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用于低煙無鹵阻燃電纜護套的拜耳乙華平(EVM) 橡膠 - 無圖版
aassdd --- 2007-11-28 17:36:19
1
乙華平橡膠
1. 耐溫等級： 100℃→125℃（150℃） 2. 氧指數(shù)： 33%→40%（45％） 3. 毒性指數(shù)： 15→1 4. 煙密度： 400→150 5. pH值： 2→3.5（4.5） 6. 電導率： 2000→70
拜耳乙華平橡膠是專用于低煙無鹵阻燃電纜護套的橡膠材料，其性能滿足了上述標準的提升要求。乙華平橡膠是乙烯和醋酸乙烯的共聚物。其化學名稱為乙烯醋酸乙烯橡膠，簡稱EVM。
乙華平是德國拜耳公司生產(chǎn)的該品種橡膠的注冊商標，在中國已有銷售。
乙華平橡膠屬于特種橡膠，它在耐高溫（175℃），耐油（相當于丙烯腈ACN含量26－34%的丁腈橡膠），耐天候老化（僅次于EPDM）以及阻燃方面都是非常優(yōu)秀的。近年來在電纜、膠輥、家用電器及汽車橡膠配件等產(chǎn)品上應(yīng)用非常廣泛。已經(jīng)成為某些特殊橡膠制品所不可取代的新型材料。
二、乙華平橡膠的商品牌號
三、乙華平橡膠的化學結(jié)構(gòu)與物理性能 1. 乙華平橡膠的化學組成乙華平是由乙烯和醋酸乙烯以不同比例共聚而成。由上述分子結(jié)構(gòu)可以看出：
A. 飽和的次甲基主鍵： 耐熱、耐天候老化、耐油、著色穩(wěn)定
B. 極性側(cè)基： 耐油
C. 非極性次甲基基團： 耐低溫曲撓，耐極性溶劑
D. 適當?shù)幕钚渣c： 適于過氧化物硫化對乙烯醋酸乙烯共聚物通常用醋酸乙烯（VA）含量進行分類：如圖2所示 VA<40% 熱塑性彈性體，稱之為EVA塑料 VA<40%-80% 熱固性彈性體，稱之為EVM橡膠 VA>80% 熱塑性彈性體，稱之為PVA塑膠 2. 乙華平的聚合方法乙華平采用的是中壓溶液聚合法。中壓溶液與高壓本體聚合法對共聚物物性差異圖4 -不同聚合方法對物性的影響由此可見溶液法最適宜生產(chǎn)VA含量40-80%高彈性型橡膠材料。
3. 乙華平與其它合成橡膠的性能比較 VA 含量40－50% 的乙華平在市場上銷售已有30 多年的歷史了，但其應(yīng)用僅局限于一些非常特殊的產(chǎn)品。乙華平的真正商品化應(yīng)用還是近幾年的事。這主要得益于汽車工業(yè)、高性能電纜、家用電器等行業(yè)的技術(shù)進步。促使人們對乙華平橡膠更為深刻的認識和應(yīng)用研究。
a. 乙華平橡膠的耐熱性乙華平橡膠可以在175℃下長期使用，大大高于EPDM和氫化丁腈橡膠HNBR，僅次于硅橡膠。配方-1為乙華平橡膠的耐熱性能試驗。
b. 乙華平橡膠的耐油性 乙華平橡膠耐油性隨VA含量的變化有所不同，如配方2和圖5所示 VA含量40%的乙華平的耐油性能相當于丁苯膠，而VA含量80%的乙華平的耐油性能差不多相當于ACN30-34%的高耐油丁腈膠的耐油水平。這對配方選擇提供了極大的方便和靈活性，使得許多要求耐高溫耐油、耐天候老化等綜合性能優(yōu)秀的產(chǎn)品得以實現(xiàn)。
c. 乙華平橡膠的阻燃性乙華平橡膠有非常優(yōu)異的阻燃性，其特點是不采用鹵素阻燃劑即能達到高的阻燃要求。對于其它類型的橡膠要達到阻燃目的在不同程度上需在膠料配方中添加鹵素阻燃劑（如+溴苯醚。磷酸酯類等）。這些含鹵素阻燃劑雖然有高效阻燃效果，但同時釋放出許多有害物質(zhì)，見圖6：圖6不同橡膠阻燃性能比較由圖6可看出其它橡膠護套的發(fā)煙量大，腐蝕性強，由此帶來：
1. 大量有毒煙霧，使逃離者窒息迷失方向
2. 鹵化氫類等帶有腐蝕性的氣體，對設(shè)備，電路等重要設(shè)施造成腐蝕損壞據(jù)說馬島戰(zhàn)爭時，因船用電纜多是有鹵阻燃，船只起火后，電纜阻燃釋放出大量的有毒煙霧，使人窒息。同時使許多電子儀器、電器腐蝕損壞，造成重大損失。之后，各國對于潛艇、軍用艦艇所用電纜均要求無鹵阻燃。 但有的誤以為低 VA 含量的熱塑性無鹵阻燃料就可以代替橡膠阻燃電纜護套，這是不全面的，試想熱塑性電纜在燃燒之前就已經(jīng)軟化變形，失去使用價值，故僅僅阻燃而已。美國的軍用標準、IEC 標準都有無鹵阻燃電纜規(guī)范�，F(xiàn)在除軍方要求以外，地鐵、計算機終端及共用場所的電纜和其它橡膠均要求無鹵阻燃。 我國現(xiàn)正在積極研究試驗并取得了重要進展。
