浅论低烟无卤电缆的特性

张谦

（山西四建集团有限公司，山西太原 030006）

0 引言

低烟无卤电缆材料的配方相对独特。将大量的无机填料或有机化合物添加到基础材料中，以满足低烟、无卤素和环保的要求（例如，乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）树脂）。然而，由于低烟无卤电缆材料的大量填充，熔体的粘度相对较大。在生产过程中，螺杆的旋转剪切力，低分子量以及螺杆、机筒、低分子量和高分子量聚合物之间的摩擦比其他电缆材料更为严重，并产生更多的热量。机器的温度升高会迅速破坏阻燃剂并清除毛孔。通常，低烟无卤电缆材料在80℃时会软化，并且可以100%~160%的比例挤出。但是，某些制造商的产品使用较高比例的EVA，具有较高的熔体粘度和要求较高的挤出温度。当挤压电缆时，电缆磨机不适合于低温、低速、低生产速度、低效率，并且不能充分展现材料的各种特性[1]。在作者多年的工作经验基础上，本文介绍了低烟无卤电缆的特性。

1 低烟无卤电缆的优势

电缆的外壳（例如绝缘层）基本上是聚合物材料，例如橡胶、聚氯乙烯和聚乙烯。其中，聚氯乙烯由于价格低廉和性能高而被广泛使用。随着环境保护和安全要求的提高，低烟无卤的材料引起了人们的注意，其中一些近年来发展迅速。

常规的PVC电线和电线在燃烧时会产生含有HCl、CO、CO2和其他有毒气体的烟雾。这不仅影响了救灾工作的顺利进行，而且造成了第二次生命和财产灾难。因此，在其他地方，由于政府严格的控制，限制并最终取消了PVC的工业应用。另外，在许多工业中，氯和其他卤素如溴和碘也受到限制或禁止[2]。因此，聚氯乙烯电缆的局限性已成为全球趋势，这种型号的电缆将成为主流。

相比传统外覆层材料，特别是聚氯乙烯，低烟无卤具有以下的几种优势：

（1）高阻燃性：环保电缆可以充分满足建筑物对防火的高要求。发生火灾时，环保电缆不仅易燃，而且还可以防止火焰蔓延和燃烧后灾难的蔓延。

（2）无卤：具有环保的绝缘层，护套和特殊的氧气阻隔材料，不仅可以使用电气、物理和机械性能优良的环保电缆，而且产品无卤，解决了这一问题。

（3）非腐蚀性气体：使用新型的不会污染环境的特殊涂层材料，环保电缆在生产，使用和燃烧过程中不会产生HCl（氯化氢，盐酸蒸气）以及其他有毒和酸性气体。对人员、设备的损害很小，并且是环保的[3]。

（4）高透光率：燃烧环保电缆时产生的烟雾非常稀薄，有助于疏散和灭火。通常，环保电缆产品的透光率超过40%，远高于传统阻燃电缆的标准20%。

（5）对紫外线或水具有高抵抗力：该性能可以减少使用过程中环保电缆的老化可能性，在一定程度上减缓环保电缆的老化速度，并延长使用寿命。

低烟无卤电缆材料主要使用聚烯烃材料作为基体树脂，添加氢氧化物和其他阻燃剂，并添加各种添加剂以改善加工性能和使用性能。通过选择和组合聚烯烃基树脂以及选择满足各种应用需求的添加剂，可以满足各种要求的低烟无卤电缆材料电气特性，例如皮革电缆、软光缆、5/6数据电缆、射频电缆和其他通信电缆、电力电缆、汽车和机车线、电子线、设备线、太阳能线、充电桩电缆的绝缘和护套等等，不同的行业有不同的使用要求和使用环境，例如耐热性、耐油性、抗老化性等，并且低烟无卤电缆材料的材料要求也不同[4]，如图1所示。

