深圳辐照会议线缆部分

《全国辐射技术与辐射改性新材料发展论坛》论文集1辐照交联线缆的高性能化与市场前景金标义葛小言（上海电缆研究所，上海200093）摘要：高分子材料经辐照交联后，各项性能都得到改善和提高。由于线缆的挤出成型与辐照交联是分开进行的，所以生产厂家完全可以用现有的通用设备，按塑料线缆的工艺流程组织生产各种高性能交联电线电缆，市场前景极为乐观。关键词：辐射交联；电线电缆；电子束众所周知，电线电缆行业广泛采用如下三种交联方式：（1）热化学交联——适用于橡胶与塑料；（2）硅烷温水交联——仅适用于聚乙烯和乙丙胶；（3）辐照交联——适用于多种橡胶和塑料。热化学交联起步于十九世纪中期，至今已有一百六十多年的历史，应用的胶种和塑料品种广泛，与此相关的科学理论和工艺装备比较系统且成熟，因此早已普及到多个行业。硅烷温水交联从上世纪七十年代开始工业化，起先是聚乙烯的交联，本世纪初开始出现乙丙胶的硅烷交联产品。而聚氯乙烯的硅烷交联离工业化还有较长的距离。辐照交联技术在理论研究上虽然发现较早，但应用于线缆行业的工业化生产已是上世纪中后期的事了。由于此方式的加工离不开电子加速器，所以它是随着电子加速器的发展而成长起来的。1我国线缆行业拥有的加速器飞速发展改革开放后，我国线缆行业每年以远高于我国GDP的速度发展，特别是进入上世纪九十年代后，由于阻燃线缆的发展和全世界对环保的重视，电线电缆所用材料与制造技术发生了如下三个重大的变化：（1）普遍采用阻燃材料：由于线缆用高分子材料需添加大量的阻燃填充剂，使这些材料的粘度变大，流动性变差，往往只适合在高温下挤出成型。因此，配方中就不能有热化学交联剂存在，换句话说，不适合采用热化学交联方式。（2）某些地方或场合，出于环保法规的制约，不允许采用以燃煤（或油、气）的锅炉生产高压蒸汽作为热化学交联的传热介质，这将从源头上禁止热化学交联方式。（3）由于我国电子加速器装备制造技术的发展，加速器的性能大大提高，而售价又大大的下降；加速器在线缆行业内从认知到使用都有了极大的变化：从“尖端科技”变成“通用设备”，从“阳春白雪”转变为“下里巴人”，从“高价洋货”变成“适用国货”，从“奢望”变成“可能”。表1、表2和图1就是这种变化的具体体现，用于线缆行业进行交联作业的加速器台数约占总台数的一半。表1我国两个加速器生产商近五年的销售统计年份（年）20062007200820092010无锡爱邦（台）69101226江苏达胜（台）023819作者简介：金标义，男，教授级高工，从事各类橡塑电缆料的配方及加工、应用技术研究，电气装备线的应用研究。《全国辐射技术与辐射改性新材料发展论坛》论文集2表2我国及线缆行业拥有加速器统计年份（年）～19952000200520072010线缆行业（台）1725486683全国总数（台）345097133166图1加速器增长2辐照交联促使线缆材料向高性能化方向发展高分子橡胶或塑料经交联后会使下列性能得到改善与提高。（1）强度，（2）伸率，（3）弹性，（4）脆性，（5）耐热性，（6）耐热变形性，（7）耐开裂性，（8）耐磨性，（9）耐油和耐溶剂性，（10）电气性能，（11）阻燃性，（12）填充性。而经辐照交联后，除上述性能得到改善外，还有如下性能得到更进一步的改善：（1）表面硬度增加，使线缆的耐磨和耐刮擦性能提高；（2）耐热老化性进一步提高；（3）由于挤出成型与交联工艺是分开进行的，所以可以充分利用现有的塑料线通用设备组织生产，便于工艺流程的优化。（4）若采用外委辐射加工，更可以节省占地面积较大、价钱昂贵的连续硫化设备和电子加速器，从而使生产成本降低。由于几乎所有的线缆，都是由高分子材料包覆而成的，而这些材料若经辐照交联，其性能发生了上述变化，才使得被这些高性能材料包覆的各类电线电缆性能得以提高。目前，线缆行业用作辐照交联的材料有：塑料类：(1)聚烯烃类（PO）：a)聚乙烯（PE）：包括超低密度聚乙烯（POE）、低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。