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[技術資料] 無鹵阻燃材料TPU/TPE前沿技術交流探討論壇--安拓普（ATP）
P:2010-03-23 11:42:28
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序 篇眾所周知：電線電纜行業(yè)的發(fā)展目前正處在由PVC材料向無鹵環(huán)保材料的轉型期。環(huán)保意識已經成為世界性的共識。美國、日本、歐盟等發(fā)達地區(qū)明確規(guī)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(fā)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。 應用于3C、醫(yī)療、風能、采礦設備等領域的電線電纜（Cable & wire）的“去鹵阻燃”化浪潮正從西方滾滾而來。作為全球電線電纜制造業(yè)基地，中國的電線電纜制造企業(yè)將面臨極大的機遇和挑戰(zhàn)。 一方面，當大多數(shù)傳統(tǒng)的以PVC、交聯(lián)聚烯烴等原材料為主的電線電纜制造企業(yè)，正因為國際銅價的波動、匯率變動、人力資源的成本的上升，以及原材料價格的透明和惡性競爭而飽受困擾、躑躅不前時，一部分有遠見、有技術積累的企業(yè)則瞄準了高附加值、高利潤的新產品的開發(fā)。而有一定技術壁壘，且成本仍處于相對模糊狀態(tài)的“無鹵阻燃電線電纜”的研發(fā)和生產，非常有可能成為這部分企業(yè)新的利潤增長點。 另一方面，居高不下的成本和產品質量的不穩(wěn)定，導致很多規(guī)模化的產業(yè)客戶對3C產品周邊線纜的全面“去鹵阻燃”化，還處于謹慎的觀望狀態(tài)。但是，在全球環(huán)保潮流浩浩蕩蕩、不可逆轉的大趨勢之下，應用于3C等領域的電線電纜的“去鹵阻燃”化的進程，必將會漸行漸近。Microsoft、Motorola、HP、Nokia、Sony、Samsun、、LG等知名產業(yè)客戶都已制訂了明確的無鹵化進程時間表。 那么，當這些知名產業(yè)客戶結束觀望，引領3C產品的電線電纜全面“去鹵阻燃”化的時候，在中國大陸地區(qū)上萬家3C、醫(yī)療、風能等領域的周邊線纜制造企業(yè)，誰能在這個利潤相對豐厚、競爭相對薄弱、難得的產品升級換代階段及早受益呢？ 答案顯而易見：哪些有遠見、有技術儲備且產品極具性價比優(yōu)勢的電線電纜制造企業(yè)將會贏得先機，進入企業(yè)快速發(fā)展的全新里程。 同時，在PP、PE等傳統(tǒng)的絕緣材料和國際銅價已經非常透明的情況下，線纜制造企業(yè)又如何讓自己的“無鹵阻燃電線電纜”既有較高的附加值、又具備很好的性價比優(yōu)勢呢？ 答案亦十分明朗：與產品質量優(yōu)異、產品價格低廉、服務響應迅速、實力雄厚的“無鹵阻燃”護套材料制造商建立最親密的戰(zhàn)略合作伙伴關系，在不需要支出任何成本、不承擔任何風險的情況下，把優(yōu)秀的“無鹵阻燃”護套材料供應商變成自己的“研發(fā)部和生產部”，從而大幅度提高自己的成本優(yōu)勢、產品質量優(yōu)勢、交期優(yōu)勢及技術服務優(yōu)勢，最終形成全方位的競爭優(yōu)勢，讓競爭者望塵莫及。 作為專業(yè)的“無鹵阻燃TPE/TPU”制造商，ATP期望在此拋磚引玉，搭建一個平臺，真誠希望和業(yè)內人士共同探討無鹵阻燃技術發(fā)展，共享行業(yè)知識，推動我國無鹵阻燃材料的發(fā)展。我們也會不定期發(fā)表最新的研究成果及此類材料加工等方面技術的淺顯認識，和大家共勉。希望業(yè)內、外人士積極參與，發(fā)表自己的高見，為我國無鹵阻燃材料發(fā)展盡一份自己的力量。（待續(xù)）
