目前在電線電纜生産中,常用的氟塑料有聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯和乙烯共聚物等,當然一般按照市場價格來區分的話,站在氟塑料頂端的就是PTFE,其次就是PFA,再就是FEP,目前應用最廣市場量級最大的當屬FEP,當然也有部分廠商選擇溫度等級稍低的PVDF/ETFE用于相關線纜上面,我們線纜行業将這些都統稱為鐵氟龍材質或者說FEP材質,其這些材料主要用以制造各種耐熱高溫絕緣電線,測(油)井電纜、地質探測電纜加熱電纜、F級和H級電機引接線、耐輻照電線、電磁線、射頻同軸電纜等,這樣說吧,凡分子結構中含有氟原子的塑料總稱為氟塑料,氟塑料由含氟單體。如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯及氟乙烯等單體,通過均聚或共聚反應制得,随着高分子技術的不斷發展,氟塑料品種正在逐步增多,應用範圍日益擴大,由于氟塑料分子結構中含有氟原子,所以具有許多優異的性能,如優良的電絕緣性能、高度的耐熱性、突出的耐油性、耐溶劑和耐磨性能,良好的耐濕性和耐低溫性。因此,氟塑料在國防、機電、冶金、石油化工等工業部門占有重要的地位,今天我們科普氟塑料家族構成。
氟塑料家族科普
1972年,美國杜邦公司開發了四氟乙烯(TFE)和全氟丙基乙烯醚(PPVE)的共聚物,商品名為Teflon PFA,系全氟烷氧基共聚物,此後,日本大金公司(Neoflon PFA)、旭硝子公司(Flon PFA)、歐洲泰良公司(Dyneon PFA)都相繼開發了自己的PFA産品,并在市場上占有一定份額,目前國内的氟塑料以巨化股份,三愛富等為主導的廠商占據一定的線纜氟塑料的市場份額,現在大部分朋友都知道PTFE,Teflon是杜邦(現在為科慕)的商品名,中文名“特氟隆 ”、“特氟龍 ”、“特富隆”、“泰氟龍”,其實Teflon并不隻是杜邦PTFE商品名,也是杜邦其他氟聚合物商品名,如FEP樹脂和PFA,而含氟常見的塑料其實還有:PFA、FEP、ETFE、ECTFE、PVDF、PCTFE等,具體可以參考見下表:
PTFE
●最高使用溫度在300℃。
●連續使用溫度260℃。
●PTFE塗層使用的燒結溫度在380~420℃。
●極低的摩擦系數和、良好的耐磨性以及極好的化學穩定性。
●PTFE的噴塗厚度50um左右(液體),PTFE沒有粉體塗料,但有粉料用于内襯,内襯厚度從2mm至5mm之間,防腐厚度根據客戶要求,液體用于防粘、耐磨等顔色有好幾種。
●耐腐蝕性:PTFE幾乎不受藥品侵蝕,可以保護産品免于遭受任何種類的化學腐蝕。
●PTFE應用于防腐中隻能内襯,不适合塗層。
●PTFE線纜押出一般采用粉末燒結的方式作業,聚四氟乙烯按聚合方法的不同
,分為懸浮聚四氟乙烯和分散聚四氟乙烯兩大類;懸浮聚四氟乙烯樹脂系白色粉末顆粒較大,經适當的後處理可得到不同顆粒度的粉末,這種粉狀樹脂用于模壓,壓延加工成型,而不直接用于電線電纜的生産。用于電線電纜絕緣時,應将懸浮聚四氟乙烯模壓,燒結成圓柱型坯料,再在車床上車削成聚四氟乙烯薄膜。這種薄膜又稱熟料帶,供電線電纜繞包絕緣用。四氟乙烯又分為粉末和濃縮分散液兩種型态。其中:粉狀分散樹脂在加入一定量的助劑(如石油醚)及填料(如石英粉)經混合後,專供推壓成型,适用于電線電纜等薄壁制品的推壓加工,在目前電線生産中應用較多:也可将粉狀分散樹脂推壓成型,然後滾壓成薄膜(又稱生料帶)供細線徑電線絕緣或電線護套繞包用對于電線電纜的制造商來說,用聚四氟乙烯制成薄膜或推擠電線絕緣層時,都有一個将聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成型的過程選擇适宜的聚四氟乙烯樹脂對提高生産率和産品質量都是至關重要的。一般來說,易于吸收助擠劑的樹脂,熟化時間短;壓縮比寬的樹脂,可适合各種結構的電線;此外,聚四氟乙烯絕緣樹脂必須滿足成品電線電纜絕緣性能的各種考核要求,例如電壓試驗,老化試驗等一系列的例行試驗。
FEP
●最高使用溫度在230℃。
●連續使用溫度200℃。
●FEP塗層使用的燒結溫度在360℃。
●FEP塗層是最堅韌的氟聚合物,可以形成一層高度耐用的塗層,具有卓越的耐化學性,并可在200℃下連續工作。
●FEP的噴塗厚度50um(液體),主要用于防粘、(200℃以下正常使用)PFA靜電粉末噴塗厚度可以從0.2mm至1.0mm範圍,一般要配套底漆,不能單獨使用,顔色黑色綠色,底漆是液體,面層是粉體,液體要用空氣噴槍,粉體要用靜電粉末噴槍。
●耐腐蝕性:FEP幾乎不受藥品侵蝕,可以保護産品免于遭受任何種類的化學腐蝕
