WDZB-YJY23-8.7/15kV型電纜的低煙無鹵阻燃劑主要通過添加金屬氫氧化物(如氫氧化鋁ATH、氫氧化鎂MDH)及協(xié)同體系實(shí)現(xiàn),其添加方式及結(jié)構(gòu)優(yōu)化如下:
一、核心阻燃劑選擇與添加原則
金屬氫氧化物為主
氫氧化鋁(ATH):粒徑1-10μm(普通級(jí))或0.5-1μm(超細(xì)級(jí)),填充量50-60%(普通級(jí))或40-50%(超細(xì)級(jí))。分解溫度180-200℃,需控制加工溫度。
氫氧化鎂(MDH):粒徑1-5μm,分解溫度300-340℃,適合高溫加工。
復(fù)配比例:ATH/MDH按3:1至1:1復(fù)配,兼顧阻燃與加工性。
協(xié)同體系增強(qiáng)性能
硼酸鋅:添加2-5 phr,提升成炭性,減少煙霧。
納米黏土(如蒙脫土):添加1-3 phr,改善抑煙性。
有機(jī)磷氮系阻燃劑:如聚磷酸胺、三聚氰胺、季戊四醇復(fù)配,形成炭質(zhì)泡沫層隔熱隔氧,但需注意與聚烯烴基料的相容性。
二、阻燃劑在電纜結(jié)構(gòu)中的分層添加
絕緣層
外層:低煙無鹵阻燃聚烯烴,含阻燃劑10-60重量份(如ATH、MDH、硼酸鋅、納米黏土)。
中間層:交聯(lián)聚烯烴(如硅烷接枝聚乙烯),含硅烷0.5-2重量份、過氧化物0.01-1重量份、交聯(lián)催化劑0.01-2重量份、產(chǎn)水劑(如ATH/MDH)1-4重量份。交聯(lián)度低于內(nèi)層,平衡阻燃與柔韌性。
內(nèi)層:高交聯(lián)度聚烯烴,含硅烷0.5-3重量份、過氧化物0.01-1重量份、交聯(lián)催化劑0.01-3重量份、產(chǎn)水劑0.5-3重量份,確保耐壓等級(jí)。
護(hù)套層
采用低煙無鹵阻燃聚烯烴護(hù)套,填充ATH/MDH(粒徑1-5μm),平衡性能與成本。護(hù)套任意點(diǎn)最小厚度不小于標(biāo)稱厚度的90%,確保阻燃材料均勻覆蓋。
三、關(guān)鍵工藝控制
加工溫度
ATH分解溫度180-200℃,MDH分解溫度300-340℃,需根據(jù)阻燃劑類型調(diào)整擠出機(jī)溫度,避免材料提前分解。
分散性優(yōu)化
超細(xì)級(jí)ATH(0.5-1μm)分散性更佳,但成本較高。可通過表面改性(如硅烷偶聯(lián)劑處理)提高阻燃劑與基料的相容性,減少團(tuán)聚。
多層共擠技術(shù)
采用三層共擠裝置,將外、中、內(nèi)層材料分別加入料斗,通過共擠口模包覆到導(dǎo)體上,確保各層功能獨(dú)立且界面結(jié)合緊密。
四、性能驗(yàn)證與標(biāo)準(zhǔn)符合性
阻燃性能
通過GB/T18380成束燃燒試驗(yàn),炭化高度不超過火焰作用點(diǎn)以上2.5m。
單根垂直燃燒試驗(yàn)(如IEC 60332-1)驗(yàn)證單根電纜阻燃性。
低煙無鹵要求
煙密度:透光率≥60%(GB/T17651.2)。
鹵酸氣體釋放量:≤5mg/g(GB/T17650.1),pH≥4.3,電導(dǎo)率≤10μs/mm(GB/T17650.2)。
機(jī)械性能
抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求(如GB/T12706),避免因阻燃劑填充量過高導(dǎo)致脆化。
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