WCA September 2017

表观剪切力 [ 帕 ]

内热流上升

温度 [°C]

表观剪切率 [S -1 ]

❍ ❍ 图 4 : MV TP79 A (上)、 MV TP 79 B (中) 和 MV TP79 C (下) 的 DSC 分析

❍ ❍ 图 5 : 中压绝缘化合物在 180ºC 下的表观抗剪强度与表观剪切速率 测量函数。虚线：参考化合物

70% 以上的 EB 。试验表明， MV TP79 C 可以承受与 MV IS79 相同的老化条件。需要考虑到的是， MV IS79 的额定使用温度 是 105°C ，因此通常在 150°C 下测试 508 小时， TS 和 EB 的典型 保留值为 95% 和 75% 。根据 CEI 20-86 ，额定使用温度 90°C 和 105°C 的中压绝缘化合物分别必须在 135°C 和 150°C 下承受 240 小时的老化。因此， MV TP79 C 是标准无铅中压绝缘化合 物的有效热塑性替代品。 2.5 电气性能 化合物的绝缘性能通过在干燥条件下测量损耗系数( Tanδ )、 介电常数( ε r )和体积电阻率与 25°C 到 90°C 的温度函数进行评 估。此外，还将化合物在 90°C 的水中浸泡最多 28 天后测量 其损耗系数和介电常数。电气性能使用 2mm 厚的压制成型样 品进行测量。使用 Omicron MI600 系统评估 Tanδ 和 ε r ；使用 QuadTech 1868A 模型研究体积电阻率。化合物的所有电气性 能研究均在 Imerys laboratories 进行。 图 9 为干燥条件下 25°C 到 90°C 之间的 Tanδ 示意图。四种化合 物的区别在于少量损耗系数变化，并且在最高 90°C 下保持同 一量级( 10 -3 )。此外，所有化合物都表现出 Tanδ 随温度增加的 相似趋势。更详细来看，这四种化合物的损耗系数在室温下

化合物在高剪切速率的行为与参考化合物相似。而在低剪切 速率下的曲线则明显不同。 只关注 MV TPV 化合物的话，如前 2.1 节针对 MFI 所述，通过仔 细平衡两相之间的比率，以及准确的 PP 选择，能够“调节” 为 TPV MV 化合物的流变行为，保持甚至加强形变热属性。在 这方面， MV TP79 C 显示出较低的应力，即粘度，直到极低 的剪切速率，并且在参与研究的 TPV MV 化合物中具有最佳的 形变热属性。 2.4 力学测试 根据 ASTM D412 法测量中压绝缘混合物的应力应变特性，均 衡 Gibitre 拉力试验机得出的五个哑铃试验片的结果。试验片 切沿加工方向切割，来自 180°C 下压缩成型机压制的板材。将 MV IS79 压缩 10 分钟，以完成固化。 MV TP79 A 、 B 和 C 压缩 1分钟，并在压力下冷却。 MV Ref AB 和 C 经过与 MV TPV 化合 物一样的处理，以获得试样。图 6 为各个化合物应力应变曲线 的例子。 乍看之下，材料的应力应变曲线分析表明 MV TPV 化合物在 TS 和 EB 方面与标准 MV IS79 的性能相似，如 2.1 节中所述。除了 绝对值以外，轮廓曲线遵循类似的模式，对所施加的应力具 有很强的弹性反应。可以观察到，其中的主要区别是 MV TPV 化合物的杨氏模量更高。这是由热塑性相的结晶引起的，因 此 MV TP79 C 的更大。参考化合物 MV Ref AB 也可观察到相似 的行为，其杨氏模量几乎与 MV TP79 A 和 B 相同。同样， MV Ref C 的杨氏模量与 TP79 C 相似。但这些未硫化且缺乏弹性的 参考化合物会一直弯曲直到断裂。与此相反， MV TPV 化合物 表现出高伸长率 [8-10] 交联材料的行为。这些结果与流变性研究 一致，证明了热塑性硫化橡胶化合物的成功。 根据 CEI 20-86 ，为了评估 MV TPV 化合物的高温性能，我们 进行了热压力测试。 130°C 下的纵向收缩如表 3 总结，这是额 定 90°C 和 105°C 的热塑性绝缘材料的强制要求。结果表明， 从 MV TP79 A 到 MV TP79 C 呈现改进趋势。但这并不是热塑 性塑料相和弹性相之比导致的结果，而是来自可以经受如此 高温的 PP (见表 1 )的加入。 2.4.1 热老化抗性 中压绝缘化合物在 135ºC 及 150ºC 下测试 168 小时、 240 小时 及 504 小时，以评估其加速老化抗性。保留的 TS 和 EB 如图 7 和 图 8 所示。 MV TP79 A 和 B 不能 150°C 下进行测试，因为热塑 性相在此温度下会完全融化。在这方面， MV TP79 C 包含熔 化温度更高的 PP ，是 MV IS79 在 150°C 下的唯一替代。 首先，必须指出的是，所有化合物的保留 TS 和 EB 在 135°C 下 均表现出优良的抗性，在 504 小时后高于 70% 。 MV IS79 和 MV TP79 C 在 135°C 下的热老化抗性都非常出色，保留 TS 和 EB 达到 90% 以上。虽然与 MV IS79 相比耐热性能略有下降， 但 MV TP79 C 在 150°C 下 504 小时后依然保留 80% 以上的 TS 和

TS [N/mm 2 ]

EB [%]

❍ ❍ 图 6 : 中压绝缘材料的应力应变图。虚线：参考化合物

MV TP79 A

MV TP79 B

MV TP79 C

热压测试 1 [%] 纵向收缩 1 [%]

n.a. 2

27 11

3 2

14

1 CEI 20-86; 2 不适用 ❍ ❍ 表 3 : 130°C 下中压 TPV 化合物的热压试验和纵向收缩

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Wire & Cable ASIA – September/October 2017