2 发展趋势

图1 低烟无卤电缆

中国目前有成千上万种不同类型的电线和电缆的制造商，但整个行业的集中度低。中国排名前10位的电缆公司的市场份额仅为1/10，而在美国，排名前10位的电缆公司的市场份额为80%，日本前7位电缆公司的市场份额为2/3，以及法国排名前5位的电缆公司占90%以上。电缆材料公司的集中度要低得多，因此国内有许多电缆材料公司，但大多数都相对较小。国内最大的大分子也超过100000t，小于低烟卤素。根据该报告，国内电缆行业的整体利润仅为4%~5%，而对于普通电缆或小型电缆公司，考虑到恒通、中天、上尚等技术含量高，利润丰厚的大型企业，其利润保证金降低。电缆公司的利润很低，电缆材料制造商留下的空间要少得多，一些制造商以可承受的价格放弃了对质量的要求[5]。

2017年8月29日，中天科技、江南电缆、富通集团、中立科技、铜陵精达、青岛汉兰等电缆供应商成为国内主力供应商。他们中的大多数位于中国东部，这些制造商近年来致力于开发低烟无卤产品，尤其是某些高端和出口产品。根据《电线行业发展前景分析报告》数据，2016年中国电线电缆制造业销售收入达13.13亿元，下一年年均复合增长率约为4.65%，行业收入为1.5万亿元2020年获胜。电力电缆行业是一个稳定发展的行业。电线和通信电缆的发展相对较快。从2G到3G，再到4G，通讯网络由传统的铜芯数据缆换为光缆，再换成速度更快、带宽更大的光缆，需要大量的低烟无卤材料。

目前，已经建立了5G标准，电缆材料的新要求也值得我们研究。同时，新兴产业的兴起将增加材料的需求和消耗。在过去几年中兴起的太阳能行业大大增加了对太阳能电缆的需求，并对材料提出了新的要求，这导致近年来用于太阳能的辐射桥接电缆材料制造商取得了很大进步。此外，新能源汽车的问世对充电桩电缆和电缆材料产生了新的需求。当前，许多公司正在关注并投资开发。预计在未来几年中，随着新能源汽车的发展，将会有爆炸性的发展。国家标准已成为企业产品的质量基础，有助于规范工业发展。但是，不同行业中使用的其他产品也有特定要求。因此，符合国家标准并不一定满足产品要求。考虑到上述发展状况，电缆材料制造商必须提高自身的研发能力，提高质量标准，并满足特殊产品的要求。

综上所述，国内电缆材料企业的发展主要包括以下几种情况。扩大规模，进行资本运营并采取上市之路，电缆材料的上市公司很多。高新核材其前身是三角洲和德尔泰，后来中广核注资控股，并借壳上市，又收购特威、拓普、中联、爱科森等，即扩大规模，完善区域化布局，并补一些技术短板，如低烟无卤辐照交联、低烟无卤。短短几年，中广核高新核材的规模迅速扩大。2016年的总产量几乎与国内行业领导者万马聚合物相似。预计在2017年将超过万马，成为中国第一。电缆材料公司之间的并购预计将在未来几年内继续进行。另一个缩影是临海亚东，它一直在行业中处于领先地位，尤其是在核电缆材料领域，该技术已在国内保持了多年垄断地位。随着技术和环保要求的提高，电缆材料输入的门槛将越来越高，除非新进入者具有独特的优势，否则它将越来越困难[6]。

3 结论

随着科学技术的发展和国民经济的发展，阻燃、低腐蚀、低毒的电线电缆将广泛用于发电厂、核电站、隧道、高压等重要建筑物。因此，低烟无卤电缆料具有低烟、低毒、阻燃等优良特性，能够代理来巨大地经济效益。电缆行业是国民经济的重要支柱，包括经济和社会生活的各个方面，尤其是电力和电信行业的骨干网电缆。一些特殊部门的电缆问题也会引起问题，发生人员伤亡。因此，电缆行业将继续发展，电缆材料企业将有很大的发展空间，低烟无卤电缆作为一种新的形式，可以根据其特性广泛应用。