如何选用电缆的绝缘材料和护套材料，可咨询上海上力缆-上海上力电线电缆有限公司

很多电焊机电缆采购的朋友，对所要选用的电缆不知该如何选用最适合的订制材料，上海上力特种电缆有限公司，对于电缆绝缘材料和护套材料的选用，摘编了一些最常用橡塑材料的基本特征，给电缆采购朋友供以参考。

常用橡塑材料分为四类：即热塑性软塑料，如聚氯乙烯；热固性软塑料，如交联聚烯烃；热固性弹性体，如天然橡皮；热塑性弹性体，如聚氨酯。

1. 聚氯乙烯软塑料是工艺最简便的绝缘和护套材料，机械和电气性能良好，有较好的耐酸、耐碱、耐化学品和耐潮性，不延燃，成本较低。一般情况其工作温度为70℃和90℃，也有定为105℃。20世纪60年代，聚氯乙烯电缆料只有三个品种，现在已发展到30多个品种，需求量经久不衰。是建筑布线绝缘和电力电缆护套的首选材料。

辐照交联聚氯乙烯是热固性材料，工作温度可达90℃和105℃。性能指标件表1。该材料常用于仪器仪表、台式计算机、笔记本电脑及部分灯具的内部接线。

表 1 辐照交联聚氯乙烯性能指标

序号	试验项目	单位	混合物代号
序号	试验项目	单位	XLPVC/XP-90，SX-90	XLPVC/XP105，SX105
1	原始机械性能抗张强度：最小中间值断裂伸长率：最小中间值	MPa %	12.5 150	12.5 150
2	空气烘箱老化后的机械性能老化条件：温度时间抗张强度：最小中间值最大变化率断裂伸长率：最小中间值最大变化率	℃ h MPa % % %	135±2 10×24 12.5 ±20 150 ±20	135±2 10×24 12.5 ±20 150 ±20
3	失重试验老化条件：温度时间失重：最大值	℃ h g/m²	115±2 10×24 20	130±2 10×24 20
4	热冲击试验试验条件：温度时间试验结果	℃ h	150±2 1 不开裂	150±2 1 不开裂
5	高温压力试验试验条件：温度试验结果：压痕深度最大中间值	℃ %	90±2 50	105±2 50
6	热稳定性试验试验条件：温度试验结果：最小平均热稳定时间	℃ min	200±2 60	200±2 60
7	热延伸试验试验条件：温度负荷时间机械压力试验结果：载荷下最大伸长率冷却后最大永久变形	℃ min MPa % %	200±3 15 0.20 100 25	200±3 15 0.20 100 25
8	低温卷绕、拉伸、冲击试验		与热塑性聚氯乙烯相同，此处略

2. 丁腈-聚氯乙烯复合物是用丁腈橡胶(或丁腈橡胶粉)作为固体增塑剂，低温柔软性能良好，与热塑弹性体有些相似，但一般不考核经过定长拉伸后的剩余变型率。其价格大大低于其他优良的热塑弹性体、是小型电器移动连接线常用的绝缘材料。

3. 聚乙烯分高密度、中密度、低密度、线性低密度等品种，电气性能优越，耐潮、耐寒，机械性能适中。是通信电缆、计算机电缆等常用绝缘。

4. 交联聚乙烯和无卤低烟交联聚烯烃，是电力电缆、控制电缆和仪表电缆等产品大量应用的绝缘材料。工艺方面有辐照交联、硅烷交联、化学交联(干法和湿法)和紫外线交联等方法。这些交联方法的设备、工艺差异很大，各有适用产品的范围。装备线缆绝缘厚度较薄，辐照和硅烷交联用得较多。

无卤低烟交联聚烯烃是属于阻燃类环保电缆料， 90℃等级的绝缘电线，目前暂规定在高档住宅和公共场所等建筑物中采用。105℃、125℃、150℃的绝缘电线在其他特殊条件的设备等方面应用。性能见表2。

