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摘要：随着我国城市的发展，低烟无卤阻燃电缆的应用不断加大用以保证设施的安全性可靠性。当电缆使用不当，如过流，短路等会使电缆发热量急速增加从而引起电缆的燃烧现象，普通电缆一旦燃烧会释放大量的浓烟并伴随着有毒气体的生成，会对环境和人员造成伤害，在以往的的火灾中致人死亡的往往不是火焰本身，而是电缆和塑料燃烧生成的浓烟和毒性气体致使人的死亡，因此低烟无卤阻燃性电缆的选用就显得十分有必要了。
关键词：低烟无卤阻燃;聚烯烃;护套料;配方设计
1、配方设计原理
1.1配方设计原则
保证其具有指定的技术性能;
在制造过程中加工工艺性能良好;
成本低;
所用的各种原料容易找到;
符合劳动保护及卫生要求。
1.2配方的表示方法
以质量分数表示配方，即以橡胶的质量分数为100份（phr）为基础，其他配合剂用量都以相应的质量分数表示。
2、主料基本情况及选择
聚烯烃种类繁多，其中以聚乙烯在工业中用量最大，聚乙烯它原料来源丰富、价格低、具有优异的电绝缘性、化学稳定性高、易于加工成型，并且种类繁多，可以满足不同性能要求，所以初步选用聚乙烯。聚乙烯的分子是长链线型结构或支链结构，为典型的结晶聚合物，一般情况下密度越高结晶度越大，聚乙烯主要有三种低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE），由于LLDPE和LDPE的分子结构明显不同，性能也有所不同。与LDPE相比，LLDPE具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性，较高的耐热性能，抗冲和耐穿刺性能等，LLDPE适合注塑、急速、等成型加工且在设计中考虑到要加入大量的无机填料会使加工性能和机械性能降低，所以选用加工性能更好的线性低密度聚乙烯作为主料使用。
为了满足低烟无卤阻燃的要求，需要加入大量的氢氧化铝等无机填料，以此便牺牲了部分LLDPE的机械性能和电气性能，为了补足缺失的性能因此考虑加入一种并用料对LLDPE进行共混改性，为了提升耐老化性能且补足LLDPE的各项性能，为此我选用饱和碳链合成橡胶三元乙丙橡胶。三元乙丙橡胶具有优秀的耐臭氧性能、较高的热稳定性、好的耐热老化性能、优秀的耐天候性、优秀的耐化学药品性、优异的电绝缘性能等，因此选用三元乙丙橡胶作为并用料使用。
3、配合剂的选择与说明
3.1氢氧化铝及氢氧化镁阻燃机理
氢氧化铝与氢氧化镁又称为金属水合物。他们都是带有结晶水的金属氧化物，其受热分解的通式为：
M+XH2O→M+XH2O
氢氧化铝，化学式Al（OH）3，氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用。氢氧化铝受热分解式为2Al（OH）3==加热==Al2O3+3H2O，从该式可以看出氢氧化铝分解反应是吸热反应并且会释放出水，所以氢氧化铝是一种环保型高效阻燃剂。
氢氧化镁，化学式Mg（OH）2，无臭白色粉末，加热至623K即脱水分解：Mg（OH） 2 →MgO+H2O，易溶于酸或铵盐溶液。与氧化镁一样易吸收空气中的二氧化碳，逐渐形成组成为 5MgO·4CO2·xH2O 的碱式碳酸盐。在高于350℃时分解为氧化镁和水，但只有在1800℃以上才能完全脱水。
一般情况下氢氧化铝的水含量34%左右，因此氢氧化铝作为阻燃剂阻燃效果非常好，同时氢氧化铝还具有抑烟效果。氢氧化镁与氢氧化铝作用機理相似，但氢氧化铝与氢氧化镁混合使用效果要比单独使用好很多。
