随着全球工业化持续推进,各类应用场景不断拓展,自然环境频发灾害、生态压力日益加剧,资源短缺已然成为制约各行业可持续发展的核心难题。在线缆生产制造领域,复杂严苛的使用环境,对绝缘材料的综合性能提出了全新要求。当下,循环经济、低碳节能、绿色环保等发展理念深度融入电线电缆绝缘材料的研发与应用,环保化、低能耗成为行业发展主流趋势,因此,合理选型、科学选用适配的绝缘材料显得尤为关键。今天,我们就为大家整理汇总常用电缆塑料材料,进行全面分享。
塑料是以树脂为主要基底,辅以或不添加各类功能助剂复合而成的高分子材料,具备受热、受压后可塑形加工的特性,也是全球三大有机高分子材料之一(塑料、橡胶、纤维)。塑料的基础原料源自低分子碳氢化合物,通过石油、天然气、煤炭等原料裂解、提炼与人工合成制得,属于典型的人造树脂类材料。
塑料的分类介绍
1、按塑料的应用分类--通用塑料和工程塑料:
通用塑料:产量大、价格低、性能一般;(如:PE、PP、PVC、PS、ABS等)。
工程塑料:优异的综合性能,可作结构性材料。(如:PC、POM、PA、PET、PBT等,工程塑料的产量相对较少,价格较贵)
2、按塑料的物理化学性能分类热塑性塑料和热固性塑料:
热塑性塑料:在特定的温度范围内,能反复加热软化和冷却变硬的塑料。(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PA等);它可以再回收利用。
热固性塑料:受热后成为不熔的物质,再次受热不再具有可塑性,不能再回收利用的塑料。(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯等)。
常用塑料介绍
1、聚乙烯(PE)-石油提炼一种气体单体:乙烯
按合成工艺不同分为三大类:
LDPE一低密度聚乙烯(耐化学腐蚀,电绝缘性优良,低温仍有韧性)。
LLDPE一线型低密度聚乙烯(柔软而且有韧性,但比LDPE略硬。
HDPE一高密度聚乙烯(机械强度比LDPE低,接近于PP,表面光洁度低于PP)。
用途:薄膜,电缆,低档外壳,容器瓶子。
PE类型
核心优点
核心缺点
比重
延伸率
抗张强度
特殊要求/说明
HDPE(高密度,低压)
耐化学性、电气特性好
耐热差、物性低、表面软、热膨胀系数高,易受损
0.94~0.97
100~400%(UL444≥300%)
1.0~2.0kg/mm²(UL444≥2400PSI)
1kg/mm²=1422PSI
LDPE(低密度,高压)
比重低、耐化学性、抗冲击性好
强度/刚性极低、耐热差、热膨胀系数高,易受损
0.91~0.93
350~700%(UL444≥350%)
1.0~2.0kg/mm²(UL444≥1400PSI)
1kg/mm²=1422PSI
LLDPE(线性低密度)
耗能少、产量高,性能优于LDPE,价低、机械性好
未明确提及特殊缺点
0.915~0.945
高于LDPE
高于LDPE
机械性能含抗撕裂、穿刺等
FOAM SKIN(内发泡外实心)
减小外径和材料用量,电气特性佳
附着力差、焊线收缩等(SKIN FOAM反之)
未明确(发泡PE整体0.55~0.7)
无要求
无要求
SKIN FOAM(内实外发)附着性好
SKIN FOAM SKIN(实+发+实)
附着性、焊线耐热性佳
需双机头押出,操作复杂
0.55~0.7(随发泡度变化)
无要求
无要求
三层押出结构
XL-PE(交联)
绝缘佳、耐热耐候好,机械及化学性能优
物理交联辐照不均;化学交联需特定工艺
0.9~1.0
350~600%
1.5~2.5kg/mm²
高频击穿50kV/mm,介电常数2.3,工作温度90℃
识别方法:燃烧呈蓝色火焰,燃烧区熔融透明,有蜡烛味,溶胶滴落,可持续燃烧
2.PVC (Poly Vinyl Chloride)聚氯乙烯
(1)可调整各种硬度,透明或不透明.透明的硬质PVC加入可塑剂(DOP.DIDP.TOTM)成软质PVC
(2)优点:在高低温都适用,耐燃.柔软性好,单价低.
(3)缺点:PVC耐热性不很好.介电系数会因温度及频率高低变化,电气特性较难控制.加热会脱盐酸变黑,燃烧时有黑烟及碳渣辛辣味,不助燃.燃烧时会产生有毒气体.