帖 子 獎 罰 aassdd 獎勵 20 金幣，.1 聲望，于 2010-4-30 11:54:49 原因：好資料，感謝分享！
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P:2010-03-24 16:35:57
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無鹵阻燃TPU/TPE彈性體在電線電纜應用中的發(fā)展分析及加工問題探討
ATP研究發(fā)展及技術服務中心
摘要：本文對近年來無鹵阻燃彈性體材料在電線電纜行業(yè)中的發(fā)展進行了綜述，并針對該材料特點在押出及注塑成型過程容易出現(xiàn)的問題進行分析探討。
關鍵詞：無鹵阻燃(Halogen Free/ Zero Halogen Flame Resistance) 彈性體(Thermoplastic Elastomer TPE/TPU) 電線電纜(Wire & Cable)
1、 電線電纜無鹵化發(fā)展趨勢
電線電纜無鹵化概念始于21世紀初，真正形成文件或指令則由Sony公司開始，現(xiàn)其SS-00259還作為市場上主流環(huán)保標準之一，但由于成本考慮以及材料技術發(fā)展的滯后，很多世界級大公司并沒有按指令嚴格執(zhí)行。電線外被無鹵化彈性體大規(guī)模應用由Nokia公司牽頭，07年以后的高端手機配套連接線已經取代PVC材料。
08年電線無鹵化普及開始涌動，期間Microsofe/Nintendo/Sony/GN等各大品牌在某些領域全面使用無鹵材料。但金融風暴來臨，一度偃旗熄鼓。
09年6月份開始，世界經濟開始回暖，各大一流公司馬上倡導無鹵化，國際著名電子信息公司也順應潮流，各品牌產品無鹵化指令不斷推出，如Sony-Erisson/ Samsung/LG/Acer/Lenovo/Huawei/ZTE等都有明確的全面替代日期。日常消費電子產品的無鹵化普及已迫在眉睫。
作為各大電線電纜制造商，須應對行業(yè)發(fā)展趨勢，否則將淪為微利的傳統(tǒng)PVC電線制造/加工商，在紅海中掙扎。
2、 電線電纜無鹵材料選擇指標分析
無鹵阻燃彈性體作為電線電纜外被材料主要參考以下指標
2.1 環(huán)保
PVC材料的替代根源在于環(huán)保性，各國及各著名品牌的環(huán)保指令越來越嚴苛，目前我們接觸并完全符合的環(huán)保指令有RoHs/ REACH/ Halogen-free/ Phthalate/ Dimethyl Fumarate/ PFOA&PFOS/TBBPA/ PAHs/EN71，之前由于材料技術發(fā)展因素，市場上有部分的含鹵素阻燃TPU/TPE應用相信將在不久被淘汰（典型產品有Lubrizol FRTPU58202/SPC、APA FRTPE）
2.2 硬度
消費電子產品連接線訴求手感柔軟舒適，對于無鹵阻燃彈性體應用于線纜行業(yè)，硬度在80～90A比較普遍。硬度太低會導致材料彈性缺失，并且不利于加工；硬度太高使線纜感覺僵硬。彈性體特有的彈性手感，同等硬度與PVC材料相比，手感柔軟度有偏差。我們的經驗，Shore 85A的無鹵阻燃彈性體與80～82A（55～50P）的PVC線纜成品手感柔軟度相近。
2.3 阻燃性
線纜成品評估阻燃性主要參考VW-1或FT-1通行標準，需要明確的是整體線纜須防火。由于不同的電子信息線有不同的線規(guī)設計，其半成品絕緣層材料已限制（在PP/PE或Hytrel類材料選擇），如選用阻燃類聚烯烴材料，會造成電壓擊穿或信號傳輸缺陷。所以阻燃線纜成品對外被材料提出非常高的阻燃要求。我們的經驗，外被材料阻燃結焦能力強，線纜燃燒后粘附在成品上形成致密炭化層，保護線材絕緣材料，半成品即使沒有屏蔽材料（如鋁箔）保護，也能輕易通過VW-1或FT-1防火測試。
2.4 物理機械性能
在UL1581/758/62標準中對彈性體或105℃ PVC材料最小抗張強度1.05kgf/mm2，最小斷
