线缆应用CPE，守正好镁来助力------河北守正纳米科技“技术论坛”之氯化聚乙烯橡胶（CPE）性能特点、应用配方及发展前景综述

由于氯化聚乙烯橡胶（CPE）的一系列优点：耐热耐油、耐臭氧和大气老化等，在国外已广泛应用于电线电缆，特别是护套材料。国内，早在九十年代初，当潍坊化工厂引进第二大CPE生产线投产后，上海电缆研究所作为全国线缆行业技术开发中心，曾召开过二次CPE应用技术交流会，当时提出，由于CPE与CR性能类似，因而建议在线缆行业内作CR的替代材料使用。但是几年来，却遇到了市场、技术、设备、标准等方面的问题，使CPE材料在电线电缆中的推广应用受到了限制。另外，国产CPE产品质量不稳定，生产规模小，货源不足等因素也制约了其在电线电缆行业的应用。

近年来，通过生产各方及相关行业的共同努力下，国内已能生产出性能稳定的CPE产品，生产规模也上了一个台阶。目前，由于惯用的氯丁橡胶货源紧缺，价格不断上扬，使产品成本增加。另外国外已有标准明确规定在某些特定的场合，不准使用氯丁橡胶线缆产品。所以CPE替代CR是迟早的问题。现在国内已有多家电线电缆厂家在着手研究开发应用氯化聚乙烯，并有厂家成功应用。下面，笔者就氯化聚乙烯的特点，氯化聚乙烯电线电缆的应用配方，氯化聚乙烯电线电缆的发展前景及我公司研发生产的CPE专用纳米级氧化镁作简要介绍。

一、CPE的性能特点。

氯化聚乙烯（简称CPE或CM），是由聚乙烯氯化改性而制得的高分子合成材料。由于其分子结构是线性饱和和无规则结构，所以具有优良的柔韧性，抗热老化性，耐气候和耐臭氧性。又由于分子结构中含有相当比例的氯元素，所以又使它具有良好的耐油，耐化学药品和阻燃性。氯化聚乙烯由于生产方法差异及原料聚乙烯品种的不同，其性能有较大的差。原料聚乙烯的品种含氯量、氯的分布状态及结晶性是影响其性能的主要因素。原料聚乙烯的品种及其性能支配着生成的氯化聚乙烯的加工性能及物理机械性能。氯化程度对氯化聚乙烯的影响很大，氯含量低于15%时是塑料；氯含量为16～24%是热塑性弹性体；氯含量为25～48%之间为橡胶状弹性体；氯含量为49～58%时为类似皮革的半弹性硬聚合物；氯含量高至73%时则成为脆性树脂。氯的分布状态及结晶性的不同，导致橡胶物性、加工性能等不同。

二、CPE的应用配方。

正常选用硫化体系，对于制得具有良好性能的氯化聚乙烯橡胶制品非常关键。由于氯化聚乙烯大分子结构中没有双键，而与仲碳原子键合的氯原子又不具有高度的反应活性，所以不能用传统的硫磺/促进剂硫化体系来进行硫化。CPE胶的硫化体系以选用有机过氧化物为主，同时配以丙烯酸酯类作交联助剂。这类硫化体系的优点是硫化胶的强度、回弹、耐热性及硫化特性都较好。其缺点是不能无压硫化，过氧化物有异味，硫化胶的抗撕强度低，CPE胶也可选用硫脲硫化体系硫化，而助交联剂则多采秋兰姆类。用硫脲硫化的优点是成品的抗撕强度高，比较适合做有抗撕要求的某些型号的矿用电缆，而硫磺化胶的耐热性、硫化特性则比较差。“二噻二唑”硫化体系也是CPE胶的有效硫化体系，它具有上述两个硫化体系的优点，克服了它们的缺点，而且硫化温度比过氧化物低。但由于价格昂贵，因而还未大量应用，目前仍以过氧化物硫化为主。

三、CPE的工艺特点。

（一）混炼

1、氯化聚乙烯的主链不含双键，机械塑料时主链不易切断，对其门尼粘度几乎没有影响，因此无需塑炼。2、CPE胶既适宜开炼机混炼，又适宜密炼机混炼。用开炼机混炼之前，由于CPE为粉状，需先将CPE在70℃至90℃开炼机上薄通塑炼成半透明状，再进行混炼。CPE胶用密炼机混炼时，混炼胶的温度应控制在130℃～150℃范围为宜。如果将过氧化物直接加到密炼机中进行混炼，则密炼机温度要控制在过氧化物“起硫”温度以下。另外，CPE胶用密炼机混炼时，应有足够的装胶容量，一般应在95%以上。