b)聚丙烯（PP）：包括均聚聚丙烯（H-PP）、共聚聚丙烯（C-PP）、丙烯弹性体聚合物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯丙烯酸酯共聚物（EEA、EMEA等）（2）聚氯乙烯（PVC）（3）氟塑料（PVDF、ETFE、ECTFE等）橡胶类：（1）乙丙胶（EPR、EPDM）（2）氯化聚乙烯胶（CPE）《全国辐射技术与辐射改性新材料发展论坛》论文集3（3）乙烯醋酸乙烯酯共聚物胶（EVM）共混物类：（1）烯烃类塑料与乙丙胶共混物（2）烯烃类塑料或橡胶与氯化聚乙烯共混物（3）不同烯烃类塑料之间共混物从发展趋势看，由于共混后，既有利于各项性能的提高，又有利于降低成本，简化工艺，所以近年来，无论国内还是国外的发展都十分迅速。3辐照交联线缆产品的发展与扩张：辐照交联促使被包覆的材料高性能化，材料的高性能化又反过来促使高性能线缆产品的发展与扩展。因此其市场前景极为乐观，下面以几个例子加以说明：3.1机车车辆线以前此类线在本行业只算一个需求量不大，性能要求也不高的小品系，但是，随着我国高铁及城市轨道交通的跨越式发展，以及国际、国内标准的提高，此类产品的市场需求也呈爆炸性增长，其性能要求有别于通用产品在于：（1）低烟无卤阻燃；（2）双耐油（耐矿物油和耐燃料油）（3）耐高温（125℃，150℃）（4）耐低温（-25℃，-40℃）根据以上几个特殊的高要求，技术人员很难以其它两种交联方式进行选材和生产，值得庆幸的是我国技术人员，通过自己的努力，很快以辐照交联的方式研制并批量生产出完全符合国标和国际标准的产品。3.2汽车线及线束组件直到上世纪末，由于我国汽车工业规模小，汽车线一直是行业中的一个小品系，而且绝大部分是以热塑性聚氯乙烯包覆的。但是，从本世纪开始，汽车线用塑料开始从聚氯乙烯转向聚烯烃，阻燃要求也从有卤转向无卤，耐温等级从70℃提高到105℃、125℃、150℃，从热塑性转向交联（热固性）。又由于我国在本世纪开始成为世界制造大国，几乎全球的汽车线束是“中国造”，需求量也呈爆炸式增长。汽车线由于有“耐刮擦性能”的特殊要求，辐照交联正好可以发挥其特长。3.3核电站用电缆近十年到未来二十年，我国的核电站超常规发展，这也带动了核电电缆的发展，与常规线缆相区别，对核电用线缆的性能要求主要是：（1）低烟无卤阻燃；（2）长寿命（60年），高安全（耐辐射、耐热老化）；（3）能通过单根和成束（B类）燃烧试验。根据以上要求，既可以用塑料，也可以用橡胶包覆，而且交联方式可由线缆制造厂任选。据一些厂家的经验，用辐照交联方式来制作核电用线缆的比例正在上升。尤其是交联塑料型线缆，如控制或信号线缆。3.4船用电缆船用电缆品种繁多，目前已有向低烟无卤阻燃化方向发展的趋势，小截面的控制电缆和信号通讯电缆用辐照交联方式，其交联（硫化）速度是热化学交联方式的2～4倍，现在已被许多船用电缆厂采用。据作者调查，江苏扬州地区某船缆厂在某辐照加工厂一个月的辐照加工线缆长度有2000多公里。3.5光伏电缆太阳能光伏电缆是近几年发展起来的新品种，其包覆材料按标准规定必须是低烟无卤阻燃交联《全国辐射技术与辐射改性新材料发展论坛》论文集4的，这也是辐照交联优势可以发挥的地方。目前，国内开发的用于光伏电缆的专用料，也是以辐照交联料为主，参照标准为TUV2pfg1169/08.07，作者在上述的某专业辐照加工厂内也目睹有大量的此类电缆被送来进行辐照交联。3.6风力发电用耐扭曲电缆风力发电用电缆也是近几年发展起来的新品种，其包覆的绝缘料是乙丙胶或硅橡胶，护套可以是氯丁胶、氯化聚乙烯胶、硅橡胶或聚氨酯弹性体。2009年上海电缆研究所国家电线电缆质量监督检验中心颁布了TICW1－2009《额定电压1.8/3KV及以下风力发电用耐扭曲软电缆》技术规范，规定了产品的技术要求、试验方法和检验规则等，柔软、耐低温扭曲是此类电缆有别于其它电缆的特殊要求，其中的乙丙橡皮绝缘和氯化聚乙烯护套是最容易采用辐照交联的方式进行加工的。