裂伸長率100%。作為我們的無鹵阻燃彈性體材料，其力學性能指標已遠遠超出傳統(tǒng)的PVC線纜要求。外被材料的延伸率可以作為線纜成品彈性的參考指標之一。我們認為線纜行業(yè)應用無鹵阻燃彈性體更應關注外被材料的抗張強度、撕裂強度、耐溫等級（80/90/105℃）、熱變形(121/150℃)、冷熱沖擊、非移行等，這才能體現(xiàn)材料的綜合性能。
2.5 表面
我們的淺薄認識，一款無鹵阻燃線纜成品表面細膩半霧（亮中帶霧）才能體現(xiàn)產品高端，如能有充足的橡膠感，就是完美的表面，這一直是ATP追求的材料境界。
市場關注的表面析出問題，我們認為目前沒有一款完美的無鹵阻燃產品，這從材料角度解釋。無鹵阻燃彈性體配方設計，彈性體基材與阻燃體系，配合相應的表面處理技術、加工技巧。首先作為彈性體基材，為高分子合成材料，其分子量不可能做到完全均一，成分中的低分子存在析出的可能性，而且合成過程中還需要添加諸如抗氧劑、潤滑劑等低分子組分；其次，阻燃體系與彈性體基材存在相容性問題，目前的表面處理技術還不能完全達到100%覆蓋，無鹵阻燃彈性體存在相容性不佳析出的可能性；最后，無鹵阻燃彈性體生產及后續(xù)押出過程中由于熱、水份等因素，不可避免小部分高分子斷鏈，這也是表面析出的可能性。如何避免表面析出，我們的經驗：材料的選擇、生產工藝的嚴格控制、材料配方的合理設計，盡最大可能減少材料析出；電線押出工藝控制，物料充分干燥，避免水份對材料的降解，線材表面半霧化（半霧的原因是表面均勻凹凸散射光），輕微析出物質存在于凹凸面，從表面很難看出。如果市場上有供應商號稱能提供絕無析出無鹵阻燃彈性體材料，我們認為是不負責任的。即使國際大品牌彈性體材料供應商（如Lubrizol/Bayer/Basf等）也不承諾絕無遷移析出。
另關于表面印字問題，目前的無鹵油墨技術，只要化精力與相應供應商配合，一定能解決。目前更先進的采用噴碼技術。
2.6 加工性能
無鹵阻燃彈性體需要較好流動及成型性能，否則易在押出機的頸部及機頭部位形成滯留死膠，從而造成線材表面明顯的模痕和熔接縫。我們的無鹵阻燃彈性體材料加工性能良好，OD為5.5線材押出速度可以在50m/min左右，2.5線材押出速度在120m/min左右，表面保持不變。
3、 目前市場上主要無鹵材料簡述
首先糾正彈性體的概念。我們與很多客戶的工程人員交流，由于他們之前很少接觸真正的彈性體材料，初始提出電線外被材料選用無鹵阻燃TPE，更深入溝通后，甚至與之一起分析產品的設計卡，才發(fā)現(xiàn)外文資料描述為Thermoplastic Elastomer（縮寫TPE），客戶并沒有指定具體的TPU/SEBS TPE基材。從我們的認識，使用單純的SEBS材料設計成無鹵阻燃彈性體，其存在抗張/撕裂強度差、不耐油、不耐刮、不耐磨等缺陷。實際上彈性體基材最適合線材應用的是TPU材料，其力學性能突出、耐刮耐磨、耐化學溶劑、耐高低溫、彈性好。但TPU材料的無鹵阻燃化是行業(yè)技術難題，其容易滴落。我們的無鹵阻燃彈性體材料嚴格意義上為TPU Alloy。以下為目前市場上主流無鹵阻燃材料簡述：
3.1 傳統(tǒng)的低煙無鹵聚烯烴材料（LSHF）
典型產品為XLPE，其優(yōu)點為成本較低。缺點為硬度做不軟、阻燃/耐溫性能不溫度、表面不耐刮耐磨、后續(xù)加工須輻照交聯(lián)。典型生產廠家為日本昭和。
3.2 GE(SABIC)
Nokia充電器連接線的無鹵化成就了GE NORYL PPO材料，為最早的無鹵阻燃彈性體，目前還有較大的應用。特點是自熄性材料、耐熱性較好、抗張強度較好。缺點是手感稍僵硬、加工溫度較高、氣味大，低硬度產品（80A）阻燃性不是很理想、不能滿足非移行測試，目
前很多大品牌產品限制使用（如Apple），Nokia也慢慢替換�；谏虡藢＠瑖鴥韧愋彤a品不能稱之PPO，而以PPE/m-PPE命名（如金發(fā)）。
3.3 Lubrizol
