輻照交聯(lián)聚氯乙烯耐磨電線和電纜的開發(fā)

周偉琴，田維生（遠東電纜有限公司，江蘇 宜興 214257）

輻照交聯(lián)聚氯乙烯耐磨電線和電纜的開發(fā)

周偉琴，田維生
（遠東電纜有限公司，江蘇 宜興 214257）

介紹了普通PVC電纜料和XLPVC的性能差異及XLPVC絕緣線纜的應(yīng)用領(lǐng)域，詳述了產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，編制了產(chǎn)品的企業(yè)標準，簡述了產(chǎn)品的技術(shù)和生產(chǎn)現(xiàn)狀，試制了樣品線，檢測了樣品性能，通過了專家的投產(chǎn)鑒定，綜合性能達到國內(nèi)領(lǐng)先水平

輻照；交聯(lián)聚氯乙烯；耐磨；電線

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.039

0　引言

PVC電纜料具有良好的電氣絕緣性，較好的機械強度、阻燃、性價比高等特點，作為護套和絕緣已獲得廣泛應(yīng)用。由于PVC本身結(jié)構(gòu)上的缺陷，不能滿足一些特殊場合的使用要求。

XLPVC與非交聯(lián)普通PVC相比，具有很多優(yōu)點：工藝擠出性相近，耐熱性提高，熱變形性能大大提高；短路溫度從160℃提高到250℃；機械強度提高了20%～50%，永久變形降低30%～50%；可制得與橡膠一樣柔軟而富有彈性的材料；阻燃性能提高，易制得高氧指數(shù)材料；表面硬度增加，使電纜耐刮磨性能提高。

絕緣布電線是遠東電纜的品牌產(chǎn)品，有著豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和廣闊的市場前景，在普通布電線領(lǐng)域占據(jù)了很大市場，但缺少在特殊場合使用的特種布電線。105℃XLPVC耐磨電線和電纜的開發(fā)可以增補遠東電纜在特種布電線產(chǎn)品領(lǐng)域的空白，拓展布電線在高端電纜領(lǐng)域的市場。

所以，遠東電纜有限公司把105℃XLPVC耐磨電線和電纜列入到2014年度新產(chǎn)品開發(fā)計劃。

1　產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)

本產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)是XLPVC絕緣料的配方技術(shù)、絕緣粒料加工技術(shù)和輻照工藝技術(shù)。

1.1XLPVC絕緣料的配方技術(shù)

XLPVC絕緣料在普通PVC電纜料的性能基礎(chǔ)上，增加了200℃下的熱延伸性能要求、提高了熱失重條件要求（130℃，240h）。

為滿足XLPVC絕緣料的高耐熱、高機械性能、高耐磨等特性，配方設(shè)計過程中需要從樹脂、穩(wěn)定劑體系、增塑劑體系與敏化劑的選用及配比上進行優(yōu)化，以滿足配方性能要求。

設(shè)計具有良好加工性能和物理機械性能的電纜料配方的首要問題是選用合適的PVC樹脂，PVC聚合度越高，制品的拉伸強度、沖擊強度和彈性模量越高，耐熱耐寒性越好；但其熔體流動性與可塑性下降，加工溫度增高，在考慮樹脂的綜合性能下，本文選用SG-3型樹脂；PVC電纜料中常用的穩(wěn)定劑有復合鉛鹽和鈣/鋅類復合穩(wěn)定劑等，但是復合鉛鹽和鈣/鋅類復合穩(wěn)定劑在輻照和老化過程中還達不到良好的保護作用，本文選用三鹽和二鹽直接復配來滿足高溫老化要求；軟PVC電纜料配方中增塑劑體系可以依據(jù)耐溫等級不同選用鄰苯二甲酸類、對苯二甲酸類、環(huán)氧大豆油類和偏苯三酸三辛酯類等，為了保證XLPVC電纜料的高耐熱性能，本文選用偏苯三酸三辛酯和環(huán)氧大豆油來配合使用；氯化聚乙烯交聯(lián)敏化劑常用TAIC 和TMPTMA，TAIC分子量要明顯小于TMPTMA，PVC在輻照過程中的老化程度要大于CPE的熱硫化，為保證交聯(lián)效果，本文選用TMPTMA作為XLPVC敏化劑，同時，敏化劑用量對XLPVC的交聯(lián)程度有較大影響，為達到較好的交聯(lián)效果，通過一系列小樣對比試驗來調(diào)節(jié)敏化劑用量。

