电缆产品万邦电线电缆厂:
　　辐照交联发展史
　　1. 前言
　　目前，全世界用于工业的电子加速器有700～800台，总功率超过20000kW，其中200多台应用于电线电缆的辐照交联，主要集中在北美、欧洲、日本、俄罗斯、中国及韩国等国家。美国、日本等国几乎所有生产电线的大厂，都利用电子加速器生产辐照交联特种电线电缆。我国现有电子加速器近60台，用于电线电缆辐照交联的近50台，与日本生产辐照交联电线电缆的电子加速器台数相近。我国辐照交联电线电缆产品无论在规格、品种和技术等各方面与先进工业国家仍有相当大的差距。
　　2 我国电线电缆行业辐射加工应用现状
　　近十几年来，我国电线电缆行业辐照加工技术有了长足的发展，主要表现在如下几个方面。
　　2.1 电子加速器拥有量增长较快，已形成规模生产能力,20世纪90年代初，电缆行业开始形成了辐照交联电线电缆用电子加速器生产线的投资热潮。近十几年来，电缆行业拥有的电子加速器生产线迅速增长到近40台，加上热缩行业及研究单位也用于辐照加工电线电缆的电子加速器已近50台，总功率超过2000kW，其中有一半是国产电子加速器，其它分别从美国、俄罗斯、日本、法国、韩国引进。目前，我国辐照加工电线电缆生产线的生产能力虽然比不上美国，但与日本、俄罗斯、西欧等国的生产能力差距不大，被国际上认为是辐照加工发展速度最快的国家。
　　辐照交联电线电缆的市场前景 电线电缆产品的市场开拓取得一定进展 20世纪90年代，辐照交联电线电缆由于辐射工艺开发滞后，国产原材料品种少，质量又不稳定，国内相关标准滞后等原因，造成了一些电子加速器生产线开工不足，影响了经济效益的充分发挥。近几年来，情况有了一定改善。1992年辐照交联电线电缆的年产值仅为3000多万元，现在已增加到近20亿元，已开发的并有较成熟市场的产品主要有：
　　(1) 10 kV和l kV辐照交联聚乙烯绝缘架空电缆。该产品曾经开创了国内辐照交联电线电缆的第一次辉煌，目前仍为多家电缆厂辐照交联电缆的主导产品。
　　(2) 1 kV辐照交联聚乙烯绝缘(含阻燃、耐火、无卤低烟型)。该产品是辐照交联电线电缆开发最早的品种之一，但由于各种原因，很长一段时期未能被市场所接受。随着国家对电网改造投入的加大和经济建设的加快，已逐渐被供电部门和广大用户所接受。交联聚乙烯绝缘电力电缆取代聚氯乙烯绝缘电力电缆已是大势所趋，用量逐年增加，已成为多家电缆厂辐照交联电缆的主导产品，应属于量大面广的产品。
　　(3) 辐照交联聚乙烯绝缘 (含阻燃、耐火、无卤低烟型)。同电力电缆一样，聚氯乙烯绝缘控制电缆势必将被交联聚乙烯绝缘控制电缆所取代，而小截面的无卤则更宜采用辐照交联。
　　(4) 辐照交联聚乙烯绝缘机场照明电缆。该产品已被民航及军用机场广泛采用。
　　(5) 125℃辐照交联聚烯烃绝缘机车线。该产品已被铁道部及多家机车工厂所接受，但产品性能还有待改进。
　　(6) 105℃辐照交联聚氯乙烯(XLPVC)绝缘电线。XLPVC绝缘电线只能采用辐照交联法生产。目前开发的这类产品主要按美国UL 、等标准生产，用于电子产品配套出口，电线生产企业主要集中在珠江三角州和长江三角州地区。
　　(7) 125℃～150℃：辐照交联聚烯烃绝缘电线。目前开发的这类产品主要按美国UL、、3321等标准生产，用于电机、灯具等产品配套出口，市场需求量很大，电线生产企业主要集中在珠江三角州和长江三角州地区。
　　(8) 辐照交联汽车用低压电线。现进入市场的主要有两种，一是105℃辐照交联聚氯乙烯绝缘汽车线；二是125℃辐照交联聚烯烃绝缘汽车线。采用标准有美国SAE、日本JASO、德国DIN、法国PSA等，但品种和质量未能完全满足市场需求，仍需大量进口。