其58202產品成就了Noveon在阻燃TPU線纜行業(yè)的地位，但該產品存在較嚴重的表面析出，并且含溴系阻燃劑，黑度不夠。最近推出幾種無鹵阻燃TPU（產品名稱A開頭），但市場反映表面易析出晶點。Lubrizol收購了Noveon/SK/Dow TPU部門后，也許Dow的E-TPU能帶給市場驚喜，但售價很高。
3.4 Hunstman
其4766產品成就了Hunstman在醫(yī)療線行業(yè)的地位，甚至影響了醫(yī)療線行業(yè)一般工程人員的材料選擇判斷，參照4766 V0阻燃要求新材料。該材料特點是V0黃卡、加工性好、表面手感舒適。但在無鹵阻燃線纜行業(yè)基本沒有應用，其阻燃通過滴落帶走熱量方式實現(xiàn)V0，線材半成品只要有一點不阻燃成分（如紙帶或PP/PE材料）就無法通過VW-1/FT-1基本測試。
3.5 Basf/Bayer
其機理如Hunstman材料，也基本上沒看到無鹵阻燃線纜行業(yè)的應用。
4、 無鹵阻燃彈性體線材押出
4.1 機臺選擇
我們推薦選用長徑比26:1，壓縮比2.8以上的單螺桿，如螺紋件具反齒或雙螺紋結構，使熔融物料部分反流增加混煉功能，則非常完美。
我們的無鹵阻燃彈性體物料在傳統(tǒng)的PVC螺桿也能順利押出，一般溫度范圍在150~190℃之間，根據(jù)不同的機臺和螺桿調整溫度，使物料充分塑化。
4.2 加工前物料干燥
我們推薦無鹵阻燃彈性體干燥工藝105℃/2H，確保物料充分干燥，水份含量控制在0.03%以內。我們曾系統(tǒng)評估水份對物料加工的影響，物料充分干燥成品分子量為10萬左右，物料不烘干加工分子量為7萬左右；相同剪切條件下粘度104pa.s物料充分干燥時的熔融溫度為186℃，物料不烘干時熔融溫度為168℃。由此可見干燥工序對成品性能的關鍵影響。我們經驗，無鹵阻燃彈性體加工時水份超標，物料分子鏈斷裂，性能下降嚴重，線材成品表面針孔狀顆粒，易發(fā)粘。
4.3 流涎（�？诜e料、眼屎）
流涎原因在電線行業(yè)眾說紛紜，我們認為該原因主要是物料與模具兩方面。根據(jù)流體力學，流動物料在模具（外模和內模）接觸面流動速度最快，物料不良將導致熔體破裂，破裂物料（主要是小分子組分）在模口外翻和內翻堆積形成流涎，外流涎一般工程技術人員有認識，內流涎在套管制造中容易發(fā)現(xiàn)。流涎在�？诙逊e一定程度會粘附在線材表面帶出。
解決方案：首先，確保干燥充分，物料良好，包括流動性、熔體強度、表面處理等符合押出加工前提；其次，確保模具光滑，減少物料與模具表面的摩擦系數(shù)；最后，可通過�？谠O計使積料自動散開掉落（具體方法ATP有專利申請，感興趣朋友可聯(lián)系ATP技術服務中心）。
4.4 模痕
主要原因在物料的流動性和外模的光滑度。如模具有缺陷，物料容易在模具內粘附形成死膠；物料的流動性不佳，容易因機頭和模具加熱溫度不均勻，各部位物料流動性差異明顯，押出時流動速度不同相互擠壓易造成模痕。
4.5 熔接縫
傳統(tǒng)機頭設計都是熔融物料通過頸部均勻分流兩側，臨近口模重新合流擠出。如果傳統(tǒng)
的機頭設計精密度高，淺色線材會在表面有兩條均勻對稱的淡淡熔接縫（深色線材看不出來）。我們通過改進機頭螺旋狀設計，避免物料分流，從而解決線材熔接縫問題（具體方法ATP有專利申請，感興趣朋友可聯(lián)系ATP技術服務中心）。
4.6 機頭與外模
ATP無鹵阻燃彈性體物料推薦使用精密度高、間隙小的機頭，并且使用比線材規(guī)格小的外模，建議外模大小為線材規(guī)格的95%左右（如生產OD=4.0線材，選用3.8或3.9的外模），使機頭壓力足夠大，保證線材表面質量。
5、 SR注塑成型
無鹵阻燃彈性體注塑料SR成型，我們認為TPU比SEBS TPE基材合適。SR注塑部分非常關注搖擺、強度、表觀耐刮耐磨、與線材黏合程度等因素，各方面性能無疑TPU比SEBS合適。以下分析基于ATP無鹵阻燃TPU注塑級材料。
