无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的应用现状

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.01.027

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (1): 184-191.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.01.027

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无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的应用现状

张伟(), 陈杰, 李陈莹, 胡丽斌, 谭笑, 曹京荥

国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，南京 211103

收稿日期:2021-03-29 出版日期:2022-01-26 发布日期:2022-01-21
作者简介:张伟（1989-），女，中级工程师，从事线缆设备评价，电缆材料研究等，zhangwei⁃ee@foxmail.com
基金资助:
国网江苏省电力有限公司科技项目(J2020105)

Applications of halogen⁃free flame⁃retardant polyolefin power cable materials

ZHANG Wei(), CHEN Jie, LI Chenying, HU Libin, TAN Xiao, CAO Jingying

Research Institute，State Grid Jiangsu Electric Power Co，Ltd，Nanjing 211103，China

Received:2021-03-29 Online:2022-01-26 Published:2022-01-21

摘要/Abstract

摘要：

介绍了无卤阻燃聚烯烃电缆料的应用现状（包括当前主要使用的几种聚烯烃基体材料）。聚烯烃材料燃烧特性及阻燃机理，无卤电缆料阻燃剂的分类及应用特点，以及当前无卤阻燃电缆料的发展方向。

关键词: 电缆料, 阻燃剂, 聚乙烯, 聚丙烯

Abstract:

This paper introduced the applications of halogen?free polyolefin cable materials， including several main polyolefin matrix materials， combustion characteristics， flame retardant mechanism， classification， applications characteristics， and current development direction.

Key words: cable material, flame retardant, polyethylene, polypropylene

中图分类号:

TQ325.1

张伟, 陈杰, 李陈莹, 胡丽斌, 谭笑, 曹京荥. 无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的应用现状[J]. 中国塑料, 2022, 36(1): 184-191.

ZHANG Wei, CHEN Jie, LI Chenying, HU Libin, TAN Xiao, CAO Jingying. Applications of halogen⁃free flame⁃retardant polyolefin power cable materials[J]. China Plastics, 2022, 36(1): 184-191.