●聚全氟乙丙烯FEP的含義,由于FEP的高絕緣性、阻燃性以及跟普通熱塑性塑料一樣良好的加工性能,從而可以代替PTFE,用作電線電纜上,FEP聚全氟乙丙烯,簡稱F-46,是聚四氟乙烯(F-4)的改性材料,具有F-4相似的特性,同時又具有熱塑性材料良好的加工性能。在電線電纜中應用于高溫、高頻下使用的電子設備傳輸電線,電子計算機内部連接線,航空用線及特殊用途安裝線等,具有良好耐油、耐高溫性能,可連續在-85度至200度範圍内連續使用,短時可在-200度至260度使用。
ETFE
●最高使用溫度在200℃。
●連續使用溫度150℃。
●ETFE塗層使用的燒結溫度在280-320℃。
●ETFE可以形成一層高度耐用的塗層,具有卓越的耐化學性,并可在150℃下連續工作。
●ETFE的噴塗厚度可以從0.2mm至1.8mm範圍,分底漆和面漆。
●ETFE粉末塗層作為耐腐蝕保護塗層,被廣泛應用于化學工業、造紙工業、醫藥工業、食品工業和半導體工業中。
●ETFE通常用于制作特種電線電纜的絕緣層,就拿航空航天用線纜來說,普通氟塑料包括PTFE、PFA、FEP,除了機械強度不足外,最薄弱的一點是耐輻照性能較差,而ETFE因機械強度高、相對密度小、耐輻照等獨有的特點,是制作航空航天領域絕緣電線電纜的重要材料.
E-CTFE
●最高使用溫度在200℃。
●連續使用溫度150℃。
●ECTFE塗層使用的燒結溫度在270-290℃。
●該樹脂是最堅韌的氟聚合物,可以形成一層高度耐用的塗層,并可在150℃下連續工作。
●ECTFE塗層優異的表面光滑度和耐化學腐蝕性能。
●ECTFE的噴塗厚度可以從0.2mm至1.5mm範圍,分底漆和面漆。
●通常ECTFE粉末塗層應用在不鏽鋼和碳鋼表面,當然在其它金屬(銅、鋁、钛)和陶瓷表面也已經近得到成功的應用。
●目前少有介紹應用在線纜上的說明。
E-PTFE
eptfe膨體聚四氟乙烯,1958年,做絕緣材料的Bill Gore成立了戈爾(Gore)公司,開發出PTFE(Polytetrafluoroethylene),并成為後來的世界500強之一。1969年,Gore夫婦的兒子Bob Gore發現在适當拉伸下,PTFE能夠延展成一種高強度的多孔材料,并用來制作人造血管,他把這種材料注冊為Gore-tex(高泰克斯)商标。學術期刊上便把它叫做ePTFE(expended Polytetrafluoroethylene)。所以Gore-tex(高泰克斯)、聚四氟乙烯(ePTFE)和膨體其實是同樣材料的不同叫法而已。
●E-PTFE是将分散的PTFE樹脂經一定的生産加工工藝膨脹為一種多孔、低密度且高韌性的材料,目前國内很多廠商采用E-PTFE進行絕緣材料的包覆,供電線電纜繞包絕緣用,可以達到PTFE的絕緣性能,又可以簡化生産工藝。
PVDF
PVDF聚偏氟乙烯,外觀為半透明或白色粉體或顆粒,分子鍊間排列緊密,又有較強的氫鍵,氧指數為46%,不燃,結晶度65%~78%,密度為1.77~1.80g/cm3,熔點為172℃,熱變形溫度112~145℃,長期使用溫度為-40~150℃。
存儲:PVDF應在5-30℃、清潔、幹燥的環境中貯存,以免塵土、水氣等雜質混入。按非危險品運輸,運輸過程中應避免受熱、受潮或劇烈震動。
壓電性能:PVDF 是有機壓電材料,又稱壓電聚合物。這類材料及其材質柔韌、低密度、低阻抗和高壓電電壓常數(g)等優點為世人矚目,且發展十分迅速,水聲超聲測量,壓力傳感,引燃引爆等方面獲得應用。不足之處是壓電應變常數(d)偏低,使之作為有源發射換能器受到很大的限制。
PVDF 電線電纜機械強度是氟樹脂中優越的産品,且在一定溫度和受壓下仍能保持良好的強度。
●Poly(vinylidene fluoride),英文縮寫PVDF,主要是指偏氟pvdf分子式,乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物,它兼具氟樹脂和通用樹脂的特性,除具有良好的耐化學腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能外,還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能,是含氟塑料中産量名列第二位的大産品,PVDF電線應用主要集中在石油化工、電子電氣,化工行業,在室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕,對脂肪烴、芳香烴、醇和醛等有機溶劑很穩定,在鹽酸、硝酸、硫酸和稀、濃( 40% )堿液中以及高達 100 ℃溫度下,其性能基本不變,并且耐γ射線、紫外線輻射,在較寬的溫度範圍内可以長期使用并基本保持其性能。
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