一、简介
交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料交联后，可提高材料的机械性能、耐热性能、耐环境应力开裂等性能，拓宽材料的应用范围、提高材料的可靠性和寿命。目前国内常用的交联型低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料主要有辐照交联、紫外光交联和硅烷交联三种。
辐照交联
辐照交联料是国内使用最早、用量最多的交联型低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，成缆工艺简单。由于辐照设备的安装及附属成本过高，国内大部分电缆厂没有辐照设备。无辐照设备的厂家如果使用辐照交联料，必须采用外委加工的方式来完成辐照交联。辐照交联料除了交联不方便之外，还有交联不稳定（线表在辐照时不能保证绝缘层任何部位获得同样的效果,尤其对于绝缘层偏厚的规格）、材料颜色变化、老化性能变差、模糊喷码标识等缺点。
图1 辐照交联低烟无卤电缆制备工艺
紫外光交联
紫外光交联技术虽然克服了上述辐照交联弊端，可以在线一次性交联，也是近年来新兴起的一种交联料。但是由于其使用的是紫外光在线交联方式，因此其生产效率较低，挤出速度太快容易出现不交联现象，太慢容易出现过交联现象，并且紫外灯管需要经常更换，如果没有及时更换，产品也会出现不交联现象，而且何时更换灯管不好确定。一旦经过紫外光交联的电线没有交联好，则不可以重复交联。另外交联料的颜色也会影响交联程度。总而言之紫外光交联料作为一种继辐照交联料后新开发研究的新型材料，受其材质性能和设备影响，采用该材料其配套设备还要进一步进行开发研究，因此其材料应用存在一定局限性。
图2 紫外光交联低烟无卤电缆工艺
硅烷交联
硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料是将硅烷交联技术和无卤阻燃技术有机结合，应用于电缆材料中而形成的一个新的电缆料。它不仅生产效率高， 而且交联方便，可选择温水或蒸汽交联， 同时其交联质量稳定，交联程度基本不受颜色影响。
自交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料，是基于硅烷交联而发展起来的新型交联工艺。它不仅生产效率高，交联方便，而且交联速度快。相比硅烷交联料的温水、蒸汽交联最重要可选择自然交联。同时其交联质量稳定，应用于电缆类产品生产操作灵活性较高。
图3 自交联低烟无卤电缆工艺
二、生产工艺
自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的生产工艺相当复杂，技术难度大，所以在国内至今未能大批量使用。甚至有些厂家还在试验研究阶段，电缆行业中的工程技术人员对此产品的生产和使用情况认识也较浅。而该材料综合其使用性价比较高，是未来交联型低烟无卤阻燃聚烯烃的使用方向。
自交联低烟无卤聚烯烃电缆料生产过程要求严格，生产控制复杂。在生产自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料时，生产过程中要时刻警惕水分的进入。所以在选择生产工艺时，必须谨慎。在生产时，更要严格管理，尽量采用自动化或半自动化工艺，减少因人为原因导致的错误。
自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料分A、B 料，A、B料一个含硅烷接枝料一个含催化剂。制造电缆时将 A、B 料按一定比例混合后挤出即可。目前市场上生产硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的工艺有四种，分别如下：
1、往复机一次成型
优点：欧洲电缆料企业的工艺路线，生产过程简单，制造成本低。
缺点：对原材料及设备要求很高，容易出现预交联，不能满足个性化产品需求。
2、低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料经双螺杆挤出机硅烷接枝
优点：电缆料交联度可控，物理机械性能优异。
缺点：生产过程复杂，容易出现预交联，制造成本高，产品批次间质量不易稳定。
3、硅烷接枝料与其它树脂及阻燃剂组分共混
优点：电缆料交联度可控，可以满足个性化产品需求。
缺点：制备工艺复杂，制造及配方成本高，容易出现预交联。
4、高阻燃母料匹配硅烷接枝料按一定比例使用
优点：阻燃母料与硅烷接枝料单独存放，生产过程稳定可控，成品报废率低。
缺点：阻燃母料与硅烷接枝料密度相差很大，成缆后因分散问题，热延伸不稳定，停机清机过程容易出现预交联。
万马高分子生产工艺路线
硅烷接枝料与其它树脂及阻燃剂组分共混是我司产品的生产工艺路线（图4），生产过程采用连续性生产，减少预交联风险，硅烷接枝料由我司硅烷交联事业部生产制造，保证了接枝料的稳定性。
图4 自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料生产工艺路线图
三、产品及应用