5.1 流動性
線材的注塑結構部分基本上是通過立式注塑機實現(xiàn)，如流動性不好，必須通過非常大的壓力才能把模腔充滿，但壓力稍大又容易形成飛邊。流動性不佳的物料很難調機且不穩(wěn)定。熔融指數(shù)可以作為材料流動性的參考指標之一。
5.2 黏模
TPU作為粘度高且具一定極性的材料，本身已是較難脫模。TPU無鹵阻燃化后一般結晶能力增強，收縮率變大。特別是具凹槽網尾結構，因是手工開模，脫模性能是評估材料實用性的關鍵因素之一。ATP無鹵阻燃TPU材料通過控制結晶度解決黏模問題。
5.3 縮水
無鹵阻燃TPU縮水原因主要是材料的收縮率大，冷卻凝固快，表面硬化而內部冷卻速度差異造成收縮凹陷。所以控制材料的結晶度是關鍵。注塑工藝改善方向為：適當注塑量，減低熔體溫度，注射和保壓壓力加大，注射速度降低，模具通水冷卻。
5.4 飛邊
飛邊與材料的流動性、注塑工藝、模具結構等有關系。模具結構方面建議根據(jù)不同的物料適當改善模具，比較無鹵阻燃TPU材料與傳統(tǒng)的PVC注塑料收縮率差異，且注塑壓力也大很多。
總結：作為無鹵阻燃彈性體新材料在電線電纜行業(yè)的應用，諸位在材料選擇和工藝摸索上都不具很豐富的經驗。以上僅僅是我們對該行業(yè)的簡單分析，如文中涉及同行信息，本意不存在肆意攻擊。希望本文對電線電纜行業(yè)無鹵化進程有所推動，這是ATP肩負的使命。當前材料的發(fā)展日新月異，無鹵阻燃彈性體材料將不斷涌現(xiàn)，但ATP不敢妄自菲薄，推廣無鹵阻燃彈性體材料，希望與客戶共同在線纜無鹵化浪潮中騰飛。
ATP研究發(fā)展及技術服務中心
摘要：本文對近年來無鹵阻燃彈性體材料在電線電纜行業(yè)中的發(fā)展進行了綜述，并針對該材料特點在押出及注塑成型過程容易出現(xiàn)的問題進行分析探討。
關鍵詞：無鹵阻燃(Halogen Free/ Zero Halogen Flame Resistance) 彈性體(Thermoplastic Elastomer TPE/TPU) 電線電纜(Wire & Cable)
1、 電線電纜無鹵化發(fā)展趨勢
電線電纜無鹵化概念始于21世紀初，真正形成文件或指令則由Sony公司開始，現(xiàn)其SS-00259還作為市場上主流環(huán)保標準之一，但由于成本考慮以及材料技術發(fā)展的滯后，很多世界級大公司并沒有按指令嚴格執(zhí)行。電線外被無鹵化彈性體大規(guī)模應用由Nokia公司牽頭，07年以后的高端手機配套連接線已經取代PVC材料。
08年電線無鹵化普及開始涌動，期間Microsofe/Nintendo/Sony/GN等各大品牌在某些領域全面使用無鹵材料。但金融風暴來臨，一度偃旗熄鼓。
09年6月份開始，世界經濟開始回暖，各大一流公司馬上倡導無鹵化，國際著名電子信息公司也順應潮流，各品牌產品無鹵化指令不斷推出，如Sony-Erisson/ Samsung/LG/Acer/Lenovo/Huawei/ZTE等都有明確的全面替代日期。日常消費電子產品的無鹵化普及已迫在眉睫。
作為各大電線電纜制造商，須應對行業(yè)發(fā)展趨勢，否則將淪為微利的傳統(tǒng)PVC電線制造/加工商，在紅海中掙扎。
2、 電線電纜無鹵材料選擇指標分析
無鹵阻燃彈性體作為電線電纜外被材料主要參考以下指標
2.1 環(huán)保
PVC材料的替代根源在于環(huán)保性，各國及各著名品牌的環(huán)保指令越來越嚴苛，目前我們接觸并完全符合的環(huán)保指令有RoHs/ REACH/ Halogen-free/ Phthalate/ Dimethyl Fumarate/ PFOA&PFOS/TBBPA/ PAHs/EN71，之前由于材料技術發(fā)展因素，市場上有部分的含鹵素阻燃TPU/TPE應用相信將在不久被淘汰（典型產品有Lubrizol FRTPU58202/SPC、APA FRTPE）
2.2 硬度
