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选材篇——无卤阻燃TPE让电线缆更安全

电线电缆行业的发展目前正处在由PVC材料向无卤环保材料的转型期。环保意识已经成为世界性的共识。美国、日本、欧盟等发 达地区明确规定进口的电线电缆产品须符合无卤、低毒、阻燃的要求,要求线缆燃烧时发烟量低、不产生或少产生腐蚀性气体和有害卤素气体、不含铅等重金属、不 污染土壤、耐热温度高、废旧电线电缆材料可回收使用等特点。尤其是对产品的安全性、无毒性、难燃性等指标格外重视。电线电缆(Cable & wire)的“去卤阻燃”化浪潮正从西方滚滚而来。Microsoft、Motorola、HP、Nokia、Sony、Samsun、、LG等知名产业 客户都已制订了明确的无卤化进程时间表。

 

在无卤化进程加速前进的大背景下,对于改性塑料生产商和线材成品加工商在无卤阻燃TPE的研发及选择上应该怎样抉择呢?笔者从自身在TPE领域的经验出发,谈谈目前无卤阻燃TPE在行业内呈现的特点和常见问题,为改性塑料厂和线材加工厂提供研发及选材方面的帮助。

 

1. 高价格

无卤阻燃TPE产品价格高,是普通PVC的5倍以上。市场上的出售价都在45-150元/公斤之间。这是由于产品中不同效果阻燃剂导致成本上的差异巨大。原 材料中的阻燃剂添加量较大,一般占到材料本身比重的30%-50%左右。阻燃TPE对配方要求极其严格,为了产品的稳定性,超级品牌产家的正牌SEBS和 纯TPU基料常作为首选材料且不容易替换,比重占了50%左右。此外阻燃协效剂,润滑剂,表面处理剂都是造成其成本过高的原因。这导致了很多终端客户很难 立马完全更换无卤阻燃TPE的原因。所以做无卤阻燃TPE降低成本,在客户处得到实际的应用才是硬道理!

 

2.成品析出

无卤阻燃TPE的另一个问题就是成品在使用过程容易析出。具体表现在:表面发白,成雾状或是表面冒油,发亮。全世界还没有哪家公司的材料可以保证做到完 全不析出,包括享斯曼,诺誉,台橡,胶宝。析出的原因是配方体系中大分子和小分子之间不平衡,在经过一段时间后大分子运动造成小分子物质不断迁移到表面。 到目前为止,现有技术在这个问题上还没有完全解决。建议客户在选择的时候最好选择表面轻微发白的材料,这种析出不会影响它的物理性能和电力性能。。另外,根据配方中阻燃体系的好坏,析出也有轻重之分,好的材料析出较少,且短期内是不容易发生。所以在TPE选材方面也不能完全追求价格而忽略质量。

 

3.附属性能关注

在选择无卤阻燃TPE时,除关注他的阻燃及外观性能外,有些性能是常常被我们忽略的。比如绝缘电阻,老化耐温,热冲击,耐电压,耐压裂,加热变形等。这些性能常常也有出现不达标的现象。这些性能不达标常常原因出现在配方中原材料的选择和加工方法上。

原材料很有可能是厂家为了省成本用比较差的原材料或没找到合适的原材料。当然也跟合成技术有关,技术不提高,再好的材料都 达不到标准。在加工方法上也有很大讲究,螺杆元件排布、螺杆转动频率、喂料速度、加工温度都关联这橡胶颗粒在体系中的分散,橡胶颗粒分散情况直接关联 TPE的各方面力学性能。

 

4. TPE印字难

阻燃TPE印字很不好解决,TPE由于基料不同,印字效果截然不同。TPE极性于油墨相近,印字越容易。以苯乙烯嵌段共聚物为基材的TPE是一种非极性 材料与油墨相容性差,不易喷印。所以选材方面,更应注重TPE本身的基料,可选择含有TPU、或极性改性剂的TPE材料。

 

5. 表面起粒发麻不爽滑

在注塑过程中,TPE这种材料才会常发生这种事。一般是由温度没调节好和洗机不干净引起的,也有可能是模头和眼模变形,有异物,也有可能是选模不正确引 起的。当然这还跟厂家的配方有关,配方体系相容性好,分布均匀,此现象越不明显。硬度越大的TPE,粘度大的TPE越容易发生。

 

6. 摇摆和粘接

线材摇摆测试是检测线材弯折程度,焊锡点有无假焊,线路开路,线与线之间短路情况的。摇摆有很多标准,主要还是看线材本身 的结构,跟外被料关系不是很大。一般调整一下铜线绞矩就可以了。当然,好的外被料还是可以起到一定的抗摇摆破坏作用。粘接不良大多是插头部份和线材部份粘 接时材料溶度参数相差较大,极性差异导致的,选材时应注意选择与插头材料极性相近的TPE。

 

总之,阻燃TPE是一种很独特的材料,在市场上高端产品如诺基亚,索爱,摩托罗拉,LG,明基,惠普,微软等等大公司的耳机线,充电器线,电脑周边线采用无卤阻燃TPE已是常态。电源线, 军工线,核电线,弹弓线,车用线必然也要调整。未来更多中低端市场的线材也必将随着欧美国家法规来规范限定来转换其在现在领域的材料,可以预见这个市场是 多么的具大,也可以想像得到无卤阻燃切换是必然的。环保一定是未来趋势。所以开发出更低廉价格,综合性能更加优异的无卤阻燃TPE材料,需要各大改性塑料 厂和线材生产厂商,上下游的共同努力,使我们的娱乐和生活更加安全、环保。