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目研究被推出。這些新項目材料推出的主要目標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，因為，電纜材料做成高柔性以后，容易以犧牲其它性能為代價，如耐溫嚴重下降，力學(xué)性能差、耐化學(xué)環(huán)境能力弱等，造成材料性能嚴重失衡，所以在高柔性電纜材料領(lǐng)域能很好地進行突破，特別是能滿足多元化應(yīng)用需求的則少見報道。歐龍優(yōu)公司根據(jù)自己產(chǎn)品研發(fā)的多年經(jīng)驗，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。下面分別通過幾項重要產(chǎn)品開發(fā)實例舉例予以說明。

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，但是同時滿足多種性能指標要求，其難度就比較大了。本項目所要求的難度指標至少有5個：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。

同時還有其它必須滿足要求的力學(xué)性能指標，如拉伸強度大于10MPa以上，斷裂伸長率大于200%以上等等。以上幾項指標，同時滿足要求，應(yīng)該說的確有難度，我們認為，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，才有可能實現(xiàn)目標，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，才有可能實現(xiàn)目標。**步，就是考慮如何將這些材料進行共混，才能實現(xiàn)性能良好互補，因為多數(shù)材料都是不容易相容的，如材料不能很好相容，是達不到初始設(shè)計目標的。 

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，同時耐高溫，與PPO共混，克服其耐油性**的缺點；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，因為歐龍優(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，通過相容劑，再配入優(yōu)良的無鹵阻燃體系，進行共混改性，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，才能使材料達到均一融合，從而性能互補，否則，前述要求的指標很難**實現(xiàn)，即要么耐高溫、耐老化達不到要求，要么耐油性達不到要求，要么力學(xué)性能如拉伸強度、斷裂伸長率等達不到要求等等。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，材料省；

④ 耐溫等級：125℃，產(chǎn)品免輻照，直接成型即可達此耐溫等級；

⑤ 熱老化性能：158 ℃，熱空氣老化七天，拉伸強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、機油中浸泡20H，電纜外徑變化率≤15%；

⑧ 電線阻燃性：達到VW-1級；

⑨ 熱沖擊性：150 ℃熱沖擊試驗，無裂痕，不破裂；

⑩ 耐寒性：-60 ℃。

同時產(chǎn)品環(huán)保屬性：符合低煙、無鹵、ROHS、REACH標準，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，具有很高的機械強度，軟化點高，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？我們認為它是可能的。

1、高柔性尼龍的制作難點。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，要破壞其分子規(guī)整的排列，亦具有相當難度。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，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，一般只能實現(xiàn)尼龍的半相容，既尼龍與彈性體共混后，材料沖擊強度等性能大大提高，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

① 硬度：邵氏硬度75-90A；

② 比重 ：1.05-1.10；

③ 拉伸強度：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)界抹不去的一個重要話題，是電線電纜材料發(fā)展的重要方向，因為只有電線電纜的高柔性化，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。