　　(9) 其它开发的产品还有辐照交联聚乙烯绝缘潜油泵电缆、核电站电缆和彩电高压线等。
　　2.3 已开发成功多种辐照交联电线电缆用材料
　　我国专业生产辐照交联电线电缆用材料的厂家已有十余家，已开发投放市场的辐照料主要有：
　　(1) 1 kV～10kV辐照交联架空绝缘料；
　　(2) 90℃～105℃无卤阻燃辐照交联电缆绝缘料、护套料；
　　(3) 150℃辐照交联聚烯烃电缆料；
　　(4) 125℃辐照交联聚烯烃电缆料；
　　(5) 105℃辐照交联聚氯乙烯电缆料
　　(6) 辐照交联机场照明线专用料；
　　(7) 125℃～150℃辐照交联聚烯烃电机引接线绝缘料。
　　2.4 行业已开始制定辐照交联电线电缆产品及材料标准
　　已制定的产品标准有：
　　(1) 额定电压450/750 V及以下交联聚氯乙烯绝缘电线和电缆；
　　(2) 额定电压450/750 V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆。
　　已制定的材料标准有：
　　(1) 架空绝缘电缆用黑色可交联聚乙烯绝缘料；
　　(2) 电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料；
　　(3) 电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料。
　　3. 与国际先进水平的差距及存在的问题
　　虽然我国在电线电缆辐照加工方面取得了长足的进展．但在产品质量、品种、效率和产业经济效益等方面与世界先进国家的差距还是很大，存在的主要问题及原因分析如下：
　　(1) 技术创新能力低
　　电线电缆辐照加工企业普遍存在科技投入不是，技术创新能力低的问题。有些企业片面认为&有了电子加速器，工厂就成为高新技术企业&。高新技术企业不仅要有现代化的装备，更重要的是应具备较高的技术创新能力，包括产品、材料、工艺和设备等各个方面。先进国家的企业是非常重视技术开发的，一是用于科技开发的资金投入高，二是技术力量雄厚。由于产品的技术含量高，其开发的产品往往可以垄断市场，表现在经济效益好，产值高。世界先进国家的辐照交联电线电缆产值已超过80亿美元，我国目前也只有20亿人民币，而设备台数却占了将近四分之一。
　　(2) 企业效益不平衡
　　上海、江苏、浙江、广东、山东和湖北等地的电线电缆辐照加工企业效益较好，开机率比较饱满，有的甚至一年到头不停机生产，但东北、华东及中西部地区效益相对较差，许多企业开机率较低，比如西安某厂最早引进的电子加速器因长期开工不足，最终只能低价转让；郑州电缆集团公司的进口辐照机组常年闲置。
　　另外，即使是效益相对较好的企业，与先进国家企业的经济效益相比，差距也很大。原因是多方面的，主要是现有产品品种少，企业间竞争激烈，导致利润下降；产品标准滞后，市场宣传力度不够，产品市场开拓滞后，市场占有率低。
　　(3) 产品的质量不过关
　　在电线电缆辐照加工中，由于部分企业的加速器束下装置达不到设计要求，又无束下监测手段，辐照后电线电缆表面剂量分布不均匀，达不到改性的要求，产品的合格率较低。
　　(4) 缺乏高档次产品
　　产品开发目前还局限在低压电力电缆、架空绝缘电缆、电机引接线、机车线和灯用线等少数产品。高档次的军用、宇航、石油平台等特种辐照线缆几乎是空白。究其原因，一是材料开发滞后于设备投入，高档次的辐照交联料几乎仍为空白；二是辐照加工专业技术人才缺乏，企业科技投入不足，新产品开发严重滞后；三是市场的培育还需要一个过程。
　　4 今后发展趋势
