发泡剂在绝缘材料中的应用
绝缘材料2005
No.2
陈立军等:发泡荆在绝缘材料中的应用13
发泡剂在绝缘材料中的应用
陈立军,陈焕钦
(华南理工大学化学工程研究所,广东
广州
510640)
摘要:综述了发泡剂在绝缘材料中的应用,重点介绍了物理发泡剂和化学发泡剂在电缆用发泡绝缘材料中的应用。指出开发新型发泡剂替代氟碳发泡剂是本领域的发展方向;同时指出用高性能的基体树脂代替聚乙烯树脂,是改善发泡绝缘材料的性能的重要方法。
关键词:发泡剂;物理发泡剂;偶氮二甲酰胺;绝缘材料:电信电缆中图分类号:TM248:TQ047.1
文献标识码.^
文章编号:1009—9239(2005)02—0013—04
Theapplication
0fblowingagentin
theinsulationmaterial
CHEN
Li—jun,CHENHuan・qin
(RPsP口,.f^J咒s£i£“£Pp厂C^P77lic口£E,lg幻zPPri7zg.
So“£^C^i7zn
U咒i口Pr5i£yq厂TPc^”oZolg了,
G甜口”92^DM
510640,C^i7£以)
Abstract:
Theapplicationofblowing
agent
intheinsulation
materialisintroduced.
The
applica—
tionofphysicalblowingagentinthe
foaminginsulationmaterial,whichisusedin
communication
cable.isintroducedwith
emphasis.
The
substitutionfor
fluorocarbon
blowingagent
being
the
focalpointofresearch
inblowing
agent
field
is
pointed
out.
In
addition,
researchand
deVelop-
ment
of
baseresin,
whichsubstitutesfor
polyethylene
resin。havea
stimulativeeffect
on
im—
provingthe
performanceoffoaminginsuIationmateriaI.Key
words:
blowingagent:
physical
blowing
agent;
azodicarbonamide;
insulationmaterial:com—
mtlnication
cabIe
1前言
据其在发泡过程中产生气体的方式不同一般分为物
在绝缘材料制品中,赋予轻量化、隔热性、隔音性理发泡剂和化学发泡剂。物理发泡剂在聚合物加工条和机械阻尼性等特征的发泡绝缘材料具有广泛的应件下依赖自身物理形态的变化形成气泡。发泡剂在发用领域。近年来,由于发泡绝缘材料具有优良的电气泡过程中,本身并没有发生任何化学变化。物理发泡特性(损耗因数低、介电常数小等)、节约绝缘材料用剂又称挥发性发泡剂,一一般包括惰性压缩气体和可溶量和生产成本、减小电缆外径、增加信号传输距离和于树脂的低沸点液体或易升华固体。惰性压缩气体多增加数据传输容量等优点,被广泛应用于电线电缆领适用于增塑糊压缩气体发泡中,它们在压力下被糊料域。发泡绝缘材料的内部包含微孔结构,由气、固两吸收后又于常压下膨胀使聚合物基体发泡,主要有空相组成的复合高分子材料。一般在特定的聚合体系
气、N:、C0:等。常规的物理发泡剂涉及低沸点脂肪粘度范围内通过气体发泡或配合可溶性盐类制备而
烃、卤代烃等,其中氯氟烃占有较大的市场份额。但氯氟烃由于影响大气的臭氧层而被禁止使用。目前,氢氟烃、脂肪烃等臭氧耗量为零的物理发泡剂的开发和
应用倍受重视【lJ。CO:则由于在30℃时状态将产生
变化,因此需要对生产环境进行加温。而Nz由于价廉、无毒、来源广泛,因此是被广泛采用的物理发泡发泡剂的物质形态可以是气体、固体或液体,根
剂【2l。化学发泡剂则以化学分解的方式释放一’一种或多种气体,进而促使聚合物基体发泡。粉状热分解型有机化学发泡剂是常用的发泡剂,其中以偶氮二甲酰胺(AC)、4,4’一氧代双苯磺酰肼(OBSH)、二亚硝基五
万
方数据得。发泡剂添加到树脂基体中,使之在加工条件下能
够形成微孔结构的助剂类型。因此发泡剂是发泡绝缘材料不可缺少的加工助剂。
2发泡剂的分类及常用绝缘材料发泡剂
收稿日期:20()4一(】9一【J8
作者简介:陈志军,男.博士研究生.主要从事精化工产品的研究
(Tel:020—87110949.Email:chenlijunl975@sohu.com)。
万方数据
万
方数据
16