表 2 105℃～150℃辐照交联阻燃聚烯烃性能指标

序号	试验项目	单位	混合物代号 SXE
序号	试验项目	单位	/105Z	/105W	/125Z	125W	/150Z	/150W
1	原始机械性能抗张强度：最小中间值断裂伸长率：最小中间值	MPa %	12.5 250	9.0 120	12.5 250	9.0 120	12.5 250	9.0 120
2	空气烘箱老化后机械性能老化条件：温度时间抗张强度：最大变化率断裂伸长率：最大变化率	℃ h % %	135±2 7×24 ±25 ±25	135±2 7×24 ±30 ±30	158±2 7×24 ±25 ±25	158±2 7×24 ±30 ±30	180±2 7×24 ±25 ±25	180±2 7×24 ±30 ±30
3	热延伸试验试验条件：温度载荷时间机械压力试验结果：负荷下最大伸率冷却后最大永久变形	℃ min MPa % %	200±3 15 0.20 175 15	200±3 15 0.20 175 25	200±3 15 0.20 175 15	200±3 15 0.20 175 25	200±3 15 0.20 175 15	200±3 15 0.20 175 25
4	热收缩试验试验条件：温度时间试验结果	℃ h %	135±3 1 4	135±3 1 4	158±3 1 4	158±3 1 4	180±3 1 4	180±3 1 4
5	低温卷绕试验试验条件：温度试验结果	℃	－25±2 不开裂	－20±2 不开裂	－25±2 不开裂	－20±2 不开裂	－25±2 不开裂	－20±2 不开裂
6	低温拉伸试验试验条件：温度试验结果：最小伸长率	℃ %	－25±2 20	－20±2 20	－25±2 20	－20±2 20	－25±2 20	－20±2 20
7	燃烧气体的腐蚀性试验 pH值最小电导率最大	μS/mm	- -	4.3 10	- -	4.3 10	- -	4.3 10

超净交联聚乙烯用于110 kV及以上高压电缆绝缘，其杂质含量指标规定较严，电缆成品的指标见表3，对于材料当然应不表3的定。

表3 110 kV及以上高压电缆成品绝缘杂质含量指标

序号	缺陷性质及其尺寸 S	折算到每10 c m ³体积的允许缺陷个数
序号	缺陷性质及其尺寸 S	110 kV	220 kV
1	绝缘中微孔： S＞0.05 mm 0.05≥S＞0.025 mm	0 ≤30	0 ≤18
2	绝缘中不透明杂质： S＞0.125 mm 0.125≥S＞0.05 mm	0 ≤10	0 ≤6
3	绝缘中半透明深棕色杂质： S＞0.25 mm S＞0.16 mm	0 -	- 0

5. 聚乙烯的改性或乙烯的共聚体，如EVA、EEA、EMA、EBA、EAA、EMAA等，适当的配方可改进对氢氧化铝和氢氧化镁受容性，是低烟无卤阻燃绝缘和护套的重要基材，可制成热塑型和交联型二类低烟无卤阻燃料。尽管低烟无卤阻燃料目前并未达到理想水平，但仍是当前主导品种。

6. 聚丙烯物理机械性能优于聚乙烯，电性与聚乙烯相当。为提高挤出性能，可加少量能与其共混的橡胶改性。聚丙烯可用于电话软绳接线和油井电缆绝缘。

7. 聚酰胺塑料也就是尼龙，其耐磨和抗切割性很好，耐寒、耐热、耐油、耐溶剂较好，挤出厚度可很薄，主要用于薄护层。常用牌号为尼龙6和尼龙1010 ，后者有一定的防止白蚁蛀孔和老鼠咬损的效能。美国用于建筑电线和机床接线，国内在灯具内使用较多。

8. 聚对苯二甲酸丁醇酯(PBT)，20世纪70年代发展起来的，其特点是热变形温度高，在150℃空气中可长期工作，具有低的吸湿性，电性优良，机械性能较好，某些方面与尼龙(PA-12)相似。PBT最初只作为工程塑料应用，在发展初期，PBT的屈服强度为55～61N/mm²，屈服点的伸长率6.5～9%，比尼龙更好。近期PBT经改性后提高了其柔软性，屈服强度为27 N/mm²，屈服点的伸长25%，适用要求较软的光纤二次被覆松套管。由于PBT加工方便，价格比尼龙低，因硬度比PA-12更硬，有防蚁和防鼠效应。PBT也可以制造绝缘较薄的电线，是一种无卤自熄材料，可通过UL 94中V-2垂直燃烧试验，而且电线比较柔软，适合安装电线绝缘。