目前国内使用的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料主要用于布电线中。国外的产品还可用于太阳能、汽车线甚至核电站电缆中。自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料提供了比辐照交联料更简便的制造成本，更节能的交联方式，且工序简单容易操作，同时应用在产品的生产成本更低廉，与紫外光交联料对比材料性能更稳定，产品性能更稳定，生产效率及生产方式更便捷，得到了越来越多的电缆制造厂商的好评，使用量正稳步上升。采用自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料生产电线有其突出的优点，尤其适合我国电缆行业形势。目前我司生产的自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料产品的综合性能优异，主要应用在家装布电线（图5）、光伏（图6）和控制电缆绝缘层（图7）。产品介绍如下：
图5 家装布电线
图6 光伏电缆
图7 控制电缆
1.WM-Z105，应用于布电线，标准：GB/T32129-2015 ，GB/T10491-2004。燃烧：成束A、B，物理性能见表1。
表1 105℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
2.WM-Z125，应用于布电线，标准：GB/T32129-2015 ，GB/T10491-2004。燃烧：成束A、B，物理性能见表2。
表2 125℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
3.WM-Z150，应用于耐高温布电线，标准：GB/T32129-2015 ，GB/T10491。燃烧：成束A、B，物理性能见表3。
表3 150℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
4.WM-Z125R，应用于对材料要求较软的布电线，标准：GB/T32129-2015 GB/T10491-2004。燃烧：成束A、B，物理性能见表4。
表4 125℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
5.WM-Z125P，应用于光伏绝缘、护套，标准：EN50618。燃烧：单根垂直燃烧，物理性能见表5。
表5 125℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
6.WM-Z125PA，应用于光伏护套，标准：EN50618。燃烧：单根垂直燃烧，物理性能见表6。
表6 125℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
7.WM-Z125K，用于弱电电缆绝缘，主要解决行业里小规格电缆成束C、D类以及B1级燃烧试验难通过的问题，标准：GB/T32129-2015,GB/T10491-2004,GB/T 9330-2020。物理性能见表7。
表7 125℃自交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能
备注：表中规定的技术指标为交联后所得的数值.
对于自交联低烟无卤聚烯烃电缆料在使用时，首先将 A 料和 B 料混合均匀，在低烟无卤螺杆挤出机中挤出。挤出速度需根据具体设备和产品规格而定。产品挤出后的交联可采用自然交联、水煮交联和蒸汽交联。由于该产品的特殊性能，产品在应用过程中注意事项如下：
（1）挤出设备
低烟无卤专用螺杆，螺杆的压缩比在 1：1.1～1：1.3 之 间。压缩比过大，挤出电缆易出现气孔，电缆表面出现颗粒，产品预交联。此外挤出机的机头也需要专用机头，因为传统机头流道设计不合理，材料很可能会在使用中出现预交联。
（2）挤出温度
挤出温度最高不宜超过 150℃。温度过高产品会有预交联现象，导致电线出现击穿。挤出速度要根据具体设备和产品规格而定，一般可以达到 150m /min 左右。若电缆在挤出过程中表面出现颗粒，大多数情况下是出现产品预交联，此时切不可凭经验论，认为是塑化不良而升高挤出机温度，而应该考虑降低挤出温度或增加滤网。
（3）材料混合
挤出前需要首先将 A料和B料以及色母料（色母料提前烘干，保证色母干燥）混合均匀，产品需要在8h内用完。如果产品在规定时间内不能用完，则可能出现预交联风险，挤出电线会出现击穿。在这种情况下，材料则只能报废，不宜再用。如果 A 料和 B 料混合不均匀，则会影响电缆的交联度。
（4）交联工艺
产品挤出后的交联可采用自然交联，交联时间受环境温度、环境湿度、电缆厚度影响，具体交联时间与自然的温度湿度关系参考表8。如果使用的温度、湿度都较低，不利于材料自然交联，可采用水煮交联或蒸汽交联，采用蒸汽交联或水煮交联时，交联温度应控制在 70 ℃以下，温度过高，可能导致电线黏连。
表8 线缆自然交联
备注：牌号：WM-Z125，导体标称截面积（mm2）：2.5，壁厚（mm）：0.8，温度（℃）：23，湿度（%）：50
自交联低烟无卤产品在性能检测时注意事项如下：
老化性能
测试材料的老化性能，必须要使材料充分交联后测试，否则测试的结果是不准确的。对于自然交联料，为了达到较为准确的测试结果，一定要等材料在自然条件下充分交联或者将材料充分煮水后再进一步测试。
热收缩
材料交联时间和交联度的增加，热收缩会逐渐减小，建议使用者在测试电缆的热收缩时，应使其充分交联，必要时需要煮水达到充分交联，然后再测试热收缩。
自交联低烟无卤其交联时间受多种因素影响，用户在使用时需特别关注，不能盲目地认为自然交联料在任何条件下都可以快速交联。对线缆进行测试时，应使其充分交联，必要时需要煮水后测试，不能认为热延伸小于175% 就已经是充分交联，其他性能也都能全部合格。只有充分了解材料的交联特性，才能切实减少生产工序， 降低生产成本，提高生产效率。
本文来源：万马高分子