陈立军等:发泡剂在绝缘材料中的应用绝缘材料2005
No.2
一一致性以及绝缘缆芯的冷直径、冷电容、偏心度等参数的稳定与否直接关系到电缆产品的质量。4.2化学发泡剂在绝缘材料上的应用
4.2.1低发泡聚乙烯绝缘材料
聚乙烯(PE)泡沫绝缘材料具有优异的物理、化
学和力学性能。它的低发泡制品质轻、耐腐蚀、隔热,
具有t-一定的韧性,可进行钉、锯等机械性加工.广泛用于电话电缆产品中。PE绝缘泡沫的成型工艺分为化
学发泡法和物理发泡法。物理发泡法需专用输送物理发泡剂的设备,或增加很繁琐的工艺,成本较高。化学发泡法又分化学交联和辐射交联,而辐射交联需
要很昂贵的辐照设备,投资很大;化学交联生产PE发泡绝缘材料,多见于模压法生产,但生产不连续,制品应用受到很大限制。阎春绵等u2噪用化学交联、化学发泡法挤出了低发泡PE棒材。在制备泡沫PE过程中。温度、螺杆转速的控制至关重要。当口模温度为17()℃左右、螺杆转速为55~64r/min时,熔体的粘
度、弹性适合发泡;发泡剂、交联剂、助发泡剂协调熔体的粘弹性和发泡的速率,当每1009PE中,AC用量为29,过氧化二异丙苯用量为0.2~0.49,氧化锌
和硬脂酸锌用量为29时,可以得到外观光滑、手感好、泡孔细密的PE低发泡材料。‘
4.2.2
CATV化学发泡绝缘材料【13】
CATV化学发泡绝缘料通常选用嗍砜酰肼发泡剂,因为这类发泡剂具有较低的分解温度(≤160℃),可减少I。DPE发泡绝缘层的收缩,发泡残留物可使电性能损失减少到最低限度,泡沫质量较高,且使聚
合物中的降解物起到降低聚合物中交联度的作用。可
增力“热稳定性。
4.2.3
HDPE化学发泡绝缘材料【141
将基料与发泡剂、交联剂、抗氧剂、抗铜剂等助剂按一定的配比投入高速搅拌器中混合均匀,再加入到单螺杆挤出机中挤出造粒HDPE发泡绝缘专用料。
其中以HDPE5000S为主要基料,加入I。DPEll2或
进行改性的共混体系作为发泡的基料体系;以AC与交联剂复配为交联发泡体系。经过模压实验,确定发
泡剂AC的用罱范围在3~5份,交联剂的用量范围在0.3~1.f)份。5结语
由于物理发泡绝缘在产品的电容稳定性、火花检验电压、机械强度、综合电气性能以及发泡剂发泡度、发泡剂废料残留量等方面【,1明显优于化学发泡绝缘,因此,‘物理发泡绝缘在电视电缆、市话电缆、数据电缆以及无线移动通信电缆等方面获得广泛的应用和发
展。金属通信电缆发泡度在20%~50%的高密度聚
万
方数据乙烯基的发泡绝缘一直用化学发泡绝缘。
随着环境保护压力的增大,要求重新评价高发泡度(发泡度≥70%)发泡绝缘用发泡剂一氟碳发泡剂的呼声日益高涨,因此研究和开发高发泡度的氟碳发泡剂替代品,是目前发泡剂研究的热点。据悉,日本已
经研制出用水作为发泡剂来生产高发泡度(发泡度为80%)的聚乙烯绝缘同轴电缆【l引。到目前为止.综合
性能良好的聚乙烯是使用量最多的基本发泡树脂。但
聚乙烯的耐热性相对较差,很难在超过80℃的高温
环境下使用。日本已经研制成功的发泡氟树脂同轴电缆。其发泡基体树脂为耐热性好、高频下电气性能优
异的四氟乙烯一全氟烷氧基共聚物(PFA)。这种电缆用作移动通信的天线馈线,具有高频下损耗小、耐热、
耐弯曲等优点【l61。研究、开发和应用高性能的发泡剂
和发泡基体树脂,生产性能优良的发泡绝缘,以适应
发泡绝缘尤其是通信电缆用发泡绝缘的快速发展。
参考文献
[1】王克智.塑料助剂的开发及应用一发泡剂[J】.塑料科技.1997.
(1):45~54.
【2】贺光辉.物理发泡绝缘的线装和发展【J】.光纾与电缆及其应用技术.1996.(5):53~56.
【3】顾培基.偶氮二甲酰胺的生产现状、合成及用途【J】.上海化工,
1998,23(6):40~42.
f4】
王建华.新型的物理发泡绝缘同轴电缆的制造【J】电线电缆.2000,(4):lO~17.
【5】森电幸男.松山信义.发泡绝缘力现状芝课题【J1.三菱电线工
业时报.1991。4(81):44~49.
[6】HeinonenJ.通信电缆线芯发泡绝缘的隔层挤出技术fJ】.电
线电缆,1995,(4):42~45.
【7】金山.CATV电缆物理发泡绝缘料实验研究[J】.光纤与电缆
及其应用技术.1999,(2):15~18.[8】
周正根.俞兴明.物理发泡皮/泡沫/皮绝缘市内通信电缆(HYPA)的开发[J】.现代有线传输.1996.(1):4l~44.f9】
李保安.新型无线移动通信用物理发泡绝缘同轴射频电缆[J】.光纤与电缆及其应用技术.2002,(2):23~27.
【10】李新生,麻银谦,王敏华.物理高发泡绝缘射频同轴电缆的开
发【J】.电线电缆,1994.(1):7~儿.