消費電子產品連接線訴求手感柔軟舒適，對于無鹵阻燃彈性體應用于線纜行業(yè)，硬度在80～90A比較普遍。硬度太低會導致材料彈性缺失，并且不利于加工；硬度太高使線纜感覺僵硬。彈性體特有的彈性手感，同等硬度與PVC材料相比，手感柔軟度有偏差。我們的經驗，Shore 85A的無鹵阻燃彈性體與80～82A（55～50P）的PVC線纜成品手感柔軟度相近。
2.3 阻燃性
線纜成品評估阻燃性主要參考VW-1或FT-1通行標準，需要明確的是整體線纜須防火。由于不同的電子信息線有不同的線規(guī)設計，其半成品絕緣層材料已限制（在PP/PE或Hytrel類材料選擇），如選用阻燃類聚烯烴材料，會造成電壓擊穿或信號傳輸缺陷。所以阻燃線纜成品對外被材料提出非常高的阻燃要求。我們的經驗，外被材料阻燃結焦能力強，線纜燃燒后粘附在成品上形成致密炭化層，保護線材絕緣材料，半成品即使沒有屏蔽材料（如鋁箔）保護，也能輕易通過VW-1或FT-1防火測試。
2.4 物理機械性能
在UL1581/758/62標準中對彈性體或105℃ PVC材料最小抗張強度1.05kgf/mm2，最小斷
裂伸長率100%。作為我們的無鹵阻燃彈性體材料，其力學性能指標已遠遠超出傳統(tǒng)的PVC線纜要求。外被材料的延伸率可以作為線纜成品彈性的參考指標之一。我們認為線纜行業(yè)應用無鹵阻燃彈性體更應關注外被材料的抗張強度、撕裂強度、耐溫等級（80/90/105℃）、熱變形(121/150℃)、冷熱沖擊、非移行等，這才能體現(xiàn)材料的綜合性能。
2.5 表面
我們的淺薄認識，一款無鹵阻燃線纜成品表面細膩半霧（亮中帶霧）才能體現(xiàn)產品高端，如能有充足的橡膠感，就是完美的表面，這一直是ATP追求的材料境界。
市場關注的表面析出問題，我們認為目前沒有一款完美的無鹵阻燃產品，這從材料角度解釋。無鹵阻燃彈性體配方設計，彈性體基材與阻燃體系，配合相應的表面處理技術、加工技巧。首先作為彈性體基材，為高分子合成材料，其分子量不可能做到完全均一，成分中的低分子存在析出的可能性，而且合成過程中還需要添加諸如抗氧劑、潤滑劑等低分子組分；其次，阻燃體系與彈性體基材存在相容性問題，目前的表面處理技術還不能完全達到100%覆蓋，無鹵阻燃彈性體存在相容性不佳析出的可能性；最后，無鹵阻燃彈性體生產及后續(xù)押出過程中由于熱、水份等因素，不可避免小部分高分子斷鏈，這也是表面析出的可能性。如何避免表面析出，我們的經驗：材料的選擇、生產工藝的嚴格控制、材料配方的合理設計，盡最大可能減少材料析出；電線押出工藝控制，物料充分干燥，避免水份對材料的降解，線材表面半霧化（半霧的原因是表面均勻凹凸散射光），輕微析出物質存在于凹凸面，從表面很難看出。如果市場上有供應商號稱能提供絕無析出無鹵阻燃彈性體材料，我們認為是不負責任的。即使國際大品牌彈性體材料供應商（如Lubrizol/Bayer/Basf等）也不承諾絕無遷移析出。
另關于表面印字問題，目前的無鹵油墨技術，只要化精力與相應供應商配合，一定能解決。目前更先進的采用噴碼技術。
2.6 加工性能
無鹵阻燃彈性體需要較好流動及成型性能，否則易在押出機的頸部及機頭部位形成滯留死膠，從而造成線材表面明顯的模痕和熔接縫。我們的無鹵阻燃彈性體材料加工性能良好，OD為5.5線材押出速度可以在50m/min左右，2.5線材押出速度在120m/min左右，表面保持不變。
3、 目前市場上主要無鹵材料簡述
首先糾正彈性體的概念。我們與很多客戶的工程人員交流，由于他們之前很少接觸真正的彈性體材料，初始提出電線外被材料選用無鹵阻燃TPE，更深入溝通后，甚至與之一起分析產品的設計卡，才發(fā)現(xiàn)外文資料描述為Thermoplastic Elastomer（縮寫TPE），客戶并沒有指定具體的TPU/SEBS TPE基材。從我們的認識，使用單純的SEBS材料設計成無鹵阻燃彈性體，其存在抗張/撕裂強度差、不耐油、不耐刮、不耐磨等缺陷。實際上彈性體基材最適合線材應用的是TPU材料，其力學性能突出、耐刮耐磨、耐化學溶劑、耐高低溫、彈性好。但TPU材料的無鹵阻燃化是行業(yè)技術難題，其容易滴落。我們的無鹵阻燃彈性體材料嚴格意義上為TPU Alloy。以下為目前市場上主流無鹵阻燃材料簡述：
