12-15MPa，斷裂伸長率：250-400%；

② 軟硬度（邵氏A）：80-85A，高柔性；

③ 比重輕，為1.05，材料??；

④ 耐溫等級：125℃，產(chǎn)品免輻照，直接成型即可達(dá)此耐溫等級；

⑤ 熱老化性能：158 ℃，熱空氣老化七天，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率保留率≥80%；

⑥ 熱收縮性：150±3℃的烘箱中水平放置15min，溫室冷卻后測量 任意端*大收縮率不超過2%；

⑦ 耐油性：分別于汽油、柴油、機(jī)油中浸泡20H，電纜外徑變化率≤15%；

⑧ 電線阻燃性：達(dá)到VW-1級；

⑨ 熱沖擊性：150 ℃熱沖擊試驗(yàn)，無裂痕，不破裂；

⑩ 耐寒性：-60 ℃。

同時(shí)產(chǎn)品環(huán)保屬性：符合低煙、無鹵、ROHS、REACH標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品為熱塑性性可回收利用。 該材料可用于：汽車充電樁電線、軌道交通、汽車用線、船用電纜、石油鉆井平臺(tái)耐泥漿電纜等多種領(lǐng)域。

二、高柔性尼龍材料的開發(fā)

這是我們要討論的另一種用相容合金技術(shù)開發(fā)的重要柔性材料。尼龍的特性：它是一種重要的工程塑料，具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，無毒，無臭，耐候性好等等優(yōu)越性能，因此它在工程塑料中有著非常廣泛的應(yīng)用市場。那么，它能否在電纜領(lǐng)域，特別是柔性電纜領(lǐng)域使用，發(fā)揮它的優(yōu)越性能？我們認(rèn)為它是可能的。

1、高柔性尼龍的制作難點(diǎn)。尼龍不同于前面PPO材料，（如PPO跟SEBS彈性體本身具有一定相容性，所以制作PPO柔性材料相對容易一些），由于它跟一般彈性體材料如SEBS、POE、EPDM、PE等，不具有相容性，另外，由于尼龍分子排列規(guī)整度高，結(jié)晶性強(qiáng)，要破壞其分子規(guī)整的排列，亦具有相當(dāng)難度。因此，要制得柔性尼龍，是一件很不容易的事。目前，市場上還未見有高柔性尼龍產(chǎn)品出現(xiàn)。但是，歐龍優(yōu)公司經(jīng)過自己的精心設(shè)計(jì)，利用相容化技術(shù)，成功制得出高柔性尼龍彈性體材料。

2、歐龍優(yōu)的成功突破。目前市場上有很多尼龍和彈性體的相容劑，但這些相容劑，一般只能實(shí)現(xiàn)尼龍的半相容，既尼龍與彈性體共混后，材料沖擊強(qiáng)度等性能大大提高，但材料本身還是相對較硬，軟硬度至少90A以上，還是難以實(shí)現(xiàn)柔性。我們利用自創(chuàng)的雙接枝技術(shù)和相轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)加工技術(shù)，所制得的相容劑，具有很好的相容性，其相容劑相容效率很高。它既實(shí)現(xiàn)尼龍跟彈性體之間很好的相容，又打破尼龍的晶體結(jié)構(gòu)，使尼龍成功變軟，從而制得軟硬度可達(dá)75-85A的高柔性尼龍彈性體材料。

3、歐龍優(yōu)高柔性尼龍性能特點(diǎn)

① 硬度：邵氏硬度75-90A；

② 比重 ：1.05-1.10；

③ 拉伸強(qiáng)度：8.0-15 MPa；

④ 斷裂伸長率 ：≥250 %；

⑤ 耐油性：汽油 （1H，再放置24H觀察）無裂紋，無變形；柴油（1H，再放置24H觀察）無裂紋，無變形；

⑥ 耐磨性（0.1mm厚度，1mm線徑，刮磨速度50-60次/分鐘，800g吊重） ：≥5000次；

⑦ 與傳統(tǒng)TPE、TPU等彈性體材料相比，具有極為優(yōu)良的綜合性能：產(chǎn)品高耐磨、耐臟性耐黃變非常好（尤其是白色制品）、耐油、耐溶劑、耐刮擦、可回收循環(huán)利用，易加工，加工溫度范圍寬，是制得**耳機(jī)線、電線電纜、體育用品、密封材料、耐磨墊片、電器部件、汽車零部件、管材、片材、護(hù)套及彈性纖維等*為理想的材料。

三、其它高柔性材料

同樣的，我們還利用相容性技術(shù)還開發(fā)了其它的高柔性材料，如高柔性聚烯烴材料，我們的聚烯烴材料軟硬度可做到邵氏硬度80A，低煙，無鹵阻燃，低成本，亦具有很好的應(yīng)用價(jià)值，特別是在軟電纜中應(yīng)用前景廣闊。 

四、結(jié)束語

無鹵材料的高柔性化，是業(yè)界抹不去的一個(gè)重要話題，是電線電纜材料發(fā)展的重要方向，因?yàn)橹挥须娋€電纜的高柔性化，才能使電線電纜滿足更多領(lǐng)域的多元化的應(yīng)用。歐龍優(yōu)公司在高柔性、高阻燃、高性能電纜材料領(lǐng)域已經(jīng)有多年的成功研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和心得，我們愿意同行業(yè)各界朋友一起，為無鹵材料的高性能化、高柔性化共同探索和討論，開發(fā)出各種多元化高性能產(chǎn)品，并在電線電纜行業(yè)很好地發(fā)揮它的作用并推廣與應(yīng)用。