浅谈低烟无卤交联电线

浅谈低烟无卤交联电线

当今，我们已经进入了二十一世纪了，历史的车轮在不断提速。我国的综合国力也得以大幅度的提高。众所周知，电在给人类带来财富和进步的同时，也使人类饱受了用之不当所带来的灾害。据不完全统计，近几年来，在我国发生的火灾中，其中因电线电缆所引起的占35%以上，在火灾死亡人员中有三分之二是因为吸入电线电缆燃烧时放出的有毒气体而窒息死亡。由此可得知，防止电线电缆燃烧的重要性与迫切性。

从七十年代开始，许多国家开始了阻燃电线电缆的研制，一开始人们首先想到了用含有卤素的材料来进行阻燃，因为含有卤素的材料具有很好的阻燃性。此类材料分为两种：一种是材料的基体树脂含有卤素，如聚氯乙稀（PVC ），聚四氟乙烯（PTFE ）等；另一种基体树脂不含卤素，如聚乙烯（PE ）等，添加溴联苯醚、气化石醋，前一种称有卤阻燃，后一种称低卤阻燃，但是这些阻燃电线电线电缆存在高发烟高毒性的弊端，当火灾发生时，被困人员极易吸入有毒的含卤气体而窒息死忘，造成二次灾害。①

从八十年代开始国际低烟无卤阻燃材料的研制，这种材料的优点是低烟、无毒、被明火燃烧时，放出的是二氧化碳气体和水蒸汽。

三、低烟无卤阻燃聚烯烃

低烟无卤聚烯烃是以聚乙烯为基体，将被EV A 活化了的大量氢氧化镁或氢氧化铝捏合在聚乙烯基体中，②利用氢氧化物被燃烧受热时，分解成金属氧化物和水，该反应为吸热反应，反应如下：

→

−∆2)(OH Mg O H M g o 2+ 吸热 −→

−∆)(2OH AL O H O AL 2323+ 吸热③

阻燃原理如下：氢氧化物被燃烧时是分解反应，该反应是吸热反应，吸收周围空气中的大量热量，降低了燃烧现场的温度，此为阻燃机理之一；生成的水分子，也吸收大量热量，此为阻燃机理之二；产生的金属氧化物结壳，阻止了氧气与有机物的再一次接触。此为阻燃机理之三。所以低烟无卤聚烯烃是采用吸热与金属氧化物隔氧的方法来阻燃的。

四、辐照交联工艺在低烟无卤电线中的应用

低烟无卤聚烯烃主要是采用氢氧化物作为阻燃剂的。氢氧化物又称碱，其特性是容易吸收空气中的水分，即称为潮解，潮解的结果是绝缘层的体电积电组系数大幅度下降，由原来的KM

M/

M/

1.0Ω。怎样阻止潮解的发

17Ω可降至为KM

生，只有将基体——聚烯烃的分子结构予以已变，形成致密层以阻止空气中的水分子与阻燃剂氢氧化物结合形成潮解现象，我们称此为交联。④

交联的方式分为两类，即化学交联和物理交联。化学交联又分为干法交联和温水交联。

干法交联是在温度达300——400ºC的高压气体中，经过一定的时间使聚乙烯分子链交联，在此状况下，从图一及图二可以看出此时氢氧化物已分解金属氧化物和水，在此电缆表面出现裂纹及水泡，所以干法交联不可用于低烟无卤材料。

温水交联是将电线置于90ºC的温水中浸泡5——7小时，在此状况下，氢氧化物将吸收大量的水份，导致绝缘电阻下降，影响电缆的综合性能。

物理交联又称辐照交联，是利用电子加速器产生的高能量电子束流，轰击绝缘及护套，将高分子链打断，被打断的每一个断点称为自由基。自由基不稳定，相互之间要重新组合，重新组合后由原来的链状分子结构变成三维网状的分子结构形成交联，此交联方式无高温、无水，既能使聚烯烃交联，又不影响阻燃性能及电气性能，所以低烟无卤聚烯烃只能采用辐照的方式交联。

五、低烟无卤辐照交联电线的综合性能

（1）电气性能

绝缘电阻常数（90ºC）：KM

17Ω。

M/

（2）阻燃性能（无卤、低烟特征）

a、电缆燃烧时气体逸出试验：绝缘PH值为6.74

绝缘电导率为1.18

b、电缆燃烧时烟浓度试验（透光率）：97%

c、氧指数：37

（3）机械物理性能（耐高温特性）

a、135ºC.168h空气箱老化试验：

老化后抗张强度保留率为106%

老化后断裂长率保留率为90%

b、热延伸试验（200ºC.15min）

负载下伸长率≤175%

冷却后永久变形率≤15%

在这里，我们更扼要复述：低烟无卤交联电线为什么要采用辐照的。

因为低烟无卤辐照电线又称低烟无卤辐照交联电线，它采用特殊的热固型的低烟无卤材料经电子加速器辐照，使聚合物产生不溶的网状结构。高聚物受到高能电子辐照所产生的交联反应是属激离基反应，他分为三步进行⑤，1、初级游离基及氢原子的生成，2、氢原子参加反应，3、交联键的生成，这样，聚合物经过辐照从线型的分子结构变成网状的分子结构。低烟无卤辐照交联电线具有以下两在特点：1、耐温等级高，长期使用温度是105ºC、特殊要求可以达到125ºC、135ºC。2、载流量高

低烟无卤交联电线目前国内只能采用辐照工艺，温水交联工艺只能在普通的交联电线上采用，不能在低烟无卤交联电线上应用。因为，温水交联低烟无卤料还没有研制出来。⑥

综上所述，低烟无卤辐照交联电线只能采用辐照工艺，不能采用温水交联工艺。采用温水交联工艺的产品是普通的交联线而不是低烟无卤交联线。低烟无卤交联电线必顺是辐照的。⑦

另外，国产化的低烟无卤交联辐照电线已在二十世纪末正式进入我国民用建筑市场，价格比同规格的阻燃电线高20%左右。由此，我们认为这是一种较好的环保产品，应该替代其他的阻燃电线产品。而且，这也是造福人类社会-功在当代，利于千秋的好事。

修改如下：

① 如聚乙烯（PE ）等，添加溴联苯醚、氯化石蜡，但是这些阻燃电线电

缆存在高发烟高毒性的弊端，当火灾发生时，被困人员极易吸入有毒的含卤气体而窒息致死，造成二次灾害。

② 低烟无卤聚烯烃是以聚烯烃为基体，将被EV A 活化了的大量氢氧化镁

或氢氧化铝捏合在聚烯烃基体中

③

2AL （OH ）3 2O H O AL 2323+ 吸热 ④ 低烟无卤聚烯烃主要是采用氢氧化物作为阻燃剂的。氢氧化物又称碱，

其特性是容易吸收空气中的水分，即称为潮解，潮解的结果是绝缘层的体电积电组系数大幅度下降，由原来的KM M /17Ω可降至为KM M /1.0Ω。怎样阻止潮解的发生，只有将基体——聚烯烃的分子结构予以改变，形成致密层以阻止空气中的水分子与阻燃剂氢氧化物结合形成潮解现象。这是辐照交联改善电气性能的有效途径之一。

⑤

属游离基反应，它分为三步进行 ⑥

因为，目前国内的温水交联低烟无卤料还没有研制出来。 ⑦ 综上所述，目前国内生产低烟无卤辐照交联电线还只能采用辐照工艺，

不能采用温水交联工艺。采用温水交联工艺的产品是普通的交联线而不是低烟无卤交联线。低烟无卤交联电线必顺是辐照的。

备注：修改的地方已用黑体字表示出来