9. 氯化聚醚电性良好，耐油和耐溶剂性仅次于氟塑料，但抗冲击差，伸率低，需加增塑剂、如添加氯化聚乙烯或丁腈橡胶，可用于与多种油品接触的电线绝缘。

10．氟塑料分子结构中含氟碳键，键能高，是目前耐热和耐溶剂性最好的塑料，氧指数很高，阻燃性强。氟塑料品种较多，有塑料王之称。如聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、可融性聚四氟乙烯(PFA)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)和辐照交联四氟乙烯-乙烯共聚物(XETFE)等。FEP在油井、机车、汽车、计算机、家电等方面广泛使用，过去在飞机上用量也较大，但近期飞机上大量采用XETFE绝缘电线。

以下介绍几种为当前常用氟塑料及其与聚酰亚胺复合薄膜的主要性能：

(1) 聚全氟乙丙烯树脂(FEP460)的熔体流动速率0.41~1.0g/min，抗张强度≥21MPa (23℃)，断裂伸长率≥300%，熔点 (DSC法) 255～266℃，介电常数 2.0～2.2 (1MHz)，介质损耗角正切 ≤7×0^-4 (1MHz)，体积电阻率≥1×10¹⁶Ω·cm (23℃)，比挥发度≤0.1%。

(2) 聚全氟乙丙烯树脂(FEP461)的熔体流动速率0.21~0.40g/min，抗张强度≥25MPa (23℃)，断裂伸长率300%，熔点 (DSC法) ≥255℃，介电常数 2.0～2.2 (1MHz)，介质损耗角正切 ≤7×10^-4 (1MHz)，体积电阻率≥1×10¹⁶Ω·cm (23℃)，比挥发度≤0.1%，耐应力开裂 (弯条法) 10根试样全不开裂。

(3) 辐照交联四氟乙烯-乙烯共聚物(XETFE)的抗张强度≥35 MPa(23℃)，断裂伸长率≥50%，介电常数2.5～2.7(1kHz)，介质损耗角正切≤1×10^-3 (1kHz)，体积电阻率≥1×10¹⁵Ω·cm(23℃)。

(4)聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯树脂复合带(PI/FEP)的厚度公差≤±10%，抗张强度≥90 MPa (23℃)，断裂伸长率≥40%，介电常数2～3 (1kHz)，介质损耗角正切≤1×10^-3 (1kHz)，介电强≥120kV/mm，体积电阻率≥1×10¹⁵Ω·cm(23℃)。

(5)聚四氟乙烯/聚酰亚胺/聚四氟乙烯复合带(PTFE/PI/PTFE)的厚度公差≤±10%，抗张强度≥80 MPa (23℃)，断裂伸长率≥40%，介电常数2～3 (1kHz)，介质损耗角正切≤1×10^-3 (1kHz)，介电强度≥120kV/mm，体积电阻率≥1×10¹⁵Ω·cm(23℃)。

(6) 非交联四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)树脂的熔体流动速率0.2～1.0g/min，抗张强度≥35MPa (23℃)，断裂伸长率≥300%，熔点 (DSC法) 245～275℃，介电常数2.3～2.7 (1MHz)，介质损耗角正切≤7×10^-4(1MHz)，体积电阻率≥1×10¹⁶Ω·cm (23℃)。

(7) 可融性聚四氟乙烯树脂(PFA)熔体流动速率0.2～1.3g/min，抗张强度≥25MPa (23℃)，断裂伸长率≥300%，熔点 (DSC法) 302～310℃，介电常数2.0～2.2 (1MHz)，介质损耗角正切≤5×10^-4 (1MHz)。体积电阻率≥1×10¹⁶Ω·cm (23℃)。