此类电缆的另一个特点是多采用单芯制，从加工工艺的观点看，它更有利于辐照交联的均匀化。在某辐照加工专业厂中，作者也看到许多这类产品进进出出。3.7电机引接线我国现已成为大中小电机的制造大国，而每台电机都有长度不同，大小截面不等的引接线相连，它们都要求阻燃和耐溶剂，耐温有125℃和150℃之分，并且必须是交联的，所以又是辐照交联优势容易显露的地方。此类线的市场需求量已经很大，而且今后还会增长。3.8大飞机用X-ETFE绝缘电线乙烯－四氟乙烯（ETFE）只能采用辐照交联的方式进行，经辐照交联后，其工作温度可从150℃提高到200℃。目前辐照交联乙烯－四氟乙烯共聚物绝缘电线已成为大飞机安装线两大主要用线种之一，随着国家大型运输机工程的实施与推进，有着较大的市场前景，目前，国内X-ETFE电缆料的研制工作已在顺利进行中，将会进一步推动国内辐照交联乙烯－四氟乙烯共聚物绝缘电线的发展。3.9交联聚氯乙烯安装线聚氯乙烯塑料只能通过辐照的方法进行交联，交联后的PVC线，其耐热性、表面硬度、耐磨性以及耐短路电流冲击的性能都有了很大的提高。所以多用于仪器仪表及各种设备内部的安装线。此种线在国内许多厂都有生产，且大都按美国UL758标准生产供货，并主要用于出口。4建议说到辐照交联的发展，我国电线电缆行业内一个专做辐照交联加工的江苏金坛金鹿电缆材料公司是一个榜样，该公司四年前从一台爱邦生产的2.5MeV/25mA加速器起步，由于管理有方，再加上服务良好，以每年增加一台四年变五台的高速度发展。所有加速器终年不停，满负荷运行。据作者亲自到该公司调查，今年1～9月份，三台加速器（另两台在安装中）辐照交联的线缆长度超过1万公里/月，收入过150万/月。由于名声远扬，送到该公司进行辐照加工的线缆厂家和产品种类还在不断地增加，以至节假日都无法停歇。更令人称奇的是几个自己拥有1～2台加速器的线缆厂家也把自己的半成品拉到该公司进行辐照加工，这样既保证了交货期，又弥补了自有加速器能力不足的缺陷。谈到辐照交联专业加工方式，作者认为应大力提倡，其理由如下：（1）可使加速器得到充分利用，从而也有利于降低辐照交联的加工成本。（2）可使加速器的管理与维护最优化，从而有助于加速器的满负荷运行和加工质量的稳定与提高。（3）便于加速器能量从小到大的配置，从而使可加工的线缆品种和规格最大化。（4）专业辐照交联加工是面向本地区各线缆企业的，全心全意为这些企业服务是它的唯一追求，这样就使其成为各线缆厂的朋友，而不是竞争对手。实践证明，许多线缆厂在需要辐照加工时，即便是舍近取远，也愿意把自己的半成品送到辐照专业户那里，而不是委托拥有加速器的同行加工。实践还证明：一个拥有加速器能量大小齐全的辐照加工专业户可覆盖周围300～500公里的地区，每年可辐照10～20万公里的线缆，并产生1500～2500万人民币的经济效益。因此，建议辐照行业协会能向全国推广这种模式，在几个电线电缆制造比较发达的省份或地区布点。《全国辐射技术与辐射改性新材料发展论坛》论文集5辐射改性新材料加工行业的发展和机遇徐涛唐卫东杨斌李哲赵文颖(天津市技术物理研究所天津300192)摘要：辐射加工产业是民用核技术的重要组成部分，近十多年来在我国发展十分迅速，成为国民经济发展中不可或缺的组成部分。采用新技术、新工艺，促进新产品、新成果的开发和应用，研制出了一批科技含量高、具有国内外先进水平的新产品，取得了良好的经济效益。发展过程中也存在诸多问题和瓶颈，提出如何贯彻国家有关优化产业结构、贯彻产品迅速升级的方针，适应市场的发展的规律和产业发展需求。通过对国内有关代表性的几个行业内企业的运营情况分析，结合国内经济发展的现状，未来趋势，通过经济和市场分析，提出了未来的发展策略和方法。关键词：辐射加工；电线电缆；热缩材料；产业；经济效益；发展辐射加工技术的显著特点之一是应用面广，可以在新型制造、建筑建材、通讯交通、电子电器、医疗及设备、农业品种改良、食品加工、环境治理、公共安全等诸多领域提供新技术、