(4)用途:用于电压600V以下AWM及电脑线大都用PVC. (电线绝缘或外被材料)比重:1.20~1.50
PVC聚氯乙烯(软质)比重:1.2;PVC聚氯乙烯(硬质)比重:1.4;通常以比重1.5去计算用量;延伸率150~400%,抗张强度1.2~1.5kg/mm2(1kg/mm2=1422PSI)
UL758.1581安规要求:AWM类电线延伸率100% min,抗张强度1500PSI min
UL444安规要求通讯电缆延伸率100% min,抗张强度2000PSI min。
如何识别PVC材料,燃烧的时候绿色光笼罩,绿色火焰及黄色火焰滚滚冒出,燃烧后冒出白烟并有盐酸味道,一般阻燃PVC都会自熄。
3.SR-PVC (Semi-Rigid Poly Vinyl Chloride) 半硬質PVC
(1)优点:强度比一般PVC大.
(2)缺点:因硬度较高,高温老化后延伸会降低.
(3)用途:一般用于电脑线的芯线绝缘材料.
密度:1.35~1.50;通常以1.5去计算用量
UL1581/UL444安规要求:延伸率100% min,抗张强度3000PSI min
如何识别SR-PVC材料,SR是半硬PVC,比普通PVC要硬一些,抗张强度要求比较高,阻燃判定标准其实和PVC一样,一般用在UL1061比较薄的芯线设计上。
4.PP (Polypropylene) 聚丙烯
(1)PP是发展很快.应用很广的一种热塑性塑料.
(2)优点:与其它通用热塑性塑料比较,PP具有比重小.刚性好.强度高.耐绕曲以及有高于100C的耐热温度和良好的耐化学腐蚀性.价格低廉等优点.
(3)缺点:低温耐冲击性较差,易老化,成型收缩率大.燃烧时会有燄滴.不易熄灭快速完全烧掉,有延燃情形.
(4)用途:PP+EVA用于电线的芯线绝缘材料,一般用于通讯电缆及电话线等.
比重为0.90~0.91
延伸率200~700%,抗张2.0~4.0kg/mm2(1kg/mm2=1422PSI)
UL1581安规要求:延伸率150% min,抗张强度3000PSI min
如何识别PP材料,燃烧蓝色火焰光,燃烧区熔融透明,有溶胶滴落及煤油味道,属于延烧性塑料,可以持续燃烧。
5.CPE (Chloride Polyethylene)氯化聚乙烯
(1)氯化聚乙烯是由聚乙烯(PE)经氯化而制成.
(2)优点:具有塑料和橡胶的双重优点,其耐油、耐臭氧、耐热氧老化、耐腐蚀、耐燃、耐细菌和微生物作用、耐候等方面优于其它橡胶。它可单独使用,也可与塑料、橡胶共混加工.在电线电缆护套中的应用:CPE的加入可以提高其阻燃烧性能,抗老化性能和物理机械性能,还可以CPE为主体,制成电线电缆包覆材料,其性能优良.
(3)用途:特别在防水卷材、塑料门窗、电线电缆护套(一般空调用的线缆大部分是CPE护套的橡胶线)、胶管胶带、彩色自行车车胎、异型件、玻璃门窗密封条等领域的应用有突出的优点,是一种理想的高分子弹性材料,有广泛的应用前景,比重为1.6。
UL1581要求延伸率150~250% min,抗张1200~1500PSI min
具有极佳的阻燃性能,且有燃烧防滴下特性,无滴焰
6.Hytrel 聚脂彈性体(海萃)(TPEE)
(1)Hytrel 全球销量最大的热塑性聚酯弹性体. Hytrel 是
杜邦热塑性聚酯弹性体的注册商标。这种聚醚和酯的共聚物结合了绝大多数高性能弹性体和柔性塑料的特征.
(2)优点:机械强度.耐腐蚀性.耐磨耗性.可绕曲性均佳.
(3)缺点:单价高,不易加工.
(4)用途:用于较薄绝缘及高绕曲性.
比重为1.2左右
延伸率约350~550%,抗张强度4000~6600PSI
7.PU(Polyurethane)聚氨酯
(1)优点:耐温-55~75c.机械强度.耐化学特性.电气特性.耐候性.弹性均佳.
(2)缺点:单价高,比PVC贵2~3倍.燃烧时会低延燃及有燄滴,附著力大,剥皮加工困难.