　　综上所述，我国电线电缆辐照加工行业在设备、材料研制、标准制订和产品开发等各方面都有了一定的基础，随着我国计划经济向市场经济的转变，市场对辐照电线电缆的品种和数量的需求将有较大幅度的增长，线缆行业对产品结构的调整迫在眉睫。今后五至十年的发展趋势预测如下：
　　(1) 1kV～10kV架空绝缘电缆、低压电力电缆目前同时存在着过氧化物交联、辐照交联和硅烷交联等三种交联方式，各有所长，今后几年内将会齐头并进共同发展，特别是今后几年内1kV聚氯乙烯绝缘电力电缆将会迅速被交联聚乙烯绝缘电力电缆所取代，已是大势所趋，势不可挡。
　　(2) 建筑用线。随着国民经济的发展，对建筑用电线的要求将越来越高，各类阻燃、耐火、无毒、环保等新型线缆将逐步替代普通的聚氯乙烯线缆，市场前景将十分宽广。参考北美、欧洲、日本的现状，结合我国的实际情况，今后几年内将逐渐推广使用大量的辐照交联建筑用线缆，主要为两类产品：
　　1) 辐照交联聚氯乙烯绝缘电线，特点是阻燃、耐刮磨，安全可靠性好；
　　2) 辐照交联聚烯烃绝缘及护套线缆，点是环保、无毒、安全可靠性高。
　　3) 汽车线。汽车已成为我国的支柱产业。随着汽车的自动化程度越来越高，车内敷设的电线数量和长度不断增长。由于受狭窄空间限制及使用条件苛刻，要求汽车电线采用薄绝缘，并耐燃料油及润滑油，具有高的耐磨、耐高温性，导线焊接时不熔，阻燃等。使用辐照交联聚氯乙烯绝缘汽车电线及辐照交联聚烯烃绝缘汽车电线可实现这些要求。预测今后几年内辐照交联汽车电线需求量将逐年增加。
　　4) 电气装备用配线。此类电线用量很大，包括电子、电机、家用电器、灯具、计算机和仪器仪表等均要使用，根据用途及使用场合分别要求其配线具备柔软性、耐焊接性、剥皮性、耐磨性、耐浸漆性、耐油、耐高温和阻燃等。按照美国UL标准要求，105℃耐温等级的电线采用辐照交联聚氯乙烯绝缘，125℃～150℃耐温等级的电线采用辐照交联聚烯烃绝缘。目前国内各类企业出口产品配套线必须采用此类电线。预测今后几年内该类国内产品也将逐渐使用辐照交联电线。
　　(5) 随着国内材料和产品开发水平的提高，将逐步开发出军用、宇航、核电站、海上石油平台等高难度、高要求的特种辐照交联电线电缆。
　　(6) 随着辐照交联电线电缆市场需求的增长，有条件的企业将建立地区内的辐照加工服务中心，以满足该地区无辐射加工能力的电线电缆企业生产辐照交联电线电缆，条件是应具有先进的生产线及各种配套设施，并且有完善的质量保证体系及辐照剂量测试手段。
　　(7) 辐照加工企业在开发辐照交联特种电线电缆的同时，也可以开发以下产品：
　　1) 辐照交联聚乙烯废料的利用；
　　2) 辐照交联聚乙烯及聚丙烯发泡材料；
　　3) 辐照交联聚乙烯(PEX)管材。
　　5 结束语
　　我国电线电缆辐照加工行业近十几年来虽然已有了长足的发展，但与国际先进水平仍有较大差距。我们应充分利用我国辐照加工设备的优势，加大技术投入，提高创新能力，抓住机遇，不断开发辐照交联新材料及电线电缆新产品，并扩展应用新领域，使我国辐照加工产业及辐照交联电线电缆产业获得更大的发展。
本文链接：/dianlanxinwen/402.html
Copyright(C)2008
All rights reserved. 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
电线电缆绝缘交联聚乙烯交联工艺的分析和对比
下载积分：30
内容提示：综述了电线电缆绝缘交联聚乙烯的几种交联工艺原理和工艺过程,并对过氧化物交联、硅烷(温水)交联和辐照交联的特点和应用范围,以及注意事项作了效详细分析和比较。
文档格式：PDF|
浏览次数：455|
上传日期： 05:13:26|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