11. 聚醚砜(PES)具有较好的耐热性，工作温度为180～200℃，高弹性模量、无毒、阻燃自熄性好，可挤出成型，适用于特种电线。

12. 聚醚醚酮(PEEK)具有很好的耐热性，工作温度为250℃，吸水性极低，阻燃自熄性好，可挤出成型，适用于特种电线。

13. 聚酯-醚热塑弹性体(TPE-E)是综合性能较好的绝缘和护层材料，使用寿命长，分子降介梯度缓慢，在正常情况下，几十年稳定，安全可靠性强。介电强度大大超过无卤低烟交联聚烯烃，因此适宜制造薄绝缘产品。耐温等级较高，最高瞬时耐热温度达200℃，短时耐热温度达175℃。长期使用温度为150℃，可满足汽车中大部分部位的工作温度要求。阻燃性能良好，属无卤、无磷阻燃材料，但不属低烟级。由于硬度较高，作为绝缘和护层，耐磨性均非常好，当装备振动时，敷设的电线或电缆绝缘不会磨损而击穿，护层也不会磨穿。耐油性好，与机油等油品接触，不严重膨胀或收缩，浸油试验后，能通过在电压试验，所以在有油雾环境下能正常工作。此外耐紫外线老化性能也较好，不开裂，并保持色泽。另外，经过热老化后仍能保持良好的色泽。由于绝缘厚度可挤得较薄，有力于发展轻小型化产品。此外与不少硬塑料有兼容性，适合与预制连接件(如插接件)加工，并达到密封性要求。目前已在汽车线束和电缆、机车车辆中薄绝缘耐油电线、城市轨道和地铁车辆信号电缆等方面应用。

14. 聚氨酯弹性体具有优异的耐磨、耐油、耐化学品、耐候、耐辐射、抗撕、高强度、高弹性、高伸率、高模量、易着色、容易加工，这些综合性能是目前任何商品橡胶和塑料不全具备的。是电缆的理想护套材料，有适应全天候条件之称。适用于野外作业和船舶甲板等移动型电缆。

15. 乙烯醋酸乙烯酯共聚物按其醋酸乙烯(VA)含量不同，可分为热塑性、弹性体和热塑弹性体三种：EVA 的VA含量在18~27% 之间，用来改善聚乙烯性能，也用于无卤低烟阻燃料和半导电屏蔽料等。EVM 的VA含量在40—80% 之间，为硫化型弹性体，常用于低压电线绝缘及护套，有绿色产品之称。PVA 的VA含量在80% 以上，为热塑弹性体，线缆产品不用。

16. 乙丙橡胶和聚丙烯共混热塑弹性体是一种综合性能优良的绝缘和护套材料，它的制造过程中应用了动态硫化工艺，使完全硫化的橡胶颗粒全部分散在由热塑性材料构成的连续基质中，橡胶颗粒的大小为1微米或更小，这样就有极好的物理性能。因为价格较贵，目前国内没有大量应用。

17. 天然橡胶成分是聚异戊二烯，由于分子结构中含双键，耐热老化、耐紫外线、耐臭氧、耐油和耐溶剂都较差，易燃。主要用于低压电线电缆的绝缘和护套。过去常出现橡皮发粘和铜线变黑，配方中加铜抑制剂能有所改善，目前有应用导体浸涂法，使铜线表面形成很薄的抗铜催化薄层，效果甚好，更简单而有效的方法是用棉纸纵包或绕包隔离层，完全不与铜导体接触。欧洲已经取消其在电缆领域应用，国内天然橡胶绝缘电缆尚有一定产量。

18. 丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯共聚而成，苯乙烯含量约29%，丁苯橡胶延伸时缺乏结晶性，抗张强度很低，加补强剂后能显著提高，与天然橡胶相比，耐磨、耐热略好，弹性稍差，常与天然橡胶并用。主要用于电线电缆的绝缘和护套。欧洲已经取消其在电缆领域应用，国内电缆尚有一定产量。