3.2其他阻燃剂特性
硼酸锌分子式：B2O6Zn3，白色固体，硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂，作为一种高效阻燃剂被广泛应用在塑料、橡胶、涂料等领域在此配方中主要用于阻燃剂。
聚磷酸铵正磷酸铵和多种聚磷酸铵的混合物，易溶于水，溶解度大于正磷酸铵，聚磷酸铵在此配方中主要作为膨胀型阻燃剂使用。
3.3其他助剂及特性
硬脂酸钡，白色或微带黄色无定型粉末，遇强酸分解为硬脂酸和相应的钡盐。在此配方中作为润滑剂使用还可用于配合氢氧化镁及硼酸锌使用以提升阻燃效果硬脂酸钡在此配方中主要作为润滑剂的使用，
DOP又为邻苯二甲酸二辛酯（Dioctyl Phthalate），简称二辛酯（DOP），是一种有机酯类化合物，是一种常用的塑化剂，为无色透明液体熔点-50 °C 沸点 386°C（常压）不溶于水，溶于乙醇、乙醚、矿物油等大多数有机溶剂。工业上为最广泛使用的增塑剂，水杨酸苯酯又名邻羟基苯甲酸苯酯，一种有机化合物。分子式是C13H10O3，能吸收紫外光，水杨酸苯酯是一种很常用的紫外线吸收剂，300nm波长的光通常最容易引起LLDPE的老化，而水杨酸苯酯能吸收390nm-330nm波长的光，在此配方中主要用于光吸收剂。
季戊四醇酯（1010）化学名四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定，可广泛应用于通用塑料，合成橡胶，纤维，树脂，油品等。广泛用于PE、PP、PS、聚酰胺、聚甲醛、ABS树脂、PVC、合成橡胶等高分子材料中。也用来防止油脂和涂料的 热氧老化。
结论
最优配方如下：
参考文献：
[1]金伟.高性能低烟无卤阻燃聚乙烯电缆料的浅析[R].中国知网.2011.2.
[2]张玉龙，石磊.实用通用塑料手册[M].北京.机械工业出版社.2012.6：21-22.
[3]邓舜扬.新型塑料材料·工艺·配方[M].北京.中国轻工业出版社.2000.1：17-18.
河南工学院电缆工程学院 河南 新乡 453003
关键词：低烟无卤阻燃;聚烯烃;护套料;配方设计
1、配方设计原理
1.1配方设计原则
保证其具有指定的技术性能;
在制造过程中加工工艺性能良好;
成本低;
所用的各种原料容易找到;
符合劳动保护及卫生要求。
1.2配方的表示方法
以质量分数表示配方，即以橡胶的质量分数为100份（phr）为基础，其他配合剂用量都以相应的质量分数表示。
2、主料基本情况及选择
聚烯烃种类繁多，其中以聚乙烯在工业中用量最大，聚乙烯它原料来源丰富、价格低、具有优异的电绝缘性、化学稳定性高、易于加工成型，并且种类繁多，可以满足不同性能要求，所以初步选用聚乙烯。聚乙烯的分子是长链线型结构或支链结构，为典型的结晶聚合物，一般情况下密度越高结晶度越大，聚乙烯主要有三种低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE），由于LLDPE和LDPE的分子结构明显不同，性能也有所不同。与LDPE相比，LLDPE具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性，较高的耐热性能，抗冲和耐穿刺性能等，LLDPE适合注塑、急速、等成型加工且在设计中考虑到要加入大量的无机填料会使加工性能和机械性能降低，所以选用加工性能更好的线性低密度聚乙烯作为主料使用。