电线电缆绝缘交联聚乙烯交联工艺的分析和对比
官方公共微信电线电缆绝缘交联聚乙烯交联工艺的分析和对比_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
电线电缆绝缘交联聚乙烯交联工艺的分析和对比
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用2下载券
想免费下载本文？
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩2页未读，继续阅读
你可能喜欢　&&福斯专题
汽车用交联电线及其加工技术
福斯上海研发中心
1. 汽车电线的发热和受热
&&&&&& 在汽车电气系统运行过程中，电线的绝缘材料受热的作用性能会逐步退化、直至失效。
&&&&&& 这种热主要来自：
&&&&&& ――周围环境，特别是发动机附近温度很高；
&&&&&& ――电线传导电流自身产生的热量而产生温升。
&&&&&& 电线的绝缘材料的工作温度比环境温度高至少30℃，通常发动机舱内发动机附近使用的电线额定耐热温度为125℃到150℃。
&&&&&& 电线在额定工作温度下连续工作时间应不低于3000小时并应保证在车辆寿命期内绝缘材料具有需要的机械性能。
2. 交联技术
&&&&&& 汽车内需要很多耐热电线，耐热电线载流量更大、更安全。通常使用的绝缘材料都是热塑性材料，热塑性材料容易成型加工。交联方法是当前提高材料耐热性能的重要手段。
&&&&&& 热塑性材料通过交联由线型高分子结构转化为体型网状高分子，由热塑性转变为热固性。材料的机械性能，耐热性能、耐液体性能都得到改善。
&&& 交联方法有多种，主要分为化学法和物理法：&&& ――化学法是用加入过氧化物的材料，在高温高压下通过过氧化物分解引发材料高分子材料产生自由基，从而发生交联反应。
&&&&&& ――物理法是通过电子射线轰击材料的分子链，产生自由基，从而发生交联反应。
&&&&&& 两种交联方法材料和装备区别很大：
&&&&&& ――化学法必须使用专门的挤出设备，和专门的交联管道以及专门的材料。设备占地比较庞大，一次性投入大，比较适合大截面厚壁的电线，可交联材料范围比较窄。
&&&&&& ――辐照交联方法对挤出设备没有特殊要求，只需把成型的电线拿到有辐射条件的地方辐照即可。可交联的聚合物非常广泛，从PVC、PE到TPEE均可交联。不需必须增加设备投资。当然，辐照加工设备的投资也是比较巨大的。
3. 交联电线的优势
&&&&&& 交联电线的耐热性好，可以承载更大的电流。相对经济性更好。
&&&&&& 交联电线遇到高热后不熔不融，耐过热性能好，使用更安全。通常XLPE可以瞬间热过载达到200℃。交联电线的机械性能和耐溶剂和各种液体性能也有所提高。
&&&&&& 交联电线更容易做到耐燃烧，目前已经能做到无卤阻燃，环保特性更优异。
&&&&&& 主要交联电线品种见下表：
3TAD／3TBD
4TAD／4TBD
自动变速箱
高耐磨、高耐油
高耐磨、耐热
二、辐照原理和辐照参数&
1. 照射装置
&&&&&& 所谓电子束(EB)辐照技术，就是利用在高压电场中加速后的电子射线照射物质，通过高能电子与物质的相互作用来电离和激励各种物质的分子，从而引发化学反应以改善材料的性能或生成新材料，是一种新的加工技术和工艺。电子束辐照技术和其他先进的高电压应用技术被视为有益环境保护的“绿色技术”而得到推广。
&&&&&& 产生电子束(EB)的设备叫电子加速器。电子加速器有高压电源部分，真空束流管和辐照窗组成。辐照生产线还需要一套束下传动系统和控制系统。
2、辐照参数
&&&&&& 1）加速电压
