熱塑性彈性體材料在電線電纜中的應用

張英男

摘 要 熱塑性材料在電線電纜中的應用符合環保高效節能等潮流，對于促進電線電纜行業發展有積極意義，有利于環保型電線電纜在各個領域的推廣與應用。本文分析了熱塑性彈性體材料特性，對電線電纜中熱塑性彈性體材料的應用進行了探討，希望能為行業發展提供參考。

關鍵詞 熱塑性彈性體材料；電線電纜；風能電纜；應用

中圖分類號 TQ334 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2015）09-0088-02

電線電纜制造業作為支撐國民經濟發展、社會民生的重要行業，是目前電工電器行業中產值比重最大行業之一，無論是產業規模還是產品種類都多且大，電線電纜產品廣泛應用于經濟發展、社會民生的各個部門，是現代經濟和社會正常運轉的基礎保障。近些年電線電纜行業出于環保、高效、節能、經濟等因素考慮，積極探索諸多高分子材料在電線電纜中的應用，熱塑性彈性材料作為備受重視的電纜工業材料，以出眾的加工性能、力學性能以及良好的電能性與耐受性得到了廣泛應用，下面對熱塑性彈性體材料在電線電纜中的應用加以探討。

1 熱塑性彈性體材料特性

熱塑性彈性體（Thermoplastic elastomer，簡稱TPE）也稱熱塑性橡膠，是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性，在常溫顯示橡膠高彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，是繼天然橡膠、合成橡膠之后的第三代橡膠。熱塑性彈性體材料的結構主要由硬段部分的樹脂與軟段部分的橡膠構成，硬段部分作用力形成物理交聯作用，軟段部分則具有高彈性，兩種結構互相交錯以合理的形式連接可具備高塑性與可逆性，通過兩種結構在常溫與高溫下的變化呈現較高的加工特性。

利用熱塑性彈性體材料進行加工有利于迅速成型，不同于傳統橡膠需要進行硫化，減少加工工序、降低加工成本且能耗低，極大的提升了應用價值、削減了加工成本，便于大規模推廣應用，同時加工過程中的各類邊角廢料也能夠進行回收利用，實現了節能降耗與環境保護。但是由于熱塑性彈性體材料對于溫度變化較為敏感，因此在使用溫度上有一定限制。熱塑性彈性體材料的特性決定了其本身的應用領域，目前廣泛應用于電線電纜、粘合劑、摻合劑、涂料、汽車配件、食品包裝、醫療衛生等多個領域，常用特殊性彈性體材料主要以苯乙烯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、乙烯共聚物熱塑性彈性體等為主。

2 電線電纜中熱塑性彈性體材料的應用

2.1 電線電纜生產中熱塑性彈性體材料的應用

熱塑性彈性體材料是電線電纜外層主要起保護作用的部件，主要包括金屬類、塑料類與彈性體類，塑料類最為常見，彈性體類是當前熱點，根據電纜特性有低煙低鹵型、阻燃型、低煙無鹵型之分。近年來出于對環保、節能、健康等特性的重視，電線電纜行業中傳統PVC材料的應用逐漸受到限制，熱塑性彈性體材料作為全新的高分子合成材料成為應用熱點，由于其本身的高耐候性、熱穩定性、方便加工及節能經濟等特點開始逐步獲得推廣，尤其是新型的電線電纜專用TPE材料具有柔曲度優秀、質感高檔、絕緣性好、有無鹵阻燃級，符合WEEE、ROHS、UL標準、安全環保的特點。

研究表明，熱塑性彈性體的加工性能、理學性能以及電性能都比較的優越，生產工藝難度較小，有較高的生產效率，因此，如今被廣泛運用到電線電纜領域內，特別是近些年不斷發展，還有巨大的應用空間。國外一些西方發達國家，熱塑性彈性體被廣泛用作船舶、礦山、鉆井平臺、核電及其他設施的電線電纜的絕緣層及護套，我國開發熱塑性彈性體較晚，但是發展十分迅速。隨著對電線電纜質量要求的提高，采用熱塑性彈性體，采用擠塑工藝生產電纜，可以改善產品質量，簡化生產工序，提高生產效率。熱塑性彈性體材料既具備傳統交聯硫化橡膠的高彈性、耐老化、耐油性各項優異性能，同時又具備普通塑料加工方便、加工方式廣的特點，可采用注塑、擠出、吹塑等加工方式生產，水口邊角粉碎后100%直接二次使用，既簡化加工過程，又降低加工成本，因此熱塑性彈性體TPE/TPR材料已成為取代傳統橡膠的最新材料，其環保無毒性、美觀價值成為行業首選。