3.1 傳統(tǒng)的低煙無鹵聚烯烴材料（LSHF）
典型產品為XLPE，其優(yōu)點為成本較低。缺點為硬度做不軟、阻燃/耐溫性能不溫度、表面不耐刮耐磨、后續(xù)加工須輻照交聯(lián)。典型生產廠家為日本昭和。
3.2 GE(SABIC)
Nokia充電器連接線的無鹵化成就了GE NORYL PPO材料，為最早的無鹵阻燃彈性體，目前還有較大的應用。特點是自熄性材料、耐熱性較好、抗張強度較好。缺點是手感稍僵硬、加工溫度較高、氣味大，低硬度產品（80A）阻燃性不是很理想、不能滿足非移行測試，目
前很多大品牌產品限制使用（如Apple），Nokia也慢慢替換�；谏虡藢＠瑖鴥韧愋彤a品不能稱之PPO，而以PPE/m-PPE命名（如金發(fā)）。
3.3 Lubrizol
其58202產品成就了Noveon在阻燃TPU線纜行業(yè)的地位，但該產品存在較嚴重的表面析出，并且含溴系阻燃劑，黑度不夠。最近推出幾種無鹵阻燃TPU（產品名稱A開頭），但市場反映表面易析出晶點。Lubrizol收購了Noveon/SK/Dow TPU部門后，也許Dow的E-TPU能帶給市場驚喜，但售價很高。
3.4 Hunstman
其4766產品成就了Hunstman在醫(yī)療線行業(yè)的地位，甚至影響了醫(yī)療線行業(yè)一般工程人員的材料選擇判斷，參照4766 V0阻燃要求新材料。該材料特點是V0黃卡、加工性好、表面手感舒適。但在無鹵阻燃線纜行業(yè)基本沒有應用，其阻燃通過滴落帶走熱量方式實現(xiàn)V0，線材半成品只要有一點不阻燃成分（如紙帶或PP/PE材料）就無法通過VW-1/FT-1基本測試。
3.5 Basf/Bayer
其機理如Hunstman材料，也基本上沒看到無鹵阻燃線纜行業(yè)的應用。
4、 無鹵阻燃彈性體線材押出
4.1 機臺選擇
我們推薦選用長徑比26:1，壓縮比2.8以上的單螺桿，如螺紋件具反齒或雙螺紋結構，使熔融物料部分反流增加混煉功能，則非常完美。
我們的無鹵阻燃彈性體物料在傳統(tǒng)的PVC螺桿也能順利押出，一般溫度范圍在150~190℃之間，根據(jù)不同的機臺和螺桿調整溫度，使物料充分塑化。
4.2 加工前物料干燥
我們推薦無鹵阻燃彈性體干燥工藝105℃/2H，確保物料充分干燥，水份含量控制在0.03%以內。我們曾系統(tǒng)評估水份對物料加工的影響，物料充分干燥成品分子量為10萬左右，物料不烘干加工分子量為7萬左右；相同剪切條件下粘度104pa.s物料充分干燥時的熔融溫度為186℃，物料不烘干時熔融溫度為168℃。由此可見干燥工序對成品性能的關鍵影響。我們經驗，無鹵阻燃彈性體加工時水份超標，物料分子鏈斷裂，性能下降嚴重，線材成品表面針孔狀顆粒，易發(fā)粘。
4.3 流涎（�？诜e料、眼屎）
流涎原因在電線行業(yè)眾說紛紜，我們認為該原因主要是物料與模具兩方面。根據(jù)流體力學，流動物料在模具（外模和內模）接觸面流動速度最快，物料不良將導致熔體破裂，破裂物料（主要是小分子組分）在模口外翻和內翻堆積形成流涎，外流涎一般工程技術人員有認識，內流涎在套管制造中容易發(fā)現(xiàn)。流涎在�？诙逊e一定程度會粘附在線材表面帶出。
解決方案：首先，確保干燥充分，物料良好，包括流動性、熔體強度、表面處理等符合押出加工前提；其次，確保模具光滑，減少物料與模具表面的摩擦系數(shù)；最后，可通過�？谠O計使積料自動散開掉落（具體方法ATP有專利申請，感興趣朋友可聯(lián)系ATP技術服務中心）。
4.4 模痕