&&&&&& 电子通过加速器获得高能量，而轰击绝缘材料。加速电压越大，电子穿透材料更深。上述的穿透力决定了每个设备处理的电线的规格，而且还依赖于导线的绝缘层的材料密度。如下图所示在不同的加速电压下相对剂量与深度的关系曲线。
&&&&&& 2）辐照剂量
&&&&&& 绝缘材料的交联程度和辐照剂量有关，辐照剂量用Rad或Gy为单位（10MRad＝100kGry），1Rad＝1J／g。辐照剂量越大，活化的自由基越多。
&&&&&& 辐照剂量和速器辐照窗口得尺寸，辐照电子束的电流以及生产速度有关。
3. 辐照剂量的计算
&&&&&& 由于电线是圆形的，中心有金属导体阻隔电子，所以一次辐照只能使向上的部分得到照射。
&&&&&& 电线的照射有效射程由和导体相切的电线外圆的弦长决定，而不是绝缘厚度。
在不同厚度上辐照剂量得分布也是不均匀的，所以必须通过多次辐照解决辐照均匀性的问题。通过计算的到的辐照剂量只是个平均值。
&&&&&& 通常，电线在辐照窗下要往复100圈左右，每一圈辐照剂量D (Mrad) 是:&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&& D =η×(ΔE/ΔR)×I／(1. 67×W×V)
&&&&&& 其中：&
&&&&&& η = 电子束效率= 0.9
&&&&&& &(ΔE /ΔR) = 吸收效率 = 200
&&&&&& I = 电子束电流 (mA)
&&&&&& W = 扫描宽度 (cm)
&&&&&& V = 线速度，m/min
&&&&&& 因此 &&& Dn = N×D
&&&&&& 其中&&&&& N = 圈数
三、辐照交联材料的配方
&&&&&& 交联材料的配方比较复杂，需要考虑各种性能的综合平衡。除了基料外主要是：
&&&&&& ――交联敏化剂和官能团
&&&&&& ――抗氧化剂
&&&&&& ――阻燃剂
&&&&&& ――其它性能平衡助剂。
&&&&&& 1）敏化剂
&&&&&& 聚乙烯达到所需要的交联度的辐照剂量通常在20～40Mrad。造成辐照交联的效率低不仅不利于生产率的提高，而且高剂量辐照交还会伴随一些不利的副反应。诸如热效应导致高分子产生发泡、静电积累与放电等。
&&&&&& 为了提高辐射加工的效率，减少不利的副效应，可以在体系中添加敏化剂或多官能团单体，用来提高体系的辐射交联G值（每吸收100eV，产生变化的单位数），减少聚合物交联改性所需要的辐照剂量，提高辐射加工的能力和产量，加速交联进程。
&&&&&& 同时由于多官能团单体（敏化剂）在辐射加工中与辐射氧化、辐射裂解过程竞争大分子自由基增加交联反应，也抑制了与交联过程不利的副反应。这就是所谓聚合物的辐射强化交联或敏化交联。
&&&&&& 添加多官能团单体如二乙炔(diacetylenes)，在聚合物非晶区辐照中聚合物与自由基反应增加交联G值，添加2% 的2.4-己二炔-1.6双(正丁基氨基酯)[（2.4-hexadiym-1.6-bis-n-butyl.ureth.ane）的聚乙烯交联G值是纯聚乙烯的15倍。
&&&&&& 2）抗氧剂
&&&&&& 由于聚合物中溶解氧的存在和辐射加工中氧向聚合物中非晶区的扩散侵入，交联加工同时也伴随着辐射氧化裂解反应。由于辐射加工后绝缘中俘陷自由基的存在，将于扩散进入的氧发生后氧化，这不仅影响产品的使用寿命也影响其电气和机械性能。因此，在绝缘材料中必须加入抗氧剂，以减少这一过程。
&&&&&& 常用的抗氧剂主要是酚类和胺类。这些抗氧剂与聚合物中俘陷自由基反应而稳定，避免氧化。
&&&&&& 由于抗氧剂和有效和自由基反应，抑制氧化的抗氧剂也会增加所需要的辐射剂量。
&&&&&& 3）阻燃剂
