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選材篇——無鹵阻燃TPE讓電線纜更安全

電線電纜行業的發展目前正處在由PVC材料向無鹵環保材料的轉型期。環保意識已經成為世界性的共識。美國、日本、歐盟等發 達地區明確規定進口的電線電纜產品須符合無鹵、低毒、阻燃的要求,要求線纜燃燒時發煙量低、不產生或少產生腐蝕性氣體和有害鹵素氣體、不含鉛等重金屬、不 污染土壤、耐熱溫度高、廢舊電線電纜材料可回收使用等特點。尤其是對產品的安全性、無毒性、難燃性等指標格外重視。電線電纜(Cable & wire)的“去鹵阻燃”化浪潮正從西方滾滾而來。Microsoft、Motorola、HP、Nokia、Sony、Samsun、、LG等知名產業 客戶都已制訂了明確的無鹵化進程時間表。

 

在無鹵化進程加速前進的大背景下,對于改性塑料生產商和線材成品加工商在無鹵阻燃TPE的研發及選擇上應該怎樣抉擇呢?筆者從自身在TPE領域的經驗出發,談談目前無鹵阻燃TPE在行業內呈現的特點和常見問題,為改性塑料廠和線材加工廠提供研發及選材方面的幫助。

 

1. 高價格

無鹵阻燃TPE產品價格高,是普通PVC的5倍以上。市場上的出售價都在45-150元/公斤之間。這是由于產品中不同效果阻燃劑導致成本上的差異巨大。原 材料中的阻燃劑添加量較大,一般占到材料本身比重的30%-50%左右。阻燃TPE對配方要求極其嚴格,為了產品的穩定性,超級品牌產家的正牌SEBS和 純TPU基料常作為首選材料且不容易替換,比重占了50%左右。此外阻燃協效劑,潤滑劑,表面處理劑都是造成其成本過高的原因。這導致了很多終端客戶很難 立馬完全更換無鹵阻燃TPE的原因。所以做無鹵阻燃TPE降低成本,在客戶處得到實際的應用才是硬道理!

 

2.成品析出

無鹵阻燃TPE的另一個問題就是成品在使用過程容易析出。具體表現在:表面發白,成霧狀或是表面冒油,發亮。全世界還沒有哪家公司的材料可以保證做到完 全不析出,包括享斯曼,諾譽,臺橡,膠寶。析出的原因是配方體系中大分子和小分子之間不平衡,在經過一段時間后大分子運動造成小分子物質不斷遷移到表面。 到目前為止,現有技術在這個問題上還沒有完全解決。建議客戶在選擇的時候最好選擇表面輕微發白的材料,這種析出不會影響它的物理性能和電力性能。。另外,根據配方中阻燃體系的好壞,析出也有輕重之分,好的材料析出較少,且短期內是不容易發生。所以在TPE選材方面也不能完全追求價格而忽略質量。

 

3.附屬性能關注

在選擇無鹵阻燃TPE時,除關注他的阻燃及外觀性能外,有些性能是常常被我們忽略的。比如絕緣電阻,老化耐溫,熱沖擊,耐電壓,耐壓裂,加熱變形等。這些性能常常也有出現不達標的現象。這些性能不達標常常原因出現在配方中原材料的選擇和加工方法上。

原材料很有可能是廠家為了省成本用比較差的原材料或沒找到合適的原材料。當然也跟合成技術有關,技術不提高,再好的材料都 達不到標準。在加工方法上也有很大講究,螺桿元件排布、螺桿轉動頻率、喂料速度、加工溫度都關聯這橡膠顆粒在體系中的分散,橡膠顆粒分散情況直接關聯 TPE的各方面力學性能。

 

4. TPE印字難

阻燃TPE印字很不好解決,TPE由于基料不同,印字效果截然不同。TPE極性于油墨相近,印字越容易。以苯乙烯嵌段共聚物為基材的TPE是一種非極性 材料與油墨相容性差,不易噴印。所以選材方面,更應注重TPE本身的基料,可選擇含有TPU、或極性改性劑的TPE材料。

 

5. 表面起粒發麻不爽滑

在注塑過程中,TPE這種材料才會常發生這種事。一般是由溫度沒調節好和洗機不干凈引起的,也有可能是模頭和眼模變形,有異物,也有可能是選模不正確引 起的。當然這還跟廠家的配方有關,配方體系相容性好,分布均勻,此現象越不明顯。硬度越大的TPE,粘度大的TPE越容易發生。

 

6. 搖擺和粘接

線材搖擺測試是檢測線材彎折程度,焊錫點有無假焊,線路開路,線與線之間短路情況的。搖擺有很多標準,主要還是看線材本身 的結構,跟外被料關系不是很大。一般調整一下銅線絞矩就可以了。當然,好的外被料還是可以起到一定的抗搖擺破壞作用。粘接不良大多是插頭部份和線材部份粘 接時材料溶度參數相差較大,極性差異導致的,選材時應注意選擇與插頭材料極性相近的TPE。

 

總之,阻燃TPE是一種很獨特的材料,在市場上高端產品如諾基亞,索愛,摩托羅拉,LG,明基,惠普,微軟等等大公司的耳機線,充電器線,電腦周邊線采用無鹵阻燃TPE已是常態。電源線, 軍工線,核電線,彈弓線,車用線必然也要調整。未來更多中低端市場的線材也必將隨著歐美國家法規來規范限定來轉換其在現在領域的材料,可以預見這個市場是 多么的具大,也可以想像得到無鹵阻燃切換是必然的。環保一定是未來趨勢。所以開發出更低廉價格,綜合性能更加優異的無鹵阻燃TPE材料,需要各大改性塑料 廠和線材生產廠商,上下游的共同努力,使我們的娛樂和生活更加安全、環保。

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