（二）挤出

CPE抗焦烧性良好，可以挤出表面光滑的线缆产品。挤出机螺杆长径比小于12时，挤出有相当的难度。采用热喂料挤出，可改善线缆表面质量。当长径比大于12时，冷挤、热剂均能挤出表面光滑的线缆。在挤出温度方面由于CPE流动性不如CR好，塑化不易，因此在挤出时，机身温度控制在75℃～85℃；机头温度控制在85℃～95℃为宜。

（三）硫化

CPE适用于管道连续硫化。为了保证生产效率，提高硫化温度是必要的，一般在1.2～2.0MPa蒸汽压力下可连续硫化。温度过低，硫化体系用量不足或者水冷却段太短或无水冷却段，则易产生气泡。另外，CPE属于热敏性材料，在挤出和硫化阶段都应控制温度，温度过高，则易产生气孔。

四、CPE在线缆中应用的优点及应用前景

（一）提高线缆产品的技术水平

如前所述，CPE具有较全面的技术性能，如优良的阻燃性和耐油性，较好的物理机械性能，良好的耐热老化、耐臭氧、耐气候性能和良好的工艺混炼性能。它几乎不发生焦烧和长时间不变质的存贮性能，是良好的线缆材料。以往主要使用天然-丁苯胶作绝缘或护套，其最高长期工作温度只允许60℃或65℃。在使用氯丁胶时还经常出现焦烧、粘辊等这样或那样的质量问题，这些都较大的影响了橡缆技术水平的提高。

CPE的长期工作温度是90℃，只要配方得当，其最高工作温度可达105℃。应用CPE可把橡缆的生产水平从65℃提高到国外发达国家的75～90℃甚至105℃的水平。CPE胶自身洁白如雪，因此无论用它作绝缘或护套，都可根据用户需要，做成色彩鲜丽的产品。而常规的天然胶、丁苯胶、氯丁胶、丁腈胶等由于自身泛黄，难以做出纯白或色彩美丽的产品。另外，通用的氯丁胶和氯磺化聚乙烯胶，在生产过程中存在单体和溶剂剧毒，挥发等难以解决的问题。在贮运和线缆生产中，又常发生焦烧和粘辊的问题。而对于CPE来说，这些令人头痛的问题几乎不存在。还有一点值得注意的就是氯化经营性用作低压绝缘时，不会污染铜芯，这无疑又提高了线缆技术水平的档次。

（二）工艺适应广、成本低、效益化

CPE混合胶用挤橡机挤出后，既能用高温进行热交联，也可在常

温下用电子辐照的方法进行交联，而常规的氯丁胶是不能用电子辐照的方法进行交联的，常规的天然-丁苯胶更不宜采用辐照交联。

CPE混合胶的成本计算与相近的CR混合胶进行比较，两种生胶的差价约3.5～4.5千元/吨，而以相同含胶量的混合胶比，则CPE比CR低1.2～1.5千元/吨。如将CR胶因易焦烧而产生较高比例的废品考虑进去，则CPE胶的成本比CR胶低得更多。CSM胶的成本比CR还要高。

（三）对线缆产品结构的调整有好处

就低压电线电缆而言，按用途分主要有建筑用线和电气装备线两类。在建筑用线中，早在六十年代前是天然胶绝缘编织涂沥青线。七十年代后至今，已被PVC塑料线完全取代。在电气装备线中的情况与建筑用线相类似，早先是天然胶的天下，七十年代后大部被PVC线缆取代。这种局面对线缆行业和用户选择都是既不科学又不合理的。现今，各种电气装备用线，尤其是蓬勃发展的家用电器所需的连接线缆，应改变目前被PVC塑料一统天下的局面，用橡胶线缆取代。因为橡胶线缆所特有的柔软，手感好，不怕火烫，不含熔化等优点是塑料电缆无法比拟的。由于CPE具有许多合成橡胶所没有的优点，因此，可将CPE大量用于制造家用电气软线及其它电气装备用软线缆。

综上所述，CPE在线缆行业中的应用，即用CPE代替CR，在线缆行业是大势所趋的事。这不仅可以缓解CR的供需矛盾，大幅度降低线缆产品的成本，提高线缆行业的经济效益，而且对提高线缆产品的档次和实现线缆品种的多样化也具有深远的意义。

河北守正纳米科技，于2000年研发生产的CPE专用纳米级氧化镁，含量高、白度好、细度优、比容大、杂质少、铁离子低、性能优良，一经面世，供不应求。根据客户生产应用试制情况及成品电缆性能试验结果看，CPE胶生产工艺良好，产品表面光滑，生产效率高。产品物理机械性能优异，各项指标均达到了标准要求。就配方试验情况看，用CPE胶代替65℃、85℃、90℃级护套和各种电缆的彩色护套以及低压电线的绝缘材料是完全可以实现的。用CPE胶作机车电缆、潜油泵电缆、船缆及电机引接线等线缆产品的材料，也具有其独特的优点。

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