WCA January 2018

长期的电气性能和聚合物混合

溴化 XHHW-2 FT2

溴化 XHHW-2 VWI

散热率 (Kw/m 2 )

无卤素实验

聚合物混合 A 聚合物混合 B 聚合物混合 C 聚合物混合 D

时间，周

时间， 秒

❍ 图 2 : Wet Electrical 性能和聚合物弯曲

❍ 图 4 : 锥形量热仪数据与市售溴化物绝缘系统在最终无卤绝缘系统 的比较。 40kW/m 2 热通量 3mm 粗样品

长期电性能和填料混合

正如前文介绍所述， XHHW-2 评级的最低焰色试验要求为水 平 FT2 试验。因此可以理解的是，无论是单芯还是多芯导体产 品最好可以具备更高性能。在筛选剂型的过程中，使用了一 个锥形量热仪和试验剂型的 3mm 基准冲压成型板，用来比对 市售溴化阻燃剂绝缘系统。一个用于 FT2 性能测试，一个用于 VW-1 性能测试。 锥形量热仪数据见图 4 ，该数据用于最终选择出的无卤系统。 试验显示出比常规溴化 FT2 系统更好的高性能，几乎可以媲美 溴化物 VW-1 系统的峰值散热率和点燃时间。相关数据概述见 表 2 。最终的剂型满足 VW-1 对更大型电路规格的要求。 总计制造出 14 个多混合系列，并在开发过程中进行了逐步改 进。这项工作选择出两个用于 600V 长期湿电性能的剂型。随 后选择出一个优化产品，继续进行合成比例放大和工业电缆 生产试验。随后对产品进行商业化。如上文所述，最后选择 的锥形量热仪数据指出，该产品在类型广泛的电缆火焰试验 中表现出色，这些试验涵盖了目前市售的溴化阻燃剂组合系 统。 事实证明，若想让化合物满足各项要求，树脂和填料的选择 对电气、燃烧、机械和流变性能的平衡至关重要。 2.2 化合和工业挤压试验 我们使用一台工业规模布斯挤出机成功进行了化合实验，为 全面的工业电缆实验提供了了最终剂型。我们已在工业电缆 生产线中生产出多种规格的绝缘导线，用于评估和确认产

填料混合 A 填料混合 B 填料混合 C 填料混合 D 最终合成物

时间，周

❍ 图 3 : Wet Electrical 性能和阻燃剂填料类型

2 开发 最初的主要目标是：将满足 UL FT2 标准中对 14 AWG 铜的水 平火焰试验要求（详情见 UL2556 ）作为最低目标，满足 90°C 湿额定 XHHW-2 的长期绝缘要求（详情见 UL44 ），具备目前 亟需的更高防火性能（原因见上文）。 2.1 实验 通过初始的化合物筛选得到了一系列的剂型。这些剂型进行 化合后，用 45mm 布斯挤出机进行硅烷接枝。随后，将生产的 样品用于准备挤压条和 14 AWG 导体，得出不同类型的样品， 用于进一步的测试。通过电线挤出程序，我们还可以对剂型 的加工特性进行初步评估。早期剂型开发阶段尤其需要特别 注意，通过仔细挑选树脂，让试验剂型具有良好的低温和机 械（碾压和冲击）特性。所检查的聚烯烃聚合物密度范围为 0.87 至 0.95g/cm 3 ，对粉碎性能也产生了预期的重大影响（如 图 1 所示）。最终得出了一种 LTB -40ºC 剂型。 已完成了完整的性能测试，包括标准的机械、热蠕变、 MFI 和 压出质量评级。 90°C 长期湿电测试最初是在我们的内部实验 室中进行，无外施电压。 图 2 的观察结果显示出，树脂的选择也会对湿电性能产生重要 影响。这项工作选择出优化的配方，该配方随后将进行长期 湿试法，按照要求需施加 600V 电压。 水化填料主要成分为 Mg(OH) 2 ，但颗粒大小不同，使用的表面 涂层也不同，从无涂层到不同化学涂层方式的全涂层。实验 结果显示的湿电性能差异很大，如图 3 所示。

❍ 表 2 : 概述锥形量热仪与市售溴化物 XHHW-2 系统相比最终无卤剂 型的效果。 40kW/m 2 热通量 3mm 样品

T ig ( 秒

PHRR (Kw/m 2 )

样本

)

溴化 XHHW-2 FT2

1,104

69

溴化 XHHW-2 VWI

385

84

449

78

无卤素实验

PHHR – 峰值散热率 T ig – 点燃时间

65

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Wire & Cable ASIA – January/February 2018