低烟无卤阻燃线缆料的市场/技术现状与发展趋势

一.低烟无卤 (LS0H或LSZH) 阻燃线缆料的演变与崛起

1.有卤无卤的争论

含卤(特别是溴系)阻燃聚合物体系因其突出的阻燃效果，80年代中期以前在阻燃聚合物市场中占有绝对的统治地位。电线电缆工业界中的聚氯乙烯(PVC)即是其中的一例，至今仍在护套和绝缘料中承担着主要角色。随着社会的进步和科学技术的飞速发展，PVC内在的弱点(燃烧时释放的大量烟雾，严重的腐蚀性气体和有毒气体)益发明显。从那时起评估和寻找PVC料的替代物遂成为人们争论的焦点。早在1986年欧洲首先发现燃烧产物中含有的多溴二苯醚，四溴代双苯并二恶烷及四溴代双苯并呋喃等属于致癌物质。直至2001年英国又接连发现五溴二苯醚,十溴二苯醚在野生猎鹰蛋内的生物积累高出家养猎鹰蛋400倍。于是再次发起拒绝生产与使用含溴阻燃剂的行动。

2. 对火灾安全的两种由来已久概念的形成

过去的15年无卤阻燃体系逐渐进入了欧洲，并被接受为电缆制造技术的一个部分。而美国则并非如此,一般只限于返销欧洲的产品才做此规定。欧洲和美国基于不同的国情和背景有着完全对立的观点： 美国流传的概念认为：祸灾的根源在于一氧化碳(CO)毒气的产生以及其后的轰燃("flashover")过程中CO转化为CO2的热释放。因此,如果能通过一些办法控制过程的热释放,即可减少火灾的危害。欧洲传统以来深信：祸灾的严重性取决于人们脱离火情现场的成功率。烟气的刺激性和毒性是制约脱离火情现场的主要因素。因此，对于燃烧中产生的烟，毒，和腐蚀应该给予优先的关注。换言之，彻底摈弃卤素物质的生产和使用是当务之急。上述争论波及到整个工业界。1997.2.-1999.9期间欧洲11国(另特约日本参加)的12国会议对电子电器产品(包括印刷电路板, 电线电缆，器件封装，联结件等)行业中寻找卤素替代物做了专题探讨。积极寻找含卤阻燃剂的代替品已成为业界的当务之急。

二.线缆产业的进展

电线电缆行业的发展尤为突出。当前世界上已有为数众多的电线电缆料的供应商。其中大部分厂家新近正在从事无卤材料的开发研制与生产。例如：DuPont, Alpha Gary, BASF, Bayer, Borealis, Exxon, Hoechst和Shell Chemicals等。市场上已有供不同种用途(建筑，通讯，交通，铁路等)需要的不同类型的无卤电缆产品。应该看到，随着线缆行业的发展，除电力电缆外，建筑物内市电(220/240伏)布线电缆，电话电缆以及数据电缆都得到了长足的进展。

迄今，力缆(< 1 kV)及220/240伏市电线缆料中的一半以上仍是PVC线缆料。一般，建筑市电布线电缆及电话电缆均为护套(PVC) + 绝缘(PVC) ; 数据电缆:则是护套(PVC) + 绝缘(中密或高密PE)。有趋势表明在重要场合下LSZH将逐渐成为这些线缆料的首选。例如英国自从伦敦皇家地铁站惨痛火灾事故发生以后，相关部门已经明令在公共场合下必须采用符合使用技术指标的LSZH电缆料。近代计算机网络的出现带动计算机局域网(LAN)的飞速发展，进而导致对相互连接的数据传输电缆的渴求与日俱增。一般估计，每台计算机平均需要100米的LAN电缆。由于数据电缆的电性能远优于电话电缆，因此，进一步的发展，LAN电缆必将进入内部电话系统。面对来自以美国为主的异议以及考虑到未来的发展前景，进一步推动以无卤聚烯烃电缆料为主的电缆料行业，2001年在欧洲成立了FROCC (Fire Retardant Olefinic Cable Compounds) 协会。

三.无卤阻燃线缆材料发展现状与趋势

1. LSOH厂家与产品简介

低烟无卤(LS0H)阻燃技术的优点主要体现在线缆护套料的研制与开发过程。

(1) Scapa Polymerics Ltd, UK) : Megolon (见表1)

