十年来主要电缆料品种的技术进步情况

十年来主要电缆料品种的技术进步情况电缆材料的创新是装备电缆发展的基础和主线。我国是一个电线电缆生产大国，而电缆工业的发展是一个由市场需求为拉力，技术进步为推力，以电缆材料的发展为基础的不断创新的过程，电缆工业的大发展都是以新型的电缆材料的开发与创新为主线，使电缆工业的发展达到了今天空前高度。电缆工业中影响最深远的五大材料为超导材料、光纤新材料、纳米材料、碳纤维、聚烯烃，这些材料是ZI世纪以来在电缆工业中因材料创新而使电缆得到发展的重要条件。作为电缆的绝缘和护套材料的橡塑材料，聚烯烃是一个重要的基础材料，为电缆料的发展了开辟了广阔的前景，电缆料的许多新品都应运而生。过去十年来，电缆材料工业的进展是很大的，其主要为以下几方面：■市场需求量有大幅度增加；■电缆料的品种多样化；■绿色环保已成为电缆的主流；■低烟无卤阻燃电缆料市场大发展；■高品位电缆料逐渐增多；■各类热望弹性体己进入电缆工业；■超高压电缆绝缘料的研究开发项目已经启动；■电缆料的生产机制多样化。l、电缆料市场需求量的变化表1中列出2005-2010年电缆料市场的变化情况：单位：T表中数据表明：（1）随着电缆工业的不断发展，电缆材料的需求快速增长，2009年比2005年增加了50％。（2）低烟无卤阻燃电缆料的需求增长速度很快，到2009年底，全国的无卤阻燃电缆料产量已达到14万吨，已占到PVC电缆料总量的1／10强，与2005年的无卤阻燃电缆料相比产量增加了7倍，在电缆行业中对无卤阻燃料使用己完全认可，并在快速发展。（3）以无卤阻燃电缆料代替PVC电缆料以实现电缆无卤化的时间表己不会太长。（4）辐照交联技术的成熟和市场对辐照电缆需求，辐照交联电缆料发展空间很大，2009年辐照交联电缆的市场用量比2005年增加了66％，随着电器装备用特种电缆的需求扩大，今后此类材料需求会更大。（5）硅烷交联电缆料是中小型电缆厂生产交联电缆的重要手段，特别是一步法硅烷交联料的开发成功，为电线电缆厂提供了设备和交联工艺简单的生产方式，大受中小电缆厂青睐。因而，硅烷交联电缆料2009年的产量比2005年增加了30％。2、电缆料的品种多样化电缆因使用环境的不同，对电缆的要求是不同的，电缆材料的不断创新和发展是推动电缆行业向前发展的原动力。10年前列入相关电缆材料标准仅有2类产品：一聚氯乙烯电缆料一黑色聚乙烯电缆护套料（产品包括高、低密度PE）近10年来，经过有关的研究院所和电缆材料厂共同努力，开发了许多新产品，己经有标准的产品有：—PVC电缆料，满足IEC要求新标准．（增加了J-90和HII1-90，取消了J-80和J-105）GB/T8815－2008电线电缆用软聚氯乙烯塑料一黑色聚乙烯电缆护套料；（产品包括中密度PE）GB／T15065-2009电线电缆用黑色聚乙烯塑料一热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料；JB/T10707－2007热塑性无卤低烟阻燃电缆料一可交联XLPE绝缘料；JB/T10437-2004电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料化学交联绝缘料（温度等级90）硅烷交联绝缘料（温度等级90）辐照交联绝缘料（温度等级90）一阻燃交联聚烯烃电缆料JB/T10436-2004电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料化学阻燃交联聚烯烃电缆料（温度等级105、125、150）硅烷阻燃交联聚烯烃电缆料（温度等级105、125、150）辐照阻燃交联聚烯烃电缆料（温度等级105、125、150）一半导电屏蔽料JB/T10738-2007额定电压35kV及以下挤包绝缘电缆用半导电屏蔽料外半导电屏蔽料（可剥离）内半导电屏蔽料一黑色交联聚乙烯架空料JB/T10260-2001架空绝缘电缆用黑色可交联聚乙烯绝缘料一通信电缆用聚乙烯绝缘料YD/T760-95市内通信电缆用聚烯烃绝缘料一电线电缆用氟塑料JB/T××××——××××电线电缆用聚全氟乙丙烯树脂（正在制订中）－YD/T1485-2006光缆用中密度聚乙烯护套料一架空电缆用绝缘料、半导电屏蔽料GB/T14049-2008额定电压10kV架空绝缘电缆附录A一电力防护橡胶绝缘材料实际上各电缆料厂生产的电缆料还远远不止这些产品。