熱塑性彈性體電纜料作為應用熱點之一，主要以聚丙烯、乙丙橡膠和聚氯乙烯、丁腈橡膠為主要原料，加入各種助劑配合動態交聯技術，經過先進工藝，混合、動態交聯、造粒制得的電線電纜用塑料，具有優異的耐熱、耐候、耐臭氧、耐紫外線等性能，更有良好的電氣性能和極好的耐低溫性能，另外TPE還具有良好的機械物理性能和類似于通用塑料的加工性能，這意味著其用作電線電纜加工與生產極為便利，且保有橡膠電線外觀的同時無需硫化，節約了生產成本，各種邊角料的回收利用還有助于實現環境保護、提升生產效益。

以熱塑性彈性體材料為主的復合材料開發是目前電線電纜生產中的重要研究、實踐方向，利用TPE生產的電線電纜類線材成品具有很好的柔軟性和表面平滑性，并可通過老化、抗張強度、伸長率、電氣性質等相關測試，目前已廣泛應用在電源線、插頭、插頭線、1394線、USB線、游戲機線材、音箱耳機線、喇叭線、手機充電線、耳機線等多種電子電器線材。電線電纜線材類TPE有透明、半透明、本色不透明與配色等系列，TPE硬度范圍在shoreA55-110之間，一般通用級的使用溫度在-40℃至80℃；高性能級使用溫度在-50℃至95℃；超高性能級使用溫度在-50℃至130℃。比如全新無鹵阻燃TPE的研發不僅使得電纜絕緣和包覆材料物理性能、環保性能出眾，同時還減少了材料使用與重量，有利于促進電纜電線服務其他行業發展。

2.2 風能電纜中熱塑性彈性體材料的應用

近年來我國積極發展新能源與清潔能源，風力發電作為重點發展產業，使得風能電纜與光伏電纜獲得了較快發展。風能電纜與普通電纜不同，本身使用環境、電纜性能都具有特殊性，國內相關企業通過對多種材料的研究發現，熱塑性彈性體材料是目前制備風能電纜的最佳材料之一，這意味著風能電纜的生產與應用將會極大的促進國內清潔能源行業的發展，同電纜電線行業生產中追求節能、高效、環保等目標保持一致，促進熱塑性彈性體材料在廣泛應用。

風能電纜本身由于是室外敷設，對于材料本身抗臭氧、抗紫外線、耐酸堿、耐高溫、耐嚴寒、耐凹痕、無鹵、阻燃等特性要求較高，還要具備與標準的接頭、連接系統的兼容性等特點，因此需要熱塑性彈性體復合材料發揮自身優勢性能，以確保風能電纜具有良好的耐低溫和耐磨性以及耐疲勞性、耐氣候老化性能、耐微生物性能，比如湖南湘江、上海勝華等電纜公司生產的風能電纜都為風電行業的發展提供了強有力支持，也為國內熱塑性彈性體材料的進一步推廣應用提供了研究實踐方向。

3 結論

綜上所述，熱塑性彈性體材料在電線電纜行業的應用符合節能環保、經濟高效等要求，有助于推動電線電纜行業的進步、創新與發展，實際應用探索中要結合材料特性探索更多創新可能性，為多行業電纜材料應用服務，推動國內諸多領域環保材料的應用與推廣。

參考文獻

[1]陽范文，陳曉明，徐克謀.高光澤PP/SEBS熱塑性彈性體的研究與應用[J].功能材料，2013（3）：326-328.

[2]馮偉，宮晉英.熱塑性彈性體在封邊熱熔膠中的應用[J].應用化工，2013（12）：2311-2312.

[3]肖艷.車用聚烯烴類熱塑性彈性體的應用及其未來[J].化學工業，2014（5）：31-34.

[4]李志虎，張吉光，劉婷，等.汽車用橡膠及熱塑性彈性體輕量化技術應用分析[J].汽車工藝與材料，2014（10）：20-23.

[5]嚴淑芬.電纜料用無鹵阻燃熱塑性彈性體[J].現代塑料加工應用，2014（1）：63.