主要原因在物料的流動性和外模的光滑度。如模具有缺陷，物料容易在模具內粘附形成死膠；物料的流動性不佳，容易因機頭和模具加熱溫度不均勻，各部位物料流動性差異明顯，押出時流動速度不同相互擠壓易造成模痕。
4.5 熔接縫
傳統(tǒng)機頭設計都是熔融物料通過頸部均勻分流兩側，臨近口模重新合流擠出。如果傳統(tǒng)
的機頭設計精密度高，淺色線材會在表面有兩條均勻對稱的淡淡熔接縫（深色線材看不出來）。我們通過改進機頭螺旋狀設計，避免物料分流，從而解決線材熔接縫問題（具體方法ATP有專利申請，感興趣朋友可聯(lián)系ATP技術服務中心）。
4.6 機頭與外模
ATP無鹵阻燃彈性體物料推薦使用精密度高、間隙小的機頭，并且使用比線材規(guī)格小的外模，建議外模大小為線材規(guī)格的95%左右（如生產OD=4.0線材，選用3.8或3.9的外模），使機頭壓力足夠大，保證線材表面質量。
5、 SR注塑成型
無鹵阻燃彈性體注塑料SR成型，我們認為TPU比SEBS TPE基材合適。SR注塑部分非常關注搖擺、強度、表觀耐刮耐磨、與線材黏合程度等因素，各方面性能無疑TPU比SEBS合適。以下分析基于ATP無鹵阻燃TPU注塑級材料。
5.1 流動性
線材的注塑結構部分基本上是通過立式注塑機實現(xiàn)，如流動性不好，必須通過非常大的壓力才能把模腔充滿，但壓力稍大又容易形成飛邊。流動性不佳的物料很難調機且不穩(wěn)定。熔融指數(shù)可以作為材料流動性的參考指標之一。
5.2 黏模
TPU作為粘度高且具一定極性的材料，本身已是較難脫模。TPU無鹵阻燃化后一般結晶能力增強，收縮率變大。特別是具凹槽網尾結構，因是手工開模，脫模性能是評估材料實用性的關鍵因素之一。ATP無鹵阻燃TPU材料通過控制結晶度解決黏模問題。
5.3 縮水
無鹵阻燃TPU縮水原因主要是材料的收縮率大，冷卻凝固快，表面硬化而內部冷卻速度差異造成收縮凹陷。所以控制材料的結晶度是關鍵。注塑工藝改善方向為：適當注塑量，減低熔體溫度，注射和保壓壓力加大，注射速度降低，模具通水冷卻。
5.4 飛邊
飛邊與材料的流動性、注塑工藝、模具結構等有關系。模具結構方面建議根據(jù)不同的物料適當改善模具，比較無鹵阻燃TPU材料與傳統(tǒng)的PVC注塑料收縮率差異，且注塑壓力也大很多。
總結：作為無鹵阻燃彈性體新材料在電線電纜行業(yè)的應用，諸位在材料選擇和工藝摸索上都不具很豐富的經驗。以上僅僅是我們對該行業(yè)的簡單分析，如文中涉及同行信息，本意不存在肆意攻擊。希望本文對電線電纜行業(yè)無鹵化進程有所推動，這是ATP肩負的使命。當前材料的發(fā)展日新月異，無鹵阻燃彈性體材料將不斷涌現(xiàn)，但ATP不敢妄自菲薄，推廣無鹵阻燃彈性體材料，希望與客戶共同在線纜無鹵化浪潮中騰飛。
telescopic mast - 伸縮套管式天線 （0） 投訴
P:2010-03-30 14:47:03
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市場主流無鹵阻燃TPU供應商產品的主要特性：
供應商 | 加工溫度 | 加工性（難易） | 線面光滑度 | 阻燃效果（優(yōu)差） | 總體評價 |
Huntsman （如A78P4766) | 160-200 | 易 | 光滑 | 差（不過VW-1） | 極易加工、阻燃效果較差 |
Basf （如1185A10FHF） | 195-210 | 中 | 易出現(xiàn)模痕 | 良 | 易加工、但線面易出現(xiàn)劃痕 |
Noveon （如58244） | 190-210 | 難 | 線面粗糙、易遷移 | 優(yōu) | 不易加工、且線面粗糙 |
ATP （如UGR8811) | 165-190 | 中 | 光滑 | 良（可過VW-1） | 加工性一般、但線面外觀及防火效果均可 |
filler - 填充物,填料,填芯 （0） 投訴
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