热塑性弹性体材料 在电线电缆上的应用

热塑性弹性体材料在电线电缆上的应用

山东道恩高分子材料股份有限公司

目 录※ 各种弹性体材料的比较

※ 电线电缆的分类

※ 几种弹性体材料在电线电缆上的应用

※ TPV 材料在电线电缆上的应用

一、 Thermoplastic Elastomer

TPE 的分类

TPV- 热塑性硫化橡胶 TPR/S- 热塑性橡胶 TPU- 热塑性聚氨酯

TPO- 热塑性聚烯烃 TPEE- 热塑性聚酯弹性体

PVC- 聚氯乙烯弹性体

一、 Thermoplastic Elastomer

TPE 性能比较 - 密度

使用者的成本

TPV

TPO

TPR

TPEE

TPU

PVC

硫化橡胶

800 900 1000 1100 1200 1300 1400

一、 Thermoplastic Elastomer

TPE 性能比较 - 压缩永久变形

材料的回弹性

弹性体材料压变随温度变化曲线简图

0

20

40

60

80

100

20 40 60 80 100 120

℃温度

%压

缩永

久变

形

硫化橡胶 TPR PVC TPV TPO

一、 Thermoplastic Elastomer

TPE 性能比较 - 耐温耐油性能

材料的适用性

TPV

温度

()

℃

0

50

100

150

200

250

140 120 100 80 60 40 20 0

天然橡胶

丁苯胶

丁基胶三元乙丙胶

丁腈胶聚硫物

压克力橡胶

硅橡胶

体积溶胀 (%)

TPR

TPO

TPU

TPEE

一、 Thermoplastic Elastomer

TPE 性能比较 - 电性能

材料的适用性

0

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

1014 1015 1016 1017

表面电阻

介电常数

EVA

PVC

TPR

EPDM TPV PE

◆ 裸电线，又叫架空线，纯的导体金属，无绝缘及护套层，成本低。

◆ 电力电缆，在导体外挤（绕）包绝缘层，产品主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输，通过的电流大（几十安至几千安）、电压高（ 220V至 35kV及以上）

◆ 电气装备用电线电缆，该类产品主要特征是：品种规格繁多，应用范围广泛，使用电压在 1kV及以下较多，面对特殊场合不断衍生新的产品，如耐火线缆、阻燃线缆、低烟无卤 / 低烟低卤线缆、防白蚁、防老鼠线缆、耐油 / 耐寒 / 耐温 / 耐磨线缆、医用 / 农用 / 矿用线缆、薄壁电线等。

电线电缆分类

二、电线电缆的分类及简单介绍

◆ 通讯电缆，如话缆、同轴缆、光缆、数据电缆，甚至组合通讯缆等，该类产品结构尺寸通常较小而均匀，制造精度要求高。

◆ 电阻线，主要用于各种电机、仪器仪表等。

◆ 光织光缆，用于传输光信号，因具有低衰减性能，常用作长途通讯的主干线。

电线电缆分类

二、电线电缆的分类及简单介绍

◆ 电线电缆的衍生 / 新产品，电线电缆的衍生 / 新产品主要是因应用场合、应用要求不同及装备的方便性和降低装备成本等的要求，而采用新材料、特殊材料、或改变产品结构、或提高工艺要求、或将不同品种的产品进行组合而产生。