&&&&&& 由于聚乙烯等聚合物是可燃的，一般均填加阻燃剂解决其阻燃性的问题。常用的阻燃剂有含卤阻燃剂、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷，氢氧化铝、以及无机氧化物、填料等。
&&&&&& 在辐照加工及高温应用中含卤阻燃剂也易发生卤化氢，使用要与稳定剂相配合。金属氢氧化物阻燃虽属环保型，往往要填加很大量才能达到阻燃效果，易导致绝缘机械性能和电气性能的损失。无机填料最好要经过偶联处理，改善聚合物与填加剂间的界面关系。
四、辐照加工工艺和产品综合性能的测定
&&&&&& 辐照加工工艺直接影响和决定产品的质量和各项性能，辐照时应注意：
&&&&&& 1）加速器的电子能量与绝缘材料结构。绝缘的厚度必须小于电子束的有效射程，以减少电荷在材料中的沉积。
&&&&&& 2）控制束流或传输速度，改善束下传输系统与环境热交换，减缓辐射热效应的累积。
&&&&&& 3）为了预防EB辐射中的不良后果，必须从聚合物配方与辐照效应、辐照加工工艺条件、环境与后处理等，协调完成。
&&&&&& 4）防止辐照过程中的物理损伤。&&&&
&&& 产品综合性能的测定：
&&&&&& 1）交联度的测定
&&&&&& 因为电线的耐热性、耐液体性是与绝缘的交联度密切相关的。通常电线对绝缘交联度的表征方法主要有两种：
&&&&&& ――凝胶含量测定，要求百分含量大于50%（PE）；
&&&&&& ――热延伸及残留变形率在规定条件下，热延伸不大于100%，残变率小于4%。
&&&&&& ――差热分析（DTA）。&
&&&&&& 2）力学性能测试，包括：
&&&&&& ――抗张强度，通常要大于12.5Mpa；
&&&&&& ――断裂伸长率：通常要大于150%。
&&&&&& 3）老化寿命：
&&&&&& 根据电线使用的工作温度选定老化条件（如工作温度为125℃，3000h老化），老化后强度及伸长率保留百分率大于75%。
&&&&&& 4）其它相关性能测试：
&&&&&& 如耐溶剂，耐燃烧，耐磨等。
五、交联电线简单识别方法
&&&&&& 1）产品标识识别：
&&&&&& ――德国型号中代表绝缘材料的字母Y用X替换，即代表经过交联处理。如FLR2X T125就是耐热125℃交联PE绝缘电线。
&&&&&& ――通用（GM）在型号末端需要标准绝缘材料的缩写，凡是缩写以为X（或XL）开头的材料都是交联材料，如CU-R4XLPO的就是耐热150℃交联PO绝缘电线。
&&&&&& ――福特的型号只标识了耐热等级，对材料没要求。有时同一温度等级有多种绝缘材料，为了防止混淆，我们在型号后面会注明所用材料（缩写）。如3TBD（XLPE）和3TBD（PVC），3TBD（PP）。
&&&&&& 2）耐热试验识别：
&&&&&& ――用二十瓦电烙铁烫一下绝缘层，真正的辐照电线电缆应该没有明显凹陷，如果有较大凹陷则说明绝缘层使用的材料或者工艺存在缺陷。
&&&&&& 3）燃烧试验识别：
&&&&&& ――用打火机燃烧，正常情况较难点燃，如很容易点燃，则可以认定没有使用阻燃材料；
&&&&&& ――交联电线燃烧有炸裂声，长时间燃烧后电缆的绝缘层仍然比较完整，直径有所增加；
&&&&&& ――如有较大烟雾则说明绝缘层使用的是含卤材料，如PVC；
&&&&&& ――如果长时间燃烧后绝缘表面脱落严重，直径没有明显增加，说明没有进行合适的辐照交联工艺处理。
（王亚东）
北京福斯汽车电线有限公司　版权所有　http://www./ 技术支持
地址：北京市怀柔区北京雁栖经济开发区雁栖大街39号　邮编：101407　Email: business@
电话： 86-10--10--10- 传真：86-10--10-