淺論低煙無鹵電纜的特性

張謙

（山西四建集團有限公司，山西太原 030006）

0 引言

低煙無鹵電纜材料的配方相對獨特。將大量的無機填料或有機化合物添加到基礎材料中，以滿足低煙、無鹵素和環保的要求（例如，乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）樹脂）。然而，由于低煙無鹵電纜材料的大量填充，熔體的粘度相對較大。在生產過程中，螺桿的旋轉剪切力，低分子量以及螺桿、機筒、低分子量和高分子量聚合物之間的摩擦比其他電纜材料更為嚴重，并產生更多的熱量。機器的溫度升高會迅速破壞阻燃劑并清除毛孔。通常，低煙無鹵電纜材料在80℃時會軟化，并且可以100%~160%的比例擠出。但是，某些制造商的產品使用較高比例的EVA，具有較高的熔體粘度和要求較高的擠出溫度。當擠壓電纜時，電纜磨機不適合于低溫、低速、低生產速度、低效率，并且不能充分展現材料的各種特性[1]。在作者多年的工作經驗基礎上，本文介紹了低煙無鹵電纜的特性。

1 低煙無鹵電纜的優勢

電纜的外殼（例如絕緣層）基本上是聚合物材料，例如橡膠、聚氯乙烯和聚乙烯。其中，聚氯乙烯由于價格低廉和性能高而被廣泛使用。隨著環境保護和安全要求的提高，低煙無鹵的材料引起了人們的注意，其中一些近年來發展迅速。

常規的PVC電線和電線在燃燒時會產生含有HCl、CO、CO2和其他有毒氣體的煙霧。這不僅影響了救災工作的順利進行，而且造成了第二次生命和財產災難。因此，在其他地方，由于政府嚴格的控制，限制并最終取消了PVC的工業應用。另外，在許多工業中，氯和其他鹵素如溴和碘也受到限制或禁止[2]。因此，聚氯乙烯電纜的局限性已成為全球趨勢，這種型號的電纜將成為主流。

相比傳統外覆層材料，特別是聚氯乙烯，低煙無鹵具有以下的幾種優勢：

（1）高阻燃性：環保電纜可以充分滿足建筑物對防火的高要求。發生火災時，環保電纜不僅易燃，而且還可以防止火焰蔓延和燃燒后災難的蔓延。

（2）無鹵：具有環保的絕緣層，護套和特殊的氧氣阻隔材料，不僅可以使用電氣、物理和機械性能優良的環保電纜，而且產品無鹵，解決了這一問題。

（3）非腐蝕性氣體：使用新型的不會污染環境的特殊涂層材料，環保電纜在生產，使用和燃燒過程中不會產生HCl（氯化氫，鹽酸蒸氣）以及其他有毒和酸性氣體。對人員、設備的損害很小，并且是環保的[3]。

（4）高透光率：燃燒環保電纜時產生的煙霧非常稀薄，有助于疏散和滅火。通常，環保電纜產品的透光率超過40%，遠高于傳統阻燃電纜的標準20%。

（5）對紫外線或水具有高抵抗力：該性能可以減少使用過程中環保電纜的老化可能性，在一定程度上減緩環保電纜的老化速度，并延長使用壽命。

低煙無鹵電纜材料主要使用聚烯烴材料作為基體樹脂，添加氫氧化物和其他阻燃劑，并添加各種添加劑以改善加工性能和使用性能。通過選擇和組合聚烯烴基樹脂以及選擇滿足各種應用需求的添加劑，可以滿足各種要求的低煙無鹵電纜材料電氣特性，例如皮革電纜、軟光纜、5/6數據電纜、射頻電纜和其他通信電纜、電力電纜、汽車和機車線、電子線、設備線、太陽能線、充電樁電纜的絕緣和護套等等，不同的行業有不同的使用要求和使用環境，例如耐熱性、耐油性、抗老化性等，并且低煙無鹵電纜材料的材料要求也不同[4]，如圖1所示。

