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    汽车用无铅低压电线的开发

    发布时间: 2016-09-08  点击次数: 444次

    汽车用无铅低压电线的开发低压电线产品的开发。用这项技术开发的汽车低压电线,同原来以铅化合物为稳定剂的聚氯乙烯材料相比,在绝缘性能和加工方面具有同等水平,从1997年开始,进入汽车的批量生产。:聚氯乙烯;电线;研究41:A刖目用于汽车电力和信号传输的电线绝缘体主要使用聚氯乙烯它易于加工、成本低应用广范,但是由于它的热分解温度和成型温度十分接近,所以,为防止成型时的热分解,要掺混适当的稳定剂以往的稳定剂多半是含铅稳定剂,zui近人们开发了无铅稳定剂以替代含铅的稳定剂,进而开发了机械强度和耐热性与原来同等的无铅电线,以满足汽车使用要求聚氯乙烯材料在混炼和挤出成型加工时,因为成型加工温度和热分解温度在同一范围,为避免在较高加工温度下引起盐酸脱出、变色发泡等影响成型的工艺性和表面性能,在聚氯乙烯材料中添加稳定剂是必须的。
    稳定剂有金属稳定剂和非金属稳定剂两类。非金属稳定剂在单独使用的时候,其稳定效果略差,但和金属稳定剂一起使用会有协同的效果,所以很多场合都采用两种复合的稳定剂i的化合物,其中Pb系稳定剂稳定效果,且价格便宜,所以在很多种绝缘电线生产中使甩本文重点介绍Ca/ZMg/Zn复合稳定剂及其在PVC电线中的应用。
    1Ca/Zn系复合稳定剂目前电线电缆用的无铅聚氯乙烯稳定剂研究的重点是Ca/Zn系复合稳定剂1.1常规性能对比绝缘料的基本配比在表1所列的是电线绝缘料基本配比,将它们制成1mm厚的薄片,与含Pb系稳定剂的材料作比较。
    表1绝缘料的基本配比材料名称配比(重量)聚氯乙烯(聚合度1300)增塑剂(酞酸酯系等)填充剂(碳酸钙)Ca/Zn稳定剂/Zn系复合稳定剂的热稳定的效果要从加热变色、绝缘性能、热老化性能等方面进行综合评价6.7,在190C环境中把试样加热90min,看其变色程度,分5个等级进行评价,选其中变色zui小的再测定该试样加热到20C以后,变为黑色的时间,然后按ISK6723. 6.8测定体积电阻率并在10C下加热240h,测定其延伸率残值表2是试验结果比较,由表可见Ca/Zn系稳定剂比Pb系稳定剂特性好,而变色程度zui小的是Ca/Zn系2号。
    表2稳定剂试验比较结果项目Pb系热稳定性变黑时间加热变色程度体积电阻率热老化后延伸率残值1.2加工性能及热稳足性对比Pb系稳定剂具有润滑性突出,成型表面状态良好的特点,现由Ca/Zn复合稳定剂替代,按表1的基本配比,添加abc3种润滑剂,组合成5种材料进行比较,配比如表3所示表3无铅聚氯乙烯混料系基本配料(重量)润滑剂a(重量)润滑剂b(重量)润滑剂c(重量)0分析这些粉状物质,确认是润滑剂b表4是把易迁移析出的润滑剂b减量,把润滑剂c量,用02mm塑模挤成单根细线并对表面状态进行分析评价。
    试验表明在Pb系混料中,添加了润滑剂a,得到了平滑的表面,而Ca/Zn系E混料加入润滑剂b也可以得到与Pb系混料同样好的表面要评价高速挤出特性,用E混料在0 70mm挤出机温度为160~17炎的范围内,以600爪的牵引速度挤出,结果与Pb系混料相比同样能形成良好的电线绝缘表面迁移现象是指混料中的一部分混合物迁移至表面的现象,可引起表面颜色发生变化Pb系混料和Ca/Zn系E混料制作成1mm厚的薄板,在100C温度下加热120h,然后浸在水中48h后自然干燥,评价薄板的表面状态将表4中Pb系混料和Ca/Zn系F混料制成薄片试样,按ISK6723. 6.7规定的热稳定试验方法,在180~220C各个温度区域做试验,如所示,可见Ca/Zn系的F混料与Pb系混料具有同等的热稳定时间1混-料表面附着白:色粉状物1说明有ei移现象Wishing 2Mg/Zn系复合稳定剂Mg/Zn系稳定剂的耐热性较好,取代Pb系稳定剂应用于耐热聚氯乙烯电线。