【1l】
李恩铭.无线通信用物理发泡聚乙烯绝缘皱纹铜管外导体射
频同轴电缆的开发与生产【J】.现代有线传输,2()02.(4):lO~
14.
【12】阎春绵,刘冬亮,王振宝,等.化学发泡法挤出PE低发泡材料
研究[川.郑:H{轻1二业学院学报,1999.14(2):58~6t.
(13】
吴廷禄.泡沫聚乙烯绝缘料性能(J】.绝缘材料通讯.1996.
(4):24~28.
【14】廖家志,周索荣.郑梅梅.等.高密度聚乙烯化学发泡绝缘料的
研制fJ】.合成树脂及塑料.1999.14(4):14~17.
【15】赵芳灿.水发泡聚乙烯同轴电缆(J】.纤维光学与电线电缆,
199l,(4):15~20.
【16】
赵芳灿.采用非氟碳化合物发泡技术的同轴电缆用高发泡绝缘材料的研究fJ】.纤维光学与电线电缆.1997.(12):13~20.
发泡剂在绝缘材料中的应用
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
陈立军, 陈焕钦, CHEN Li-jun, CHEN Huan-qin华南理工大学化学工程研究所,广东,广州,510640绝缘材料
INSULATING MATERIALS2005,38(2)1次
参考文献(16条)
1.王克智 塑料助剂的开发及应用-发泡剂[期刊论文]-塑料科技 1997(01)2.贺光辉 物理发泡绝缘的线装和发展 1996(05)
3.顾培基 偶氮二甲酰胺的生产现状、合成及用途 1998(06)
4.王建华 新型的物理发泡绝缘同轴电缆的制造[期刊论文]-电线电缆 2000(04)5.森电幸男;松山信义 发泡绝缘の现状と课题 1991(81)6.Heinonen J 通信电缆线芯发泡绝缘的隔层挤出技术 1995(04)7.金山 CATV电缆物理发泡绝缘料实验研究 1999(02)
8.周正根;俞兴明 物理发泡皮/泡沫/皮绝缘市内通信电缆(HYPA)的开发[期刊论文]-现代有线传输 1996(01)9.李保安 新型无线移动通信用物理发泡绝缘同轴射频电缆[期刊论文]-光纤与电缆及其应用技术 2002(02)10.李新生;麻银谦 王敏华物理高发泡绝缘射频同轴电缆的开发 1994(01)
11.李恩铭 无线通信用物理发泡聚乙烯绝缘皱纹铜管外导体射频同轴电缆的开发与生产[期刊论文]-现代有线传输2002(04)
12.阎春绵;刘冬亮;王振宝 化学发泡法挤出PE低发泡材料研究[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版)1999(02)
13.吴廷禄 泡沫聚乙烯绝缘料性能 1996(04)
14.廖家志;周素荣;郑梅梅 高密度聚乙烯化学发泡绝缘料的研制 1999(04)15.赵芳灿 水发泡聚乙烯同轴电缆 1991(04)
16.赵芳灿 采用非氟碳化合物发泡技术的同轴电缆用高发泡绝缘材料的研究 1997(12)
本文读者也读过(10条)
1. 蔡宏国 塑料用化学发泡剂[期刊论文]-现代塑料加工应用2001,13(4)
2. 黎四芳.蔡兰珍 万能发泡剂OBSH的合成与应用[期刊论文]-化工时刊2004,18(2)
3. 王建华.WANG Jian-hua 新型的物理发泡绝缘同轴电缆的制造[期刊论文]-电线电缆2000(4)4. 龚清桐.JUN Qing-tong 新型漏泄同轴电缆的性能及制造[期刊论文]-电线电缆2006(3)
5. 李恩铭 无线通信用物理发泡聚乙烯绝缘皱纹铜管外导体射频同轴电缆的开发与生产[期刊论文]-现代有线传输2002(4)
6. 李垂祥.杜爱华.陈红.刘毓真.LI Chui-xiang.DU Ai-hua.CHEN Hong.LIU Yu-zhen AC发泡剂在橡胶型CM中的应用[期刊论文]-弹性体2007,17(1)
7. 游贤德 国内偶氮二甲酰胺发泡剂生产与应用[期刊论文]-化学推进剂与高分子材料2004,2(1)8. 李江平.陶胜枝 牙膏发泡剂的比较研究[期刊论文]-牙膏工业2008,18(4)
9. 代康.DAI Kang 线缆聚合物熔体强度及其对挤塑的影响[期刊论文]-光纤与电缆及其应用技术2007(1)10. 潘英曙.Pan Yingshu 改性AC发泡剂的现状与发展对策[期刊论文]-江西化工2007(3)
引证文献(1条)
1.刘玉桂.任元林.董二莹.金银山 木塑复合材料界面相容性及加工工艺研究进展[期刊论文]-天津工业大学学报2011(6)
引用本文格式:陈立军.陈焕钦.CHEN Li-jun.CHEN Huan-qin 发泡剂在绝缘材料中的应用[期刊论文]-绝缘材料2005(2)