1.2絕緣粒料加工技術(shù)

XLPVC絕緣粒料加工技術(shù)包括電纜料粒子和放線加工兩部分：XLPVC絕緣料為達到高強度、高耐熱、高耐磨性能，在配方設(shè)計過程中大大減少了填料的用量，造粒過程中需要降低擠出溫度，且物料在高速攪拌機中要延長混料時間以充分混勻物料；粒料加工好后，要對粒料進行性能檢測，以確認電纜料性能滿足使用要求，合格后才能進入放線工序；放線加工時，XLPVC電纜料由于填充料較少，與普通PVC相比加工溫度要偏低，通過調(diào)節(jié)擠出溫度，保證絕緣表面光潔無氣孔。

1.3輻照工藝技術(shù)

擠好的XLPVC絕緣層需要通過輻照以達到最終產(chǎn)品性能，輻照工藝包括能量、劑量和束流的選擇。因本廠第一次生產(chǎn)XLPVC電線，且XLPVC參數(shù)與XLPE有較大區(qū)別，為獲得良好的輻照效果，需要不斷對能量和劑量進行優(yōu)化對比。通過正交試驗設(shè)計，多次小試調(diào)試對比，最終確定了輻照參數(shù)，并確保一定的生產(chǎn)效率。

2　產(chǎn)品的企業(yè)標準

遠東電纜有限公司編制了產(chǎn)品的企業(yè)標準《額定電壓0.6/1kV及以下輻照交聯(lián)聚氯乙烯耐磨電線和電纜》（Q/320282DCE027-2013），2013年11月26號，經(jīng)無錫市宜興質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局注冊備案，注冊備案號為18450-2013-K。

3　產(chǎn)品的技術(shù)和生產(chǎn)現(xiàn)狀

國內(nèi)已有相關(guān)的產(chǎn)品標準：JB/T 10438 《額定電壓450/750V及以下交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電線和電纜》。由于市場開發(fā)力度不夠，未能形成較大規(guī)模。XLPVC線纜產(chǎn)品多為小直徑、薄絕緣產(chǎn)品，且輻照劑量小，該類產(chǎn)品主要用于電子產(chǎn)品的配套，生產(chǎn)企業(yè)主要集中在珠三角和長三角地區(qū)。

在北美、日本、歐洲等一些先進工業(yè)國家，輻照PVC電線用量很大，在輻照交聯(lián)特種線纜產(chǎn)品中占有一定的份量。

本產(chǎn)品主要從材料選擇、配方設(shè)計上作研究，開發(fā)出XLPVC電纜料和額定電壓0.6/1kV及以下輻照交聯(lián)聚氯乙烯耐磨電線和電纜產(chǎn)品。

4　樣品試制與性能測試

遠東電纜有限公司試制的成品電纜，型號規(guī)格為YBVJF-105℃0.6/1kV 1*35 mm2。在2014年6月5號，經(jīng)國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（江蘇）檢測，產(chǎn)品性能達到企業(yè)標準（Q/320282DCE027-2013）要求。

5　產(chǎn)品的投產(chǎn)鑒定

2014年6月28號，江蘇省經(jīng)濟和信息化委員會對遠東電纜有限公司開發(fā)的《額定電壓0.6/1kV及以下輻照交聯(lián)聚氯乙烯耐磨電線和電纜（YBVJF-105℃ 0.6/1kV）》的投產(chǎn)進行了專家鑒定，獲新產(chǎn)品新技術(shù)鑒定證書（蘇經(jīng)信鑒字［2014］207號），該產(chǎn)品采用自主研發(fā)的XLPVC絕緣材料，具有優(yōu)越的高耐熱、高耐磨、高強度等特性，特別適合于汽車線、高壓引接線、建筑線、輕型特軟電線電纜等特殊場合使用，產(chǎn)品綜合性能達到國內(nèi)領(lǐng)先水平；產(chǎn)品經(jīng)用戶使用，反映良好，同意通過鑒定，可以批量生產(chǎn)。

周偉琴（1976-），女，江蘇宜興人，本科，助理工程師，主要從事電線電纜類產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量管理工作。