    按表5的混料配比制成1mm厚的薄片,按ISK6723. 7在20C下进行热稳定性试验,按ISK6723. 6.8测试体积电阻率,比较结果见表6在180°C分别加热24487296h后测试延伸率,比较结果见可见Mg/Zn系稳定剂优于Ca/Zn系稳定剂,但略逊于Pb系稳定剂表5耐热聚氯乙烯混料的基本配比材料名称配比(重量)Pb系系聚氯乙烯树脂(聚合度2000)增塑剂(均苯四甲酸酯)稳定剂表6耐热混料对比试验结果项目Pb系系热稳定性体积电阻率加热(180C)以后的延伸率3电线性能的对比bookmark3 1薄壁低压电线将3种不同配比的混料分别采用Pb系和Mg/Zn系稳定剂加工成电线进行评价,结果见表7表明无铅薄壁电线可以满足各项性能要求3.2耐热电线按表5的混料制成的耐热薄壁低压电线性能对比见表8可见各项性能满足耐热低压电线的要求表7汽车用薄壁低压电线试验结果电线名称导体外径(mm)结构标准绝缘厚度(mm)标准成品外径(mm)试验项目标准值实测值铅系系铅系耐电压(火花检测)合格合格耐电压(水中)合格绝缘电阻体积电阻106.m以上绝缘层拉伸强度绝缘层延伸率125%以上耐油性在50°〔:油中浸20h,弯曲后1000V耐压1min合格耐热性弯曲后1000V耐压1min合格低温性在-40°〔:下冷却3h,卷曲合格难燃性燃烧15s以内,火焰自然熄灭热收缩性在150°〔:下,加热15min收缩率在4%以下耐摩耗性(纸摩耗法)zui小摩耗阻值410mm以上耐摩耗性(刮片往复法)zui小摩耗阻值300次以上表8汽车用耐热薄壁低压电线的试验结果导体外径(mm)结构标准绝缘厚度(mm)标准成品外径(mm)试验项目合格标准值铅系系耐电压(火花检测)合格各格耐电压(水中)合格电阻率拉伸强度延伸率125%以上耐油性在50°〔:油中浸20h,弯曲后1000V耐压1min合格耐热性在120t:下加热168h,弯曲后1000V耐压1min合格耐低温性在-45〔:下冷却3h,正反卷烧3次,1000V耐压1min合格难燃性燃烧15s以内,火焰自然熄灭热收缩性在150C下,加热15min收缩率在4以下耐摩耗性(刮片往复法)zui小摩耗300次以上表9汽车用交联耐热低压电线的试验结果电线名称结构导体外径(mm)标准绝缘厚度(mm)标准成品外径(mm)试验项目标准值铅系系耐电压(火花检测)合格耐电压(水中)合格体积电阻率体积拉伸强度体积延伸率125%以上耐油性在50°〔:油中浸20匕弯曲后1000V耐合格耐热性在120t:下加热168h,弯曲后1000V耐压1min合格耐热性把卷绕在自身直径上的试样在200t:下加热30min不发生开裂和熔融u合格耐低温性在-45C下冷却3h,正反卷绕3次,1000V耐压1min合格难燃性燃烧15s以内,火焰自然熄灭热收缩性在150C下,加热15min收缩率在4%以下耐摩耗性(纸摩耗法)zui小摩耗635mm以上耐摩耗性(刮片往复法)zui小摩耗1500次以上交联度40%以上3.3耐热交联电线以Ca/Zn系稳定剂的聚氯乙烯混料为基础,加工成交联的耐热低压电线,与Pb系稳定的PVC电线性能对比见表9,可见2种线的性能很接近4结语以聚氯乙烯无铅稳定技术为基础进行开发,获得与铅系电线性能相同的各种汽车用环保型低压电线今后,相信会在更高的地球环境意识影响下,设计生产出与环境保护一致的、再利用特性好的汽车电线,为社会做出贡献。

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