表1

型号 推出时间 特点

热塑性护套料

第一代 1981 最早生产LSOH的厂家

S300 (第二代) 1987 加工性有改进,可有较快的挤出速度

S500 (第三代) 1992 使用低压缩比螺杠可达PVC挤出速度

S500 (第四代) 1996 特别适合于光纤电缆,可在标准PVC挤出机上加工

Megolon D36/1/7 近几年 满足UL 1666标准,适合于通讯电缆

热固性绝缘料

交联热固性 2001 新技术

2001 新技术

(1)Megolon品牌是国际上最早推出，具有代表性的无卤阻燃电缆料产品。1996年推出的第四代产品的加工性达到了可在标准PVC挤出机上加工的要求。近几年开发的新产品阻燃性能达到了美国UL 1666标准。

(2)UCC (Union Carbide Corporation, USA)

Uniguard RE DFDA---1642 Black

Uniguard RE DFDA---1642 Natural

1998年首次在中国推出温度指数高达350°C的高阻燃产品。

(3)Padanaplast (Italy) : Cogegum (16种), Cogefill (4种)等.

1982年开始生产LSOH产品,包括:热塑性及可交联的SIOPLAS。1990年终止PVC的生产。该公司于1994, 1998分别获ISO 9002, ISO 9001论证。现为Solvay集团成员。该公司的产品在我国线缆料市场中占有较大的份额。近年来也推出了温度指数高达350°C的高阻燃产品以及护套/绝缘两用的LSZH的产品。

(4)PolyOne (M.A.Hanna) : ECCOH

ECCOH产品原为Exxon公司所有，于1998年转让给汉纳公司。80年代推出第一代产品，加工性能很差。1990年提出了新一代产品，加工时需要借助特制螺杆。1996年推出可在普通PVC挤出机上生产的电缆料。

(5) Alpha Gary公司

SMOKEGUARD 特殊低烟阻燃可满足美国通风电缆标准,用于通讯电缆和火报警电缆。SENTRA无卤低烟阻燃护套,绝缘等多种电缆。

(6)AEI Compounds (UK)

1983年成为AEI电缆有限公司的分部，1997年成为GEC电线电缆集团的TT公司。主要LSOH产品有：

SX538用于力缆和光缆的护套/绝缘料。

SX541采用硅烷交联，高阻燃，高柔性技术。用于力缆护套料。

(7)Condor (Germany) :

CONGuard S 6660 柔性护套料，可在PVC挤出机上高速挤出

CONGuard S 6690 满足工作温度90°C的高阻燃性电话及船用电缆要求

CONGuard S 8860 用于高阻燃性的力缆，数据缆和电话电缆的要求

CONGuard I 4600 满足工作温度90°C时的阻燃导体绝缘料

(8)Borealis (北欧Sweden, Norway, Finland, Demark, Belgium.)

该公司以高压电缆绝缘料著称于世。近年来积极从事低压用LS0H料的开发与研制。已有新型LSZH料问世。

四.环保安全及标准法规

1.来自环保压力,2近来欧共体(EC)倾向于采用新版IEC60332(3),即除原规定的火焰传播高度实验指标外,新增加了热释放和烟释放的指标.

2.向美国UL1666垂直安装电缆和光缆火焰传播高度实验(Riser Vertical Fire Test)靠拢.

总的方向：安全环保第一。制定颁布更加严格的法规与标准。

五.无卤阻燃线缆材料的技术指标

1.总的技术发展方向：

1) 提高产品的高科技含量(如，相界面相容技术，抗老化技术，膨胀型阻燃技术，纳米技术，特殊加工技术，等)

2) 严格三低两高要求：低烟，低毒，低腐蚀，高阻燃，

3) 提高(质量/价格)比

优越的综合性能之三：高阻燃低逸烟的综合性能，可满足IEC 1034标准

优越的综合性能之四：可供不同用户选择的宽范围的流变性能

六.无卤阻燃线缆材料中的几种新技术

无卤阻燃线缆材料的发展与材料科学与技术的长足进展密不可分。当今，材料科技领域发展很快，面貌日新月异，直接关系到无卤阻燃线缆材料行业的今后前途。下面的几种新型技术值得注意：

1) 膨胀型阻燃技术：包括化学型与物理型两大类。

2) 聚合物纳米技术：聚合物层状硅酸盐(Polymer Layered Silicates)

3) 金属茂催化聚合技术：通过此种技术可以得到特殊性能的聚乙烯，聚丙烯等原料