2 發展趨勢

圖1 低煙無鹵電纜

中國目前有成千上萬種不同類型的電線和電纜的制造商，但整個行業的集中度低。中國排名前10位的電纜公司的市場份額僅為1/10，而在美國，排名前10位的電纜公司的市場份額為80%，日本前7位電纜公司的市場份額為2/3，以及法國排名前5位的電纜公司占90%以上。電纜材料公司的集中度要低得多，因此國內有許多電纜材料公司，但大多數都相對較小。國內最大的大分子也超過100000t，小于低煙鹵素。根據該報告，國內電纜行業的整體利潤僅為4%~5%，而對于普通電纜或小型電纜公司，考慮到恒通、中天、上尚等技術含量高，利潤豐厚的大型企業，其利潤保證金降低。電纜公司的利潤很低，電纜材料制造商留下的空間要少得多，一些制造商以可承受的價格放棄了對質量的要求[5]。

2017年8月29日，中天科技、江南電纜、富通集團、中立科技、銅陵精達、青島漢蘭等電纜供應商成為國內主力供應商。他們中的大多數位于中國東部，這些制造商近年來致力于開發低煙無鹵產品，尤其是某些高端和出口產品。根據《電線行業發展前景分析報告》數據，2016年中國電線電纜制造業銷售收入達13.13億元，下一年年均復合增長率約為4.65%，行業收入為1.5萬億元2020年獲勝。電力電纜行業是一個穩定發展的行業。電線和通信電纜的發展相對較快。從2G到3G，再到4G，通訊網絡由傳統的銅芯數據纜換為光纜，再換成速度更快、帶寬更大的光纜，需要大量的低煙無鹵材料。

目前，已經建立了5G標準，電纜材料的新要求也值得我們研究。同時，新興產業的興起將增加材料的需求和消耗。在過去幾年中興起的太陽能行業大大增加了對太陽能電纜的需求，并對材料提出了新的要求，這導致近年來用于太陽能的輻射橋接電纜材料制造商取得了很大進步。此外，新能源汽車的問世對充電樁電纜和電纜材料產生了新的需求。當前，許多公司正在關注并投資開發。預計在未來幾年中，隨著新能源汽車的發展，將會有爆炸性的發展。國家標準已成為企業產品的質量基礎，有助于規范工業發展。但是，不同行業中使用的其他產品也有特定要求。因此，符合國家標準并不一定滿足產品要求。考慮到上述發展狀況，電纜材料制造商必須提高自身的研發能力，提高質量標準，并滿足特殊產品的要求。

綜上所述，國內電纜材料企業的發展主要包括以下幾種情況。擴大規模，進行資本運營并采取上市之路，電纜材料的上市公司很多。高新核材其前身是三角洲和德爾泰，后來中廣核注資控股，并借殼上市，又收購特威、拓普、中聯、愛科森等，即擴大規模，完善區域化布局，并補一些技術短板，如低煙無鹵輻照交聯、低煙無鹵。短短幾年，中廣核高新核材的規模迅速擴大。2016年的總產量幾乎與國內行業領導者萬馬聚合物相似。預計在2017年將超過萬馬，成為中國第一。電纜材料公司之間的并購預計將在未來幾年內繼續進行。另一個縮影是臨海亞東，它一直在行業中處于領先地位，尤其是在核電纜材料領域，該技術已在國內保持了多年壟斷地位。隨著技術和環保要求的提高，電纜材料輸入的門檻將越來越高，除非新進入者具有獨特的優勢，否則它將越來越困難[6]。

3 結論

隨著科學技術的發展和國民經濟的發展，阻燃、低腐蝕、低毒的電線電纜將廣泛用于發電廠、核電站、隧道、高壓等重要建筑物。因此，低煙無鹵電纜料具有低煙、低毒、阻燃等優良特性，能夠代理來巨大地經濟效益。電纜行業是國民經濟的重要支柱，包括經濟和社會生活的各個方面，尤其是電力和電信行業的骨干網電纜。一些特殊部門的電纜問題也會引起問題，發生人員傷亡。因此，電纜行業將繼續發展，電纜材料企業將有很大的發展空間，低煙無鹵電纜作為一種新的形式，可以根據其特性廣泛應用。