柔性聚苯醚（PPE）在无卤阻燃电线电缆中的应用

热塑性弹性体（TPE）是一种兼有塑料和橡胶特性而且广泛应用的高分子材料。热塑性弹性体的种类有很多，主要有苯乙烯类（TPS）、烯烃类（TPO）、交联烯烃类（TPV）、氯乙烯类（TPVC）、聚氨酯类（TPU）等。它们具有优越的加工特性和机械性能，可以直接用挤出机挤出，简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本和能耗。热塑性弹性体由于具有优越的热塑性和柔软性，同时大部分热塑性弹性体又具有良好的电性能、耐候性和物理机械性能，因此它应用在电线电缆行业是一种优良的材料。

聚苯醚（PPE）是一种具有刚性分子链结构的耐高温热塑性树脂，最大的特点是在长期负荷下，具有优良的尺寸稳定性和突出的电绝缘性，使用温度范围广，可在－127～121℃范围内长期使用，具有优良的耐水、耐蒸汽性能，比重小，在五大工程塑料中比重最小。制品具较高的拉伸强度和抗冲强度，抗蠕变性也好。

柔性聚苯醚是用PPE改性的热塑性弹性体，兼具聚苯醚和弹性体的性能，是一种综合性能优良的热塑性弹性体。由于柔性聚苯醚是PPE的改性弹性体，属于PPE合金的一种，所以又称为柔性MPPE。

    柔性MPPE既具有PPE的耐高温性能、电绝缘性能、耐水性、高机械性能，又具有弹性体的高弹性、易加工性。由于PPE具有自阻燃性能，所以在其合金中加入一定的无卤阻燃剂既可以达到高级别阻燃效果。相比较其他热塑性弹性体具有更高的应用价值。

表1 性能参数对比

注：★：优； ◆：良； ▼：中； ●：差

表2 阻燃型弹性体性能价格比较

表3 高柔性和低比重性能

柔性MPPE因其具有优良的性能，所以在普通的应用领域中并不常见，国内电子电器行业广泛应用的电子线护套料、绝缘料以及电子插头料 90%以上采用PVC。2006 年7月1日起，欧盟颁布法令禁止含卤素阻燃剂、重金属等某些有害物质的电子电器产品进入欧洲市场，此举对我国电子电器产品的出口产生了严重影响。

热塑性弹性体具有高弹性、高强度、低密度、易加工等特点，同时拥有良好的绝缘性、耐高低温性、抗疲劳性，手感好，无异味，成为了电子线领域替代 PVC 的首选材料，但是 TPE 的无卤阻燃是一个难题。TPE达到无卤阻燃需要添加大量的有机或无机阻燃剂，大大降低了TPE材料的机械性能和柔性等。

PPE是一款自阻燃性工程塑料，其氧指数可达29.因此用PPE改性弹性体，辅加复配无卤阻燃体系就可以达到高阻燃级别，而且能保持较高的机械性能。随着国内外环保要求不断提高，无卤阻燃弹性体会逐步替代PVC等含卤材料，柔性MPPE是取代PVC护套料的理想环保材料。

1.柔性MPPE在通讯线材中的应用

目前苹果笔记本和苹果手机用数据线和耳机线外被材料均采用柔性MPPE。部分电子产品中的VGA线、USB护套和插头、HDMI线等通讯线材均可以使用柔性MPPE材料。

选用柔性MPPE的优势：

• 手感好，柔性MPPE护套表面具有较大摩擦系数，更适合人体工程学原理，表面触感好。

• 耐刮擦，耐磨性好。通讯线材在使用过程中不易部磨破刮花。

• 介电性能好，柔性MPPE在较宽的频率范围内有较小的介电常数。

• 着色性能好，柔性MPPE可以制备各种颜色的线缆护套。

• 耐老化性好，白色线缆在CWF2光源下照射10昼夜后颜色变化小于3%。

• 易加工，可以回收利用，柔性MPPE具有易于加工和快速产出的优点，而且不需要二次加工，同时边角料可以重复利用。

2.柔性MPPE在家用电线中的应用

充电器、电源线等线材护套传统的材料为黑色或者灰色的PVC，家用线材中，无毒、低烟密度、环保、颜色多样化是未来发展的趋势，而PVC材料显然满足不了无卤环保要求，

柔性MPPE具有卓越的韧性、力学性能和易加工性，而且帮助消费电子行业客户紧跟不断变化的美学发展趋势，同时满足全球严格的环保要求。

3. 柔性MPPE在电动汽车充电线中的应用

电动汽车是未来发展的趋势，其充电线缆护套料完全可以采用柔性MPPE弹性体。

汽车充电线缆在使用过程中会遇到以下要求：

1)环境使用要求

自然环境：充电汽车电缆长期暴露在室外，会遇到日光照射、潮湿、冷冻等。

人为环境：充电过程中难免会出现拖拽、扭曲、弯曲、拉伸等现象，极易造成机械损伤，也可能会造成酸碱液体的腐蚀，

2)功能使用要求：电动汽车充电时除了充电还需要通讯，必要时需要自动控制。

3)安全性要求：电动汽车充电过程时间较短，电流强度大，使用频率高，保证良好的绝缘性同时还要求材料具有一定的耐高温、耐老化性能，并且在燃烧时具有无卤阻燃和低烟密度。

柔性MPPE应用在电动汽车充电桩线缆具有如下优势：

1. 具有极为优良的弹性和柔韧性(软硬度最低可达70A)，产品成分全为非卤族元素，为热塑性可再生利用材料。

2. 阻燃性十分优良，阻燃等级轻松达到VW-I级，产品成炭性良好，燃烧不滴落。

3. 比重轻，比传统电缆材料小很多，只有0.95-1.1，在相同的环境下应用PPE护层具有明显的重量优势，用更少的PPE材料就可达到甚至超越传统电缆材料的性能。

4. 物理机械性能好，抗张强度大于9MPa以上，断裂伸长率大于150%以上，且PPE的收缩和抗磨损性能是同等厚度PVC的7到10倍。

5. 耐热性优良，可以生产多种高耐热电缆料，且具有优良的耐老化性，我们的PPE柔性无卤料绝大多数类别都能达到120℃老化7天物性保留率在80%以上指标的要求。

6. 具有优良的电性能，在宽频率范围类能保持低介电常数，是信号传输线最理想的外包皮材料。

7. 易加工，热稳定性好，具有很好的线材挤出速度，可同PVC线材挤出速度相当，挤出线材表面光洁度十分优良，手感度极佳。

8．可以生产从白色、彩色到黑色等各种颜色的材料。

4.柔性MPPE在其他领域中的应用

柔性MPPE除了在通讯护套和家用电源护套、汽车充电线护套中应用之外还可以使用在汽车线缆、电子线护套、医疗设备线缆、机车电缆、风能电缆等应用领域。