19. 丁基橡胶由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成，分子结构中双键少，耐热、耐臭氧和耐电晕性、气密性好，吸水性低，电性优良。缺点是硫化困难、强度低、弹性小、不耐矿物油。过去常用于35 kV及以下电力电缆和船用电缆的绝缘，现已完全被乙丙橡胶替代。

20. 三元乙丙橡胶是乙烯和丙烯并引入非共轭二烯第三单体的共聚物，丙烯含量为40克分子数左右。乙丙橡胶分普通型和硬质型两种，虽机械强度较低，但耐热性和电气性能很好，尤其有优越的抗电树性，能用于154 kV及以下的电力电缆、矿用电缆、船用电缆、控制电缆、测井电缆、电机引接线等产品的绝缘。其特殊配方可用于电缆附件的部件。

21. 氯丁橡胶为2-氯丁二烯的聚合物，因为分子结构中含氯，故耐候性、耐油性较好，且阻燃，但电性很差。主要用于户外电线电缆、船用电缆和矿用电缆的护套，也可作电焊机电缆的护套兼绝缘。由于国产氯丁橡胶为非电缆专用牌号，性能不理想，现在用氯化聚乙烯取代氯丁橡胶情况较多，性能较好，价格也低，但不是所有产品都能适用。

22. 丁腈橡胶为丁二烯和丙烯腈的共聚物，丙烯腈含量为25~35%，分为3级，分子结构中含 CN 基团，含量越高，耐油和耐溶剂性、耐热性、耐磨性越好，而弹性降低，丁腈橡胶耐候性差，不适用于户外，主要用于潜油泵电缆护套和电机、电器引接线的护套。

23. 氯磺化聚乙烯由聚乙烯进行氯化和氯磺酰化反应制得的产品。使结晶聚乙烯转化为无定形弹性体。氯磺化聚乙烯含氯量的采用范围为35%左右，含硫量约 1%。具有很优越的耐候、耐臭氧、耐油、耐溶剂、耐浓度较低的硫酸和浓度较低的苛性钠水溶液以及其他强氧化剂，耐磨和耐电晕性能，抗张强度较高，阻燃性好，基本电性尙可，是理想的电线电缆护套材料，也可作低压电线的绝缘。

24. 氯化聚乙烯是高密度聚乙烯的氯化产物，含氯量为 30~40%。使结晶聚乙烯转化为无定形弹性体。与氯磺化聚乙烯比较，其耐候、耐臭氧、耐电晕性基本相同，耐油、耐溶剂、耐化学品溶液、阻燃、弹性和抗张强度略逊，抗撕和耐热略优，但耐弯曲疲劳并不太好，基本电性尚可，可用于电线电缆护套，也可作低压电线的绝缘。

25. 氯醚橡胶分子结构中无双键，耐候性、耐臭氧和耐热性优良，耐油性和耐溶剂性比丁腈橡胶更好，透气性小，为丁基橡胶的三分之一，还有良好的抗弯曲疲劳性，阻燃。但低温柔软性和加工性差。主要用于耐油、耐热电缆、油泵电缆、电机引接线等产品的护套。

26. 硅橡胶主链含硅氧键、硫化后成弹性有机硅聚合物，电缆主要用甲基乙烯基硅橡胶，容易硫化，加工性能好，永久变形小。硅橡胶分子链柔软，分子间作用力小，但硅氧键能高，故耐寒和耐热性好，而耐油和耐溶剂性差，抗张强度虽低，但在高温时却超过其他橡胶。电性随温度和频率的变化甚微，耐电弧性好，用于特种电线电缆的绝缘，如高温船用电缆、电机引接线、彩电高压包引线、热偶补偿线和电缆附件。硅橡胶绝缘的使用应当与导体结构互相配合，一般应采用5类或更软的导体结构。

27. 氟橡胶品种较多，电缆工业主要用偏二氟乙烯和全氟丙烯的共聚物，耐热、耐油、耐溶剂、耐化学药品，耐臭氧和耐候性都很好。缺点是在高温下机械性能明显降低，耐寒性差，在高温水蒸汽下不稳定。用于石油化工方面的特种电缆护套，也用于耐油性能高的电缆附件垫圈或镶嵌零件。