济南方信集团有限公司 陈中强
[摘 要]：介绍国外电线电缆材料应用中，开发研究新型的稳定剂、阻燃剂、交联剂和基体材料等四个方面的发展和应用趋势，指出我国应及早研究和对策，以适应于国内外市场的发展。
[关键词]：电缆材料；稳定剂；阻燃剂；茂金属催化聚乙烯；热塑弹性体；硅烷交联母料；研究；应用；趋势
1 引言
随着经济的高速地发展，电缆材料的需求量越来越大，要求也越来越高。在美国和欧洲等国家由于社会舆论的压力，环保以及回收法规的日益严格和新型材料的不断涌现，传统的电缆材料正面临着巨大的挑战。因此各国的电线电缆材料及其相配合的助剂厂家都在积极地开发新产品和替代品，以满足新的需要。本文四个方面分析这种开发和研究趋势，供国内电缆材料厂家参考。
2 电缆材料用新型稳定剂的开发和应用
聚氯乙烯电线材料在电缆行业中所占比例最大。但是它在加工过程中必须加入稳定剂才不会分解。三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸镉等是电缆材料常用的稳定剂，其绝缘性能好，稳定性优异，价格低廉，但是含有重金属铅、镉。80年代以后，迫于卫生和环保的压力，全球要求取缔重金属稳定剂的呼声日益高涨，但是由于技术上和经济上的原因，新产品的推广有很大的阻力。欧盟于2000年6月颁布了废弃电气电子设备回收法（WEEE Waste Electrical and ElectronicEquipment）草案，要求欧洲在2008年前，禁止使用含有铅、镉和汞等的电缆材料。这项草案有助于加快新材料的研究和推广应用工作。
世界各国有许多的助剂公司都积极开展了新产品和替代品的开发研究。总体上讲，铅、镉的替代品集中在钡-锌、钙-锌、镁系、有机锡类及其复合稳定剂等系列方面进行研究。虽然钡-锌中也含有重金属钡，但它的毒性极低，含量也很少。也有的公司直接开发不含钡的新产品。但是铅类稳定剂的替代工作十分困难。原因之一铅类稳定剂的价格低，代用品的价格一般比它高3倍多。原因之二是铅类稳定剂绝缘性能好，其它的稳定剂无法与之相比。而钙-锌体系用在电缆材料中吸水性强，影响了电性能。
最近几年，欧洲和美国的公司在此方面取得了一些新进展。其中电性能较好的有Witco公司的钡-锌类产品，型号分别为Mark 6731，6736，6735，TS571等；Ferro公司的780R（钡-锌类产品）；Akcros的Interlite IP 6001，6059，6071（钙-锌类产品）；Ciba公司的Iragstab EZ712（环氧-锌类产品）；Bacerlocher公司的Baerpan MC-KA4（钙-锌类产品）；日本旭电化工的RUP 107和RUP 110（钙-镁-锌类产品）等。目前降低产品的价格，提高电性能和稳定性，仍是开发人员关注的焦点。
3 电缆材料的新型阻燃剂的开发和应用
阻燃性能是电缆材料的一项重要的指标。国外的阻燃剂的发展趋势是无卤、低烟、低成本、低毒和高的热稳定性。过去，国外除了选用无机阻燃剂外，大量使用的是卤系和磷系两大系列阻燃剂。卤素阻燃剂（特别是溴类）在燃烧时释放有毒的烟雾，容易使人窒息，并且影响救火工作。其中多溴联苯（ PBDB）和多溴联苯醚（PBDBE）被认为燃烧后会产生二恶英类致癌物质。因此，采用无卤的新型阻燃剂的研究已成一种发展的趋势。
由于卤素阻燃剂的阻燃性能好，采用其它的替代品后，阻燃性能可能会下降。目前，大多数的替代品研究工作集中在磷系、硼酸锌以及无机材料如氢氧化镁、氢氧化铝及其复合材料。无机材料一般要求加入比较大的份数，才有阻燃性能，但是这时又会影响电缆材料的力学性能，并使其难以加工。
国外的助剂公司经过多年的开发，目前已研制出许多性能优异的无卤的阻燃消烟产品。BASF公司的A3X2红磷阻燃剂；美国Martin公司的Magshield UF超细复合氢氧化镁；美国Borax公司的硼类复合低烟阻燃剂；以及Morton公司开发的Mg（OH）2和MgCO3的复合消烟阻燃剂。这些新产品可替代卤素阻燃剂，并具有良好的阻燃效果，而且发烟量较低。
4 电缆用的新型硅烷交联母料的开发和应用
硅烷交联的聚乙烯在电缆材料中应用发展很快。然而一步法交联的投资大，工艺复杂，质量不稳定；两步法交联生产工艺虽然初期投资小，但是原料价格高，库存占用资金多，交联料不能贮存较长时间，生产电缆时不便于调整产品的品种。
目前，国外多家厂商正在积极研究新型硅烷交联母料颗粒。这种母料使用方便，计量准确，在室温下可以长期储存而质量不变。这样可以节约资金的占用。另外，它所制成的电缆电性能和力学性能好，外表光滑，并可使用普通型的电线电缆挤出机，在工艺、设备上无需大的改动，即可生产出合格电缆，废品率也大大下降。
欧美助剂厂的母料中，性能较好的有美国M．A．Hanna公司的Odessa干硅烷交联母料；Witoo公司的XL-PEarl可交联母料；英国Cable Components公司的Caballoy CL 2700中压无卤可交联母料；比利时的Wilson Color商务部推出了一种干硅烷交联母料。在应用中，这些母料给电缆厂带来了可观的经济效益。
5 新型基体材料的开发和研究
电线电缆使用的聚烯烃材料（聚乙烯、聚丙烯）正在逐步取代聚氯乙烯。据有关资料预测，到2006年，聚烯烃材料用量将会超过氯聚乙烯的电缆材料。并且由于环保因素和火灾安全因素，用户也更愿意使用聚烯烃材料。
茂金属催化合成茂金属聚乙烯把电缆材料的应用提高到了一个新的高度。茂金属聚乙烯材料分子大小均一，分子量分布窄，密度小，电性能好。尽管这种新材料比传统的聚乙烯电缆材料难加工，价格也偏高，但是，欧美的电缆厂和材料供应商相信，在不久的将来，茂金属聚乙烯材料将会完全替代中、低压电缆中传统的聚乙烯材料。现在市场上提供的电线电缆用的茂金属聚乙烯材料有Exxon的Exact3022，4003，4006；Dow化学公司的Engage系列；BASF公司的Luflexen级LLDPE等等。
基体材料中发展最快的是热塑性弹性体（TPE）。TPE材料具有橡胶一样的柔软性、弹性、耐低温性能，但在生产加工时不需混炼和硫化，边角料可回收利用。它可以用塑料的加工方法加工，价格也比橡胶低廉。国外的电缆材料厂家正在积极地进行开发。其中性能优异的有AES公司的Satonprene7000；Polyone公司的JJP630A护套料；Tekor Apex公司的Flexalloy 9604-75；M．A．Hanna公司的FM1249阻燃无卤弹性体等。
6 结束语
我国的小家电在欧美市场占有很大份额，我国的电线电缆出口也日益增加。随着我国的人关和环保意识的增强，国外的发展趋势值得国内线缆材料厂和电缆厂注意和借鉴。希望国内厂家能根据市场变化，早做调研和准备，适应市场，而立于不败之地。