据了解，我国一些较大的电缆材料厂生产的电缆料品种都在上百种以上，品种之多都超过了我们想象力。3、绿色环保己成为电缆的主流2003年2月13日，欧盟议会和欧盟理事会通过了第2002/95/EC号《关于报废电子电气设备指令》（WEEE）和《关于在电于电气设备中限制使用某些有害物质指令》（RoHS），简称两指令，作为环保领域的又一新举措，旨在应对日益严重的由于电子电器产品使用和废弃过程中引起的环境污染，同时将“技术壁垒”巧妙地融入“保障人类安全，维护生态环境”。欧盟两指令的颁布和实施，对我国电线电缆产品出口产生根本性的影响。传统PVC电缆料不但含有卤素，而且含有大量的重金属元素，使用中会严重危害人体健康。为此，国内各电缆料厂和电缆厂对绿色环保PVC电缆料和电线作了大量的研究，目前国内的环保型电缆材料已商品化，己完全能满足欧盟两指令的要求和出口的需要。表2列出了部分国际大公司的有毒有害物控制标准。表2国际大公司有毒有害物控制标准ppm环保型电线电缆就电缆本身而言，应具有以下几方面特征：●制造电线电缆用的原材料、辅助材料应不会污染周围环境。●电线电缆材料中不含CI、Br、F等卤素，在紧急状态下（如火灾、电气事故），不应产生有害气体及腐蚀性气体。●燃烧时发烟量少，具有较好的阻燃性。●不含有会对环境造成有害的影响的铅、镐、铬、汞等重金属。●电线电缆废弃后可回收再利用，埋掩、焚烧时不对环境产生危害。电缆料中不仅PVC电缆料有环保要求，其他橡塑材料也都有同样问题，因此绿色的浪潮己席卷到每一个产品。PVC电缆料具有忧异的机械物理性能、阻燃性能和便宜的价格，而环保型PVC虽不含有欧盟两指令规定的有害物质，但它在燃烧时会产生大量的二恶英、HCL和浓烟，这些有害物质也会对人体健康造成危害，研究开发在性能上和价格上与PVC相当的无卤低烟材料已经成为当务之急。4、低烟无卤阻燃电缆料市场大发展我国对热塑性无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的研究开发开始于20世纪中后期，随着各种原辅材料的发展，研究的不断深入，到目前为此，国内的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，在我国的电线电缆制造业中，已占了举足轻重的地位。产品的各项性能好，电缆的加工工艺佳，价格相比国外同类产品便宜。由于产品适用性强，应用范围广，市场需求量大。据2009年全国几家较大的电缆料企业对无卤阻燃料产量的统计，共生产销售14万吨，占全国PVC电缆料总产量的1／10。可以说，过去的10年是无卤电缆料从无到有的10年，也是新材料腾飞的10年，无卤电缆料发展的历程就是一个很好的见证。5、高品位电缆料逐渐增多高品位电缆料需求快速增长，其主要有以下几方面市场需求：（1）核电电缆用料：我国的核电工业发展速度很快，从无到有，据有关部门规划，到2020年中国核电装机容量将达到7000万千瓦。而对电缆行业来说，无疑是一个契机。随着国产化深入，大量的电缆需要国内供应。然而核电站用电缆种类多，要求高。核电站用IE电缆的主要标准要求：IE级核电站电缆的鉴定试验程序比较复杂，包括：一电缆的型式鉴定试验一针对核级电缆的功能鉴定试验：材料耐热性寿命评定成品电热老化试验耐辐照试验LOCA试验燃烧试验成品浸水耐压试验弯曲试验等。核电站用电缆需要经过如此大量的苛刻试验，可见对电缆材料的要求是非常高。否则是无法满足核电站电缆的使用要求的。目前核电站用各等级电缆用电缆料普遍采用低烟无卤阻燃聚烯烃、EPDM等，并己基本立足国内。（2）轨道交通机车车辆用电缆料轨道交通机车车辆电缆的使用特点：一使用温度高，125℃—150℃等级。一阻燃性好，满足电缆的相关燃烧试验。一无卤、无毒，燃烧时低烟。一耐油性要好，部分电缆产品要双耐油。一绝缘和护套材料机械强度要求高。