图/表 1

参考文献 59

1	齐东峰. 改性聚烯烃电缆料的国内现状［J］. 合成树脂及塑料，2014，31（1）：81⁃84.
	QI D F. Domestic status of modified polyolefins for cable material［J］. China Synthetic Resin and Plastics，2014，31（1）：81⁃84.
2	预见2019：中国电线电缆产业全景图谱［J］. 电器工业，2019（4）：16⁃22.
3	电线电缆市场发展分析［J］. 电器工业，2020（12）：39⁃47.
4	赵斌，张胜，王菊琳，等. 无卤阻燃聚烯烃电缆料的研究进展［J］. 中国塑料，2011，25（9）：61⁃65.
	ZHAO B， ZHANG S， WANG J L， et al. Research progress in halogen⁃free flame retarded polyolefin cable materials［J］. China Plastics， 2011，25（9）：61⁃65.
5	郭颖，吴敬标. 降低聚氯乙烯电缆料在燃烧时氯化氢释放量的方法探讨［J］. 聚氯乙烯，2002（2）：34⁃35.
	GUO Y， WU J B. Discussion about methods of decreasing evolving amount of hydrogen chloride during combusion of PVC cable［J］. Polyvinyl Chloride， 2002（2）：34⁃35.
6	黄一兰，杨春丽，黄显东. 影响电缆燃烧烟密度曲线因素的探讨［J］. 煤矿安全，2004，35（7）：36⁃38.
	HUANG Y L，YANG C L，HUANG X D.Probing into factors affected cables combustion smoke density curves［J］. Safety in Coal Mines，2004，35（7）：36⁃38.
7	COAKER A W. Fire and flame retardants for PVC［J］. Journal of Vinyl & Additive Technology， 2003， 9（3）： 108⁃115.
8	郭文慧，刘树博，田青亮，等. EVA/LLDPE复合材料的阻燃及力学性能研究［J］. 化工新型材料，2020，48（4）：149⁃153.
	GUO W H， LIU SH B， TIAN Q L， et al. Study on flame retardancy and mechanical property of EVA/LLDPE ［J］. New Chemical Materials， 2020，48（4）：149⁃153.
9	盛文佳. 热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的抗开裂性能研究［J］. 当代化工研究，2021（9）：170⁃172.
	SHEN W J. Study on anti cracking properties of low smoke halogen⁃free flame retardant thermoplastic polyolefin sheath material［J］. Modern Chemical Research， 2021（9）：170⁃172.
10	赵松，魏忠斌. 高填充氢氧化镁无卤阻燃复合材料的制备及性能研究［J］. 化工新型材料，2020，48（5）：152⁃154， 158.
	ZHAO S， WEI Z B， Preparation and property of MH high⁃filled halogen⁃free flame retardant composite［J］. New Chemical Materials， 2020，48（5）：152⁃154， 158.
11	侯欣鹏，矫阳，李铁军，等. Mg（OH）₂/Al（OH）₃阻燃电缆护套料性能的研究［J］. 中国塑料，2012，26（10）：96⁃100.
	HOU X P， JIAO Y， LI T J， et al. Research on properties of cable jacket flame retarded by Mg（OH）₂/Al（OH）₃［J］. China Plastics， 2012，26（10）：96⁃100.
12	刘标，党智敏，张冬丽，等. 绝缘电缆用LDPE/EPDM复合材料力学性能及电性能研究［J］. 绝缘材料，2019，52（9）：36⁃41.
	LIU B， DANG Z M， ZHANG D L， et al. Mechanical and electrical properties of LDPE/EPDM composites for insulated cable［J］. Insulating Materials， 2019，52（9）：36⁃41.
13	柳先友，雷华. 多组分协效低烟无卤阻燃电缆料的研究［J］. 合成树脂及塑料，2007（5）：17⁃20.
	LIU X Y， LEI H. Study on low smoke halogen⁃free flame retardant cable insulant［J］. China Synthetic Resin and Plastics， 2007（5）：17⁃20.
14	BORISOVA B， KRESSLER J. Environmental stress⁃cracking resistance of LDPE/EVA blends［J］. Macromolecular Materials and Engineering， 2003， 273（6）： 509⁃515.
15	TAKIDIS G， BIKIARIS D N， PAPAGEORGIOU G Z， et al. Compatibility of low⁃density polyethylene/poly（ethylene⁃co⁃vinyl acetate） binary blends prepared by melt mixing［J］. Journal of applied polymer science， 2003， 90（3）： 841⁃852.
16	ENTEZAM M， AGHJEH M K R， GHAFFAI M. Electron beam irradiation induced compatibilization of immiscible polyethylene ethylene vinyl acetate （PE EVA） blends mechanical properties and morphology stability［J］. Radiation Physics & Chemistry， 2017，131： 22⁃27.
17	何金良，彭琳，周垚. 环保型高压直流电缆绝缘材料研究进展［J］. 高电压技术，2017（2）：337⁃343.
	HE J L， PENG L， ZHOU Y. Research progress of environment⁃friendly HVDC power cable insulation materials［J］. High Voltage Engineering， 2017（2）：337⁃343.
18	ENESCU D， FRACHE A， LAVASELLI M， et al. Novel phosphorous⁃nitrogen intumescent flame retardant system. Its effects on flame retardancy and thermal properties of polypropylene［J］. Polymer Degradation and Stability， 2013， 98（1）： 297⁃305.
19	张伟，徐曼，陈光辉，等. 等规和嵌段聚丙烯的结构和性能［J］. 高电压技术，2017（11）：3 634⁃3 644.
	ZHANG W， XU M， CHEN G H， et al. Structure and properties of isotactic polypropylene and ethylene⁃propylene copolymer［J］. High Voltage Engineering， 2017（11）：3 634⁃3 644.
20	HOSIER I L， VAUGHAN A S， SWINGLER S G. An investigation of the potential of polypropylene and its blends for use in recyclable high voltage cable insulation systems［J］. Journal of Materials Science， 2011， 46（11）： 4 058⁃4 070.