(3)用途:软质用于弹性体,硬质用于绝缘材料.(如PU用于BOSCH汽车线之外被材料)
比重为1.0~1.2
延伸率500% min,抗张强度30MPA min(1MPA=145PSI)
如何识别PU材料,燃烧时候黑烟,火焰有蓝色,容易熔融,有头发烧到一样的焦味,延烧性强。
8.PFA 可熔性聚四氟乙烯
(1)又称“全氟烷氧基氟塑料”,与PTFE一样,也是全氟化的氟塑料.
(2)优点:它保持了PTFE的一切优异性能。与PTFE不同的是,PFA可以在较低温度下进行熔融加工。
(3)缺点:PFA比较贵,
(4)用途:通常只用来做特殊的加热电缆、热电偶以及汽车高温电缆。
比重为2.14
UL444安规要求:延伸率200% min,抗张2500PSI min
如何识别铁氟龙材料,遇火软化变形,有邹曲薄层,微焦炭烧头发味,不可燃性,遇火软化。
9.FEP (Fluorinated Ethylene Propylene)氟化乙丙烯氟碳樹脂
(1)是TFE与六氟丙烯(HFP)的共聚物。也是全氟化的氟塑料.
(2)优点:其耐化学介质性能毫不逊色。与PTFE和PFA一样,FEP的绝缘性能也相当出众。本身阻燃性、低发烟性和易加工性.
(3)用途:FEP成为局域网(LAN)电缆绝缘的理想材料。最高可以耐205℃,可作加热电缆,热电偶.汽车高温电缆及高频同轴电缆.
比重为2.0~2.2
延伸率100~300%,抗张2.0~3.0kg/mm2(1kg/mm2=1422PSI)
UL444安规要求:延伸率200% min,抗张2500PSI min
如何识别铁氟龙材料,遇火软化变形,有邹曲薄层,微焦炭烧头发味,不可燃性,遇火软化。
10.ETFE (Ethylene tetrafluoroethylene copolymer)
(1)优点:最强轫的氟塑料,具有极好的耐擦伤性和耐磨性.ETFE也可以耐150℃的高温,经交联后的ETFE可以耐200℃的高温.
(2)缺点:是最难加工的的氟塑料之一.
(3)ETFE主要用于那些既要阻燃、低发烟、耐化学介质,又要耐擦伤性和耐磨性的电线电缆.如汽车,航空电缆和加热电缆.
比重为1.7~1.73
延伸率420~440%,抗张0.7kg/mm2(1kg/mm2=1422PSI)
UL444安规要求:延伸率100% min,抗张5000PSI min(150oC)
如何识别铁氟龙材料,遇火软化变形,有邹曲薄层,微焦炭烧头发味,不可燃性,遇火软化。
11.PVDF 聚偏氟乙烯
(1)偏氟乙烯(VDF)的均聚物.
(2)优点:具有优异的耐腐蚀性、耐污性、耐候性并耐紫外线幅照.可以用幅射交联来改善机械性能。通常,用作涂料及化工管道、化工零件和容器村里。然而,PVDF的机械性能好,遇到高热时具有的高碳化率使之不易燃,故也可用于制备低频电缆的绝缘,如天花板隔层电缆、阻燃电缆、加热电缆或光纤.比重约为1.78
UL444.UL1581安规要求:延伸率100% min,抗张3500PSI min
如何识别铁氟龙材料,遇火软化变形,有邹曲薄层,微焦炭烧头发味,不可燃性,遇火软化。
12.LSZH( Low Smoke Zero Halogen)低煙無鹵膠料
(1)由于PVC有其稳定的物理和化学性能,所以过去几十年来一直广泛地被电线工业用作绝缘材料。但PVC含有卤族之素,在燃烧时会释放出大量有毒的浓烟和腐蚀性气体,直接破坏著大自然和危害人类的生命安全,所以愈来愈多国家或地区,特别是欧洲和日本,已经通过严厉的立法来逐步禁止PVC的使用,取以代之的是不含卤素、具环保特性的低烟无卤胶料(LSOH)。 (2)优点:(a)减少发出有毒烟雾(b)减低毒气的浓度(c)无腐蚀性气体
如何识别LSZH材料,无异味,有白烟,燃烧后白色残余灰粉尘,自熄性。
由于缺乏统一而产生混乱:一些“防火”电缆的命名,统称LSZH
目前市场线缆的主要作用是用来传输讯号,电能,控制安装,连接设备,是线缆传输的主要载体。它在我们的日常生活中起着重要的作用,电的存在使得我们的生活变得更加便捷和舒适,市场上的线缆有很多种类,它们的主要区分方式之一就是材料,在高频高速及环保的主导下,特殊应用场景材料也将层出不穷,以上是目前现有的主流材料供大家参考。
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