一材料的低温性能好。一部分产品要求簿壁绝缘。一电性能要求高，要求耐水。GB／T12528－2008交流额定电压3KV及以下轨道交通车辆用电缆标准中，已对轨道交通机车电缆品种和规格及技术要求作了新的规定，但还不能完全反映国外部分技术要求。目前，此类电缆的材料国内己基本解决。（3）航空航天用电线电缆用X-ETFE大型民航客机的制造已落户上海，民航客机的国内外市场需求很大，无疑对航空电线电缆的市场带来更大的机遇。大飞机上用量较多的电线是辐照交联F40电线，而X-ETFE是关键，业已经作了大量研究，但迄今为止尚未解诀。目前，国内己启动了联合攻关，有望不久可得到解决。（4）新型材料的应用。如聚醚醚酮PEEK具有优异的耐热性（可在250℃下长期使用，瞬间使用温度可达300℃）；刚性大，尺寸稳定性好；强度高达30Mpa；阻燃好；耐油，耐化学药品：耐辐照（辐照剂量达1100Mrad时仍然能保持良好的性能）。挤出工艺性好，可作电线的簿壁绝缘。如改性聚苯醚，由于其耐高温、耐低温、耐油及耐溶剂、耐磨以及阻燃等特性且可薄壁挤出而用于汽车线。此外如高燃烧特性的硅橡胶（己被用于柔性耐火电缆）、各类改性工程塑料等也正展开了其在电缆上应用技术的研究。随着国内新兴产业、重大装备工程的不断启动建设，装备用电线电缆将会面临更多的高性能需求。值得关注，对材料应用特性的准确有效的评估技术，将是体现新材料技术水平的重要部分。6、各类热塑弹性体已成为电缆工业的重要材料新型的各类热塑弹性体已是电线电缆的理想材料，其中有典型材料：（1）聚氨酯热塑弹性体：强度高，耐磨性好，耐温可达150℃，耐油性好，阻燃性好，无卤，使用寿命长，加工性能好。适用于汽车工业、机车车辆、便携式电缆等。（2）TPE热塑弹性体：弹性好，电性能好，耐温等级最高可达到125℃，硬度可调，无卤低烟阻燃。作为电脑周边连接线的绝缘和护套是好材料。热塑弹性体的品种很多，适用于电缆范围很广。7、超高压电缆绝缘料的国产化研究启动在即10KV及以下的化学交联聚乙烯电缆料于上世纪80年代末，发展到现在，国内已有逾十家厂生产10KV、35KV化学交联PE绝缘料，基本替代了进口。随着我国经济的高速增长，电力工业大发展，110KV、220KV高压、超高压电缆的需求量不断上升，电缆厂也看到了这类电缆的市场，因此纷纷引进立塔式化学交联超高压电缆生产线。到2009年底己投产的引进的高压交联电缆生产线为60条，而且还在继续增加。国内虽然已能生产10KVXLPE交联料，但是，110KV以上的高压、超高压电缆超净绝缘料和内外半导电屏蔽料国内尚未解决，在“十一五”和“十一五”期间，有不少单位都想尝试开展此工作。但是超高压电缆绝缘料的生产它不是一个单纯的配方技术问题，也不是一个普通的电缆料厂所能解诀的。它需要从树脂的合成开始，从PE的分子结构控制、材料的过程净化、合理的配方及工艺、杂质检查、包装、运输等各过程的严格的质量管理体系。近年来国内有几家石化厂启动了计划，联合相关研究院所、公司开展此项工作。8、电缆料的生产机制多样化电缆料的生产，过去仅集中在电缆料专业生产厂生产，到了21世纪，电缆料的生产体制发生变化，由原来的单一模式变成三角鼎立：●电缆料专业生产厂●电线电缆厂●石化厂（树脂合成厂）电线电缆厂生产电缆料，考虑到两点：降低原材料成本；生产本厂专用的电缆材料，以保护自身的利益。树脂合成厂生产电缆料是量大面广的产品，出于规模生产的目的，既保证产品质量又能大幅度降低成本，树脂合成厂也得到了利益。根据新产品开发及产品改进动态目录所列，国内产品的性能基本符合国外同类产品标准水平，但加工精度、外观有明显差距，产品性能典型值略低于国外同类产品水平，也没有打算深入研究和提高。四、“十二五”电气装备线缆领域发展的指导思想与重点领域国内经济形势的发展，给电器装备线缆的发展提供了非常好的机遇。根据目前现状，确立“十二·五”发展的指导思想：（1）采用先进工艺设备，简化工序，减少碳排放量。（2）优先发展环保产品，提倡绿色设计（环保、小型化、寿命周期评定、产品敷设和安装简单化、便于材料回收再生利用），尤其是量大面广的民用产品，应优先考虑。（3）加强质量认