21	ZHOU Y， HU J， DANG B， et al. Mechanism of highly improved electrical properties in polypropylene by chemical modification of grafting maleic anhydride［J］. Journal of Physics D： Applied Physics， 2016， 49（41）： 4153011.
22	江平开，孙小金，黄宇，等. 纳米氧化镁聚丙烯复合绝缘材料的制备及其性能［J］. 高电压技术，2017（2）：355⁃366.
	JIAN P K， SUN X J， HUANG Y， et al. Preparation of MgO/polypropylene insulation nanocomposites and their properties［J］. High Voltage Engineering， 2017（2）：355⁃366.
23	ALBERTINI M， BAGEGGI A， CAIMI L， et al. Development and qualification of 150 kV cable produced with highly innovative P⁃Laser technology［C］// Cigre， PARIS， 2014： B1⁃B304.
24	姜军．PP/PE的共混改性及其阻燃性能的研究［D］．阜新：辽宁工程技术大学，2008．
25	张建耀. 硅烷交联EVA/PP/MH复合材料的制备和性能［J］. 中国塑料，2018，32（5）：41⁃47.
	ZHANG J Y. Preparation and properties of silane⁃cross linked EVA/PP/magnesium hydoxide compounds［J］. China Plastics， 2018，32（05）：41⁃47.
26	孙果，俞纪贤，姜之涛，等. 有机蒙脱土对聚丙烯复合材料阻燃性能和抗冲击性能的影响［J］. 塑料工业，2021，49（2）：74⁃78.
	SUN G， YU J X， JIAN Z T， et al. Effect of organic montmorillonites on the flame⁃retardant property and impact resistance of polypropylene composites［J］. China Plastics Industry， 2021，49（2）：74⁃78.
27	WANG Y. Research on the capability and application of flame retardant cable［J］. Advanced Materials Research， 2011，217/218： 631⁃635.
28	ZHANG J， WANG Y， XU L. Study on melting behavior of polymers during burning［J］. Fire Science and Technology， 2006， 25： 21⁃25.
29	YANG S， ZHANG Q， HU Y. Synthesis of a novel flame retardant containing phosphorus， nitrogen and boron and its application in flame⁃retardant epoxy resin［J］. Polymer Degradation and Stability， 2016， 133： 358⁃366.
30	NABIPOUR H， WANG X， SONG L， et al. Metal⁃organic frameworks for flame retardant polymers application： a critical review［J］. Composites Part A： Applied Science and Manufacturing， 2020， 139： 106113.
31	滕广远，陈俊宏. 阻燃剂的现状及发展趋势［J］. 化工时刊，2018，32（4）：28⁃32.
	TENG G Y， CHEN J H. Present situation and development trend of flame retardants［J］. Chemical Industry Times. 2018，32（4）：28⁃32.
32	胡伟丰，闫启东，李从撑，等. 氮磷系阻燃剂的应用研究进展［J］. 化工时刊，2019，33（7）：31⁃37.
	HU W F， YAN Q D， LI C C， et al. Progress of research on application of nitrogen and phosphorus flame retardants［J］. Chemical Industry Times， 2019，33（7）：31⁃37.
33	袁益中. 含有机硅的三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）新型无卤阻燃剂的合成及在聚丙烯中的应用研究［J］. 浙江化工，2013，44（9）：27⁃29.
	YUAN Y Z. Synthesis of a new halogen⁃free flame retardant combining melamine cyanurate （MCA） with silicon and its application in polypropylene［J］. ZheJiang Chemical Industry， 2013，44（9）：27⁃29.
34	LU S， HAMERTON I. Recent developments in the chemistry of halogen⁃free flame retardant polymers［J］. Progress in Polymer Science， 2002， 27（8）： 1 661⁃1 712.
35	LEVCHIK S V， WEIL E D. A review of recent progress in phosphorus-based flame retardants［Z］. Thousand Oaks， CA： Sage Publications， 2006， 24：345⁃364.
36	关健，虞鑫海. 无卤阻燃电缆料的研究现状［J］. 绝缘材料，2014，47（3）：1⁃3.
	GUAN J， YU X H. Research status of halogen⁃free flame retardant cable material［J］. Insulating Materials， 2014，47（3）：1⁃3.
37	WU C， LIU Y， CHIU S. Epoxy resins possessing fame retardant elements from silicon incorporated epoxy compounds cured with phosphorus or nitrogen containing curing agents［J］. Polymer， 2002， 43（15）： 4 277⁃4 284.
38	张月琴. 硼系阻燃剂的发展及现状［J］. 塑料科技，2007，35（9）：110⁃113.
	ZHANG Y Q， Development and current situation of boron⁃containing flame retardants［J］. Plastics Science and Technology， 2007，35（9）：110⁃113.
39	SHEN K K， KOCHESFAHANI S， JOUFFRET F. Zinc borates as multifunctional polymer additives［J］. Polymers for Advanced Technologies， 2008， 19（6）： 469⁃474.
40	董延茂，张祥，赵丹，等. 硼⁃磷⁃氮协效膨胀型阻燃剂的合成与性能研究［J］. 塑料科技，2010，38（1）：87⁃92.
	DONG Y M， ZHANG X， ZHAO D. Study on synthesis and performance of intumescent flame retardant with B⁃P⁃N synergistic effect［J］. Polymers for Advanced Technologies， 2010，38（1）：87⁃92.
41	王红霞，何文娣，曹东东. 新型硅⁃氮协同阻燃剂的合成与应用研究［J］. 化工新型材料，2020，11（48）：272⁃275.
	WANG H X， HE W T， CAO D D. Synthesis and application of the novel Si⁃N Synergistic flame retardant［J］. New Chemical Materials， 2020，11（48）：272⁃275.