为了满足低烟无卤阻燃的要求，需要加入大量的氢氧化铝等无机填料，以此便牺牲了部分LLDPE的机械性能和电气性能，为了补足缺失的性能因此考虑加入一种并用料对LLDPE进行共混改性，为了提升耐老化性能且补足LLDPE的各项性能，为此我选用饱和碳链合成橡胶三元乙丙橡胶。三元乙丙橡胶具有优秀的耐臭氧性能、较高的热稳定性、好的耐热老化性能、优秀的耐天候性、优秀的耐化学药品性、优异的电绝缘性能等，因此选用三元乙丙橡胶作为并用料使用。
3、配合剂的选择与说明
3.1氢氧化铝及氢氧化镁阻燃机理
氢氧化铝与氢氧化镁又称为金属水合物。他们都是带有结晶水的金属氧化物，其受热分解的通式为：
M+XH2O→M+XH2O
氢氧化铝，化学式Al（OH）3，氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用。氢氧化铝受热分解式为2Al（OH）3==加热==Al2O3+3H2O，从该式可以看出氢氧化铝分解反应是吸热反应并且会释放出水，所以氢氧化铝是一种环保型高效阻燃剂。
氢氧化镁，化学式Mg（OH）2，无臭白色粉末，加热至623K即脱水分解：Mg（OH） 2 →MgO+H2O，易溶于酸或铵盐溶液。与氧化镁一样易吸收空气中的二氧化碳，逐渐形成组成为 5MgO·4CO2·xH2O 的碱式碳酸盐。在高于350℃时分解为氧化镁和水，但只有在1800℃以上才能完全脱水。
一般情况下氢氧化铝的水含量34%左右，因此氢氧化铝作为阻燃剂阻燃效果非常好，同时氢氧化铝还具有抑烟效果。氢氧化镁与氢氧化铝作用機理相似，但氢氧化铝与氢氧化镁混合使用效果要比单独使用好很多。
3.2其他阻燃剂特性
硼酸锌分子式：B2O6Zn3，白色固体，硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂，作为一种高效阻燃剂被广泛应用在塑料、橡胶、涂料等领域在此配方中主要用于阻燃剂。
聚磷酸铵正磷酸铵和多种聚磷酸铵的混合物，易溶于水，溶解度大于正磷酸铵，聚磷酸铵在此配方中主要作为膨胀型阻燃剂使用。
3.3其他助剂及特性
硬脂酸钡，白色或微带黄色无定型粉末，遇强酸分解为硬脂酸和相应的钡盐。在此配方中作为润滑剂使用还可用于配合氢氧化镁及硼酸锌使用以提升阻燃效果硬脂酸钡在此配方中主要作为润滑剂的使用，
DOP又为邻苯二甲酸二辛酯（Dioctyl Phthalate），简称二辛酯（DOP），是一种有机酯类化合物，是一种常用的塑化剂，为无色透明液体熔点-50 °C 沸点 386°C（常压）不溶于水，溶于乙醇、乙醚、矿物油等大多数有机溶剂。工业上为最广泛使用的增塑剂，水杨酸苯酯又名邻羟基苯甲酸苯酯，一种有机化合物。分子式是C13H10O3，能吸收紫外光，水杨酸苯酯是一种很常用的紫外线吸收剂，300nm波长的光通常最容易引起LLDPE的老化，而水杨酸苯酯能吸收390nm-330nm波长的光，在此配方中主要用于光吸收剂。
季戊四醇酯（1010）化学名四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定，可广泛应用于通用塑料，合成橡胶，纤维，树脂，油品等。广泛用于PE、PP、PS、聚酰胺、聚甲醛、ABS树脂、PVC、合成橡胶等高分子材料中。也用来防止油脂和涂料的 热氧老化。
结论
最优配方如下：
参考文献：
[1]金伟.高性能低烟无卤阻燃聚乙烯电缆料的浅析[R].中国知网.2011.2.
[2]张玉龙，石磊.实用通用塑料手册[M].北京.机械工业出版社.2012.6：21-22.
[3]邓舜扬.新型塑料材料·工艺·配方[M].北京.中国轻工业出版社.2000.1：17-18.
河南工学院电缆工程学院 河南 新乡 453003