电缆外皮的作用

电线电缆简单介绍

二、电线电缆的分类及简单介绍

抵抗各种侵蚀的 保护层

经受热负荷

经受机械负荷

最低或者最高温度极限内连续或者断

续的变化

柔韧性、耐磨性能、拉伸载荷及抗踩踏

强度

耐受化学腐蚀 与稀释剂、液体介质及油等接触

特殊要求

电线电缆简单介绍

二、电线电缆的分类及简单介绍

阻燃性能

无卤性

耐紫外线照射

复合式 或几种 电缆外 皮组合 才能满 足要求

PVC 电缆外皮

三、弹性体在电线电缆外皮上的应用

优点 价廉

强度高

阻燃性好

易着色 缺点

低温下易开裂

高温下易发粘

耐老化性差

非环保性

交联聚乙烯电缆外皮

三、弹性体在电线电缆外皮上的应用

普通 PE

交联 交联 PE

赋予 PE好的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显

地提高了耐温

存在的不足之处是耐天候老化性能

差

项目 普通 PE 交联 PE

密度 0.92 0.92

最高工作温度 /℃ 75 90

瞬时断路温度 /℃ — 　 250

软化温度 /℃ 105-115 — 　

体积电阻率 10 （ 17 ） 10 （ 17 ）

介电强度 20-35 35-50

耐候性 差 一般

耐老化性 一般 优良

耐油性 一般 优良

低温脆化温度 一般 优良

三、弹性体在电线电缆外皮上的应用

三、弹性体在电线电缆外皮上的应用

EVA 电缆外皮

对填料的包 容性好

可交联性

对填料的包 容性好

可交联性

无卤阻燃电缆外皮

硅烷交联电缆外皮

※ 极性强，介电常数较大

※ 耐温差※耐老化性能差。

三、弹性体在电线电缆外皮上的应用

EPDM 电缆外皮

优势 耐热

耐臭氧

耐大气老化

耐低温性好

优异的强度

良好的电性能 电力电缆外皮

劣势

加工复杂

能耗高

不可回收

三、弹性体在电线电缆外皮上的应用

TPU 电缆外皮

TPU材料做电缆外皮的主要特点是耐磨，力学强度好，表面光泽，常温下回弹性好

TPU材料做电缆外皮存在的问题是耐水性差，耐温不好，耐环境性能差

主要用于电器连接线

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用

简单介绍 热塑性硫化橡胶 -TPV

EPDM/PP

比重小 回弹好 耐老化 耐温好

耐溶剂 环保 可回收 易加工

易成型性 良好的外观 优异的性能

TPV材料可以直接挤出成型，无需硫化，并与其他材料或

纤维进行复合

TPV材料挤出制品表面可以做成亚光，可以做成光滑的，并且表面可以进行喷印

TPV材料耐老化、耐温、耐溶剂性能与 EPDM相当，耐疲劳

性能优越，耐油性能好于 EPDM

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用

优势

软硬级别范围宽

TPV材料所用原料及助剂环保可靠，加工及使用过程中无毒无害

环保性佳

TPV材料在加工中产生的边角料及使用后回收的二次料均可完全回收利用，大大节约了成本

及再生资源

可完全回收再利用

TPV材料因其配方的灵活多变，可调性很好，可进行自 20A至 70D之间不同硬度等级材料的调整，对于客户的

使用性变化是非常有利的。

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用

优势

牌号 密度g/cm3

硬度A

拉伸强度 Mpa

阻燃性

介电强度KV/mm

表面电阻 Ω

耐温性150 *72h℃ 性能保持率 %

721-80A 0.940 85 10 HB 22.0 1014 85

712-80A 1.300 83 6 V-0 17.0 1015 83

732-83A 1.250 83 6 V-1 17.0 1015 83

812-75A 1.300 78 5 V-0 16.5 1015 80

11-80A 0.970 80 15 HB 17.0 1014 85

11-87A 0.960 89 18 HB 18.0 1014 85

优势

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用

作用：是把高压线圈产生的 高电压传导到火花塞的导线，

也叫分缸线或分火线

TPV 材料做点火线外皮—是在芯线外挤出包一层绝缘层，然后再挤出包防火层，形成既耐电压又有防火效果的整体

优势

※UL-94V-0级阻燃※电击穿性能可以达到 22KV/mm※激光或喷涂打上明显标识，外观很清晰漂亮

※ 外观亚光，手感好

※ 环保无毒，无析出

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用

应用实例 汽车及炉具点火线外皮：

TPV取代PVC 和 EPDM做电脑USB连接线的原因

挤出品外观亚光，视觉上高档的效果

环保可靠排放性低

亲合性好，无任何刺激性

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用应用实例

电脑连接线外皮：目前电脑已普及办公及家用等各种场所，电脑上各种连接线也是比较繁多 . 基于各方面的高标准，对于电脑连接线的性能也是提出各种特殊要求，如外观、防火性能、排放性能等。

手感硬度随环境温度变化比较大 表面油性大 高温下易产生

发粘的现象

干爽性不足 耐老化，耐油性差

取而代之的第三代线材料

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用

应用实例

耳机线、充电器线外皮：以往选用 TPR/TPS 不足之处

外观亚光 手感细腻干爽 高低温下感观变化小

耐老化 环保可靠 加工时易剥离

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用应用实例

耳机线、充电器线外皮： TPV 材料的优势

TPV材料具有•最佳的介电常数：

•2.3～ 2.5 （法 / 米） 。•传输信号稳定。

PVC、 TPU、 EVA及 EPDM•介电常数相对较大：•2.5 （法 / 米）以上。•传输信号不稳定。

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用应用实例

特殊线缆外皮料 ：高端等级传输信号线外皮

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用应用实例

特殊线缆外皮料 ：海底信号传输电缆外皮

TPV材料具有 •耐海水， •耐酸碱特性

15% 氯化钠水溶液

50% 氢氧化钠水溶液

98%硫酸水溶液

10% 盐酸水溶液

95% 乙醇

材料拉伸强度保持率 %

≥90 ≥100 ≥95 ≥85 ≥90

伸长率保持率 %

≥85 ≥95 ≥80 ≥83 ≥95

重量变化 %

≤2 ≤1 ≤5 ≤2 ≤3

四、 TPV 在电线电缆外皮上的应用应用实例

特殊线缆外皮料 ：沙漠等复杂环境耐 UV 电缆 外皮

TPV材料具有•耐 UV特性，•好的耐温性

UV辐射量较大的地区，如中东地区

UV 500h 老化

2000h 氙灯老化

150 *168h℃ 热空气老化

材料拉伸强度保持率 %

≥80 ≥90 ≥85

伸长率保持率 %

≥80 ≥85 ≥80

灰度等级 ≥ 3 ≥ 3 ≥ 4

一种可以完全取代橡胶的可回收的

环保可靠的弹性体材料

山东道恩高分子材料股份有限公司 20110620