42	张乃恩，靳晴，郭晓荣，等. 一种含硅、氮成炭剂的合成及其阻燃聚丙烯的研究［J］. 化工新型材料，2020，48（5）：206⁃209.
	ZHANG N E， JIN Q， GUO X R， et al. Synthesis of a char⁃forming agent containing silicon and nitrogen and its application to polypropylene［J］. New Chemical Materials， 2020，48（5）：206⁃209.
43	宋远超，陈国文，姚慧玲，等. 硅系阻燃剂作用机理及应用进展［J］. 有机硅材料，2018，32（6）：496⁃500.
	SONG Y C， CHEN G W， YAO H L， et al. Progress in mechanism and application of silicon containing flame retardants［J］. Silicone Material，2018，32（6）：496⁃500.
44	VAARI J， PAAJANEN A. Evaluation of the reactive molecular dynamics method for Research on flame retardants： ATH⁃filled polyethylene［J］. Computational Materials Science， 2018， 153： 103⁃112.
45	党力，吕智慧. 无机阻燃剂的研究进展［J］. 中国塑料，2018，32（9）：1⁃8.
	DANG L， LV Z H. Research progress on inorganic flame retardants［J］. China Plastics， 2018，32（9）：1⁃8.
46	XU B， SHAO L， WANG J， et al. Enhancement of the intumescent flame retardant efficiency in polypropylene by synergistic charring effect of a hypophosphite/cyclotetrasiloxane bi⁃group compound［J］. Polymer Degradation and Stability， 2020， 181： 109281.
47	CUI M J， LI J， QIN D B， et al. Intumescent flame retardant behavior of triazine group and ammonium polyphosphate in waterborne polyurethane［J］. Polymer Degradation and Stability， 2021， 183： 109439.
48	检疫总局中华人民共和国国家，中国国家标准化管理委员会．电线电缆用无卤低烟阻燃电缆料：［S］．北京：中国标准出版社，2015．
49	周城，刘鹏，张海松，等. 阻燃改性氢氧化镁/低密度聚乙烯的性能研究［J］. 绝缘材料，2021，54（3）：29⁃35.
	ZHOU C， LIU P， ZHANG H S， et al. Properties of flame retardant modified magnesium hydroxide/low density polyethylene［J］. Insulating Materials， 2021，54（3）：29⁃35.
50	李计彪，付晓，王中武，等. 高性能低烟无卤聚烯烃电缆护套料的开发［J］. 高分子材料科学与工程，2019，35（7）：114⁃120.
	LI J B， FU X， WANG Z W， et al. Development of high performance low smoke halogen⁃free polyolefin cable sheath［J］. Polymeric Materials Science and Engineering，2019，35（7）：114⁃120.
51	游翰荆，张建耀. 无卤阻燃剂对阻燃聚烯烃材料耐热氧老化性能的影响［J］. 中国塑料，2018，32（3）：104⁃109.
	YOU H J， ZHANG J R. Influence of halogen⁃free flame retardants on thermal⁃oxidative aging performance of flame retardant polyolefin composites［J］. China Plastics， 2018，32（3）：104⁃109.
52	陈晓松，熊煦，李珊珊，等. ATH/EVMT/ATO复合阻燃剂对HDPE阻燃性能的影响［J］. 塑料，2021，50（2）：34⁃38.
	CHEN S L， XIONG X， LI S S， et al. Effect of ATH /EVMT /ATO composite flame retardant on flame retardant properties of HDPE［J］. Plastics， 2021，50（2）：34⁃38.
53	金楷皓，王新古，赵健军，等. 阻燃剂对低烟无卤聚烯烃电缆料性能的影响［J］. 绝缘材料，2020，53（3）：1⁃6.
	JIN K H， WANG X K， ZHAO J J， et al. Effect of flame retardant on properties of low⁃smoke halogen⁃free polyolefin cable materials［J］. Insulating Materials， 2020，53（3）：1⁃6.
54	李胜，王晶，王文博，等. 膨胀阻燃线型低密度聚乙烯阻燃性能的研究［J］. 塑料科技，2017，45（6）：31⁃35.
	LI S， WANG J， WANG W B， et al. Study on flame retardancy of intumescent flame retarded linear low density polyethylene［J］. Plastics Science and Technology， 2017，45（6）：31⁃35.
55	杨世金. 聚乙烯基复合材料的制备及阻燃耐水性能研究［J］. 塑料科技，2021，49（6）：37⁃41.
	YANG S J. Preparation of polyethylene matrix composites and study on flame retardant and water resistance［J］. Plastics Science and Technology， 2021，49（6）：37⁃41.
56	孔繁蓓，董翔，韩超，等. 一种膨胀阻燃成炭剂的合成及对聚丙烯阻燃性能的影响［J］. 高分子材料科学与工程，2020，36（7）：80⁃86.
	KONG F P， DONG X， HANG C， et al. Synthesis of an intumescent flame retardant char⁃forming agent and its effect on the flame retardant properties of polypropylene［J］. Polymeric Materials Science and Engineering，2020，36（7）：80⁃86.
57	韩海军，梁淑君. 微胶囊化聚磷酸铵阻燃改性高密度聚乙烯［J］. 塑料，2020，49（5）：24⁃27.
	HAN H J， LIANG S J. Flame retardant high density polyethylene with microencapsulated ammonium polyphosphate［J］. Plastics， 2020，49（5）：24⁃27.
58	刘莹，梁兵. 新型含磷、氮阻燃剂的合成及其阻燃聚乙烯的性能研究［J］. 塑料工业，2017，45（2）：33⁃36.
	LIU Y， LIANG B. Synthesis and flame retardant properties of A novel flame retardant in polyethylene［J］. China Plastics Industry，2017，45（2）：33⁃36.
59	ZHU C J， HE M S， LIU Y， et al. Synthesis and application of a mono⁃component intumescent flame retardant for polypropylene［J］. Polymer Degradation and Stability， 2018， 151（5）： 144⁃151.

[1]	吴唯, 胡焕波, 沈辉, 赵天瑜. 4A沸石与钙镁铝水滑石对膨胀阻燃聚丙烯的双重协效阻燃作用与机理[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 1-7.
[2]	于昌永, 辛忠. 基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 121-128.
[3]	李果, 朱惠豪, 马玉录, 王玉, 吉华建, 谢林生. 导热型微孔透气薄膜的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 14-20.
[4]	刘义, 孙伟, 曲国兴, 王叶, 袁宁, 杨少林, 许霞, 常小毅, 张宇飞. 薄壁注塑透明聚丙烯专用料的结构与性能分析[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 37-43.
[5]	周舒毅, 朱敏, 刘忆颖, 曹舒惠, 蔡启轩, 聂慧, 张玉霞, 周洪福. 高分子止血材料研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 74-84.
[6]	吴雄杰, 朱东波, 孙江波, 高龙美, 储雨, 程劲松, 谢爱迪. 聚乙烯/纳米硫酸钙粉体复合软包装应用性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 10-15.
[7]	雷育杰, 陈明焕, 王洁瑶, 陈旺治, 李磊. 回收聚乙烯的交联发泡及其产品性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 124-129.
[8]	刘伟, 吴显, 陈小澄, 成晓琼, 张纯. 羧基化填料对聚乙烯醇/纳米纤维素水凝胶力学、导电和传感性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 16-23.
[9]	张文才, 郝晓刚, 李萍, 林浩, 裴强, 丰功吉, 付兆华, 于小芳. 聚乙烯接枝马来酸酐含量对废旧聚乙烯改性沥青性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 24-31.
[10]	孙伟, 刘义, 廖云龙, 陈俊佳. 聚丙烯粉料乙烯含量测定影响因素研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 54-59.
[11]	祝景云, 衣惠君, 鄢薇, 李大伟. 合成膜专用聚乙烯树脂原料的研发[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 77-80.
[12]	夏云霞, 李磊, 罗章生, 朱倩沁, 何力军. 基于闪蒸法制备再生聚乙烯无纺布及其性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 14-18.
[13]	王轲, 龙春光. PE⁃UHMW/海泡石纤维复合材料的力学性能与摩擦学性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 19-23.
[14]	李福杰, 齐斌, 徐华亭, 王立梅. 交联壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液复合膜的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 53-61.
[15]	李梦琪, 陈雅君. 纳米材料阻燃聚乳酸的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(4): 102-114.

无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的应用现状

Applications of halogen⁃free flame⁃retardant polyolefin power cable materials

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