d. 乙華平橡膠與其它橡膠并用乙華平橡膠可與其它橡膠并用，以改進橡膠制品的物理性能和加工工藝：如用EVM改性： CM(CPE) 改善工藝及CM的粘合性能，增加交聯(lián)密度，提高壓變、老化及低溫性能 EPDM 改善加工工藝，增加粘性，提高EPDM的耐油性和阻燃性 NBR 改善加工工藝，增加粘性，提高耐溫和耐溴氧性能，但壓縮變形增大 HNBR 改善加工工藝，增加粘性，降低成本，壓縮變形及耐熱性得到提高而用HNBR改性EVM則可以達到，改善EVM的工藝，提高物理機械性能、耐油性能和耐低溫性能，但成本增加。EVM 還可以作為非抽出性的增塑劑用于PVC型材及制品的改性劑，以提高PVC制品的彈性、耐天候、耐熱老化性能，并改善加工工藝，但成本有所增加。
e. 乙華平和其它橡膠的性能與成本比較圖7 乙華平橡膠的體積成本比較由圖7 可以看出以 EVM-60 體積成本基數(shù)為1計算，其它橡膠如 ACM，AEM，HNBR，F(xiàn)PM的成本都比EVM要高。因此，我們可以講EVM不失為物美價廉的橡膠材料，在市場上一定具有非常強的競爭力。
四、乙華平的配合及加工工藝乙華平與其它橡膠的配合和加工工藝基本相同。所不同的是：
1. 乙華平為飽和橡膠，故必經(jīng)采用過氧化物硫化，同時應(yīng)配加助硫化劑，如 TAC或TAIC類的偶聯(lián)劑，典型配合為：DCP2-3份TAC 或TAIC 1-3 份。
2. 乙華平的粘度較低 (KA8784 除外)在混煉時易粘輥，在配合時應(yīng)添加硬脂酸或同時加硬脂酸鈣。建議加入適當PE蠟。
3. 乙華平在蒸汽或熱空氣硫化時易產(chǎn)生氣孔，在配合時應(yīng)加入適量抗水解劑如聚碳二亞胺（P-50）抗水解劑以穩(wěn)定工藝性能。
4. 乙華平可采用黑色或白色補強劑增強，炭黑為最通用最理想的補強材料。若采用礦物填料時，應(yīng)注意村料的酸性而影響過氧化物的硫化效果。對于阻燃產(chǎn)品，推薦添加100－170份的活性氫氧化鋁以達到良好的阻燃和工藝效果。
5. 乙華平最適宜的增塑劑為DOS，它兼顧了膠料的高、低溫性能，若與DODTM 并用更佳，其用量在10 份以內(nèi)為宜。
五、乙華平橡膠的典型應(yīng)用及配方舉例
1. 低煙無鹵阻燃護套配方要點：
a. 填料對氧指數(shù)的影響圖8 可看出沉淀法白炭黑、陶土、MgCO3, 滑石粉均具有良好的氧指數(shù)， 尤以MgCO3阻燃性能最好。
b. 沉淀法白炭黑和偶聯(lián)劑對膠料性能的影響
(1) 對膠料門尼粘度的影響事實上白炭黑對膠料的門尼粘度的影響非常大，超過50份的用量，門尼粘度為 120左右，已經(jīng)無法加工。但在有5份或10份偶聯(lián)劑的情況下，則門尼粘度提高 不大，可以加工，故EVM膠料在有白炭黑補強系統(tǒng)中，必須有5份的偶聯(lián)劑， 以改善加工性能。
(2) 對拉伸強度和扯斷伸長率的影響 由上圖可看出偶聯(lián)劑能顯著提高膠料的拉伸強度，但伸長率有所下降，而偶聯(lián)劑由5份增加到10份其性能變化不大。故偶聯(lián)劑用量常在5份左右，白炭黑用量以物性及工藝不同可適當調(diào)整。
c. 氧化物對膠料物理性能的影響一般來講，過氧化物能提高膠料的拉伸強度，但會顯著降低膠料的扯斷伸長率，對老化性能影響不大，綜合平衡拉伸強度和扯斷伸長率兩個指標，通常認為過氧化物用量5-6份較為合適。
d. 低煙無鹵阻燃電纜護套典型配方示例電纜護套膠料毒性指數(shù)
2. 耐高溫絕緣電纜料乙華平具有非常優(yōu)良的耐熱老化性能，可用于耐高溫125℃級的中低壓絕緣電纜。上述膠料可用于多種設(shè)備和設(shè)施的耐高溫絕緣電線電纜，如： a. 加熱電線：地毯加熱線路面加熱線，防止冬季路面結(jié)冰和積雪，可承受300－400W/m2 的電流 b. 馬達引出線 c. 汽車后窗加熱線 d. 機車耐熱絕緣線，地鐵線等
3. 易剝離半導電屏蔽層料許多中高壓交聯(lián)聚乙烯電纜都要求使用易剝離的半導電屏蔽層，以改善電纜接口的剝離性能。極性相近的材料極易與聚乙烯粘附在一起，不易剝離。且易留下半導電層殘余物。而這些殘余物必須去除干凈，否則對電纜電性能有很大影響。采用高極性80%VA含量的乙華平，很容易使半導電層從PE絕緣層上剝離開，不會留下任何殘余物。有的方法是采用含氯聚合物, 如CPE, 作半導電層。但在高溫硫化過程中會有HCl 氣體分解出（400℃）。選用中低VA含量，加適量NBR可解決其剝離性能，且不會留下任何殘余物。 a) 易剝離半導電屏敞料性能要求該配方滿足上述易剝離屏蔽層的技術(shù)要求。其特點是： 1. NBR改善膠料的易剝離性能 2. 導電碳黑N472和快壓出碳黑N550具有最好的導電性和擠出性能 3. 若需耐水性最好的材料可選用EVM-800，低VA含量的乙華平耐熱性能差參考資料： 拜耳公司電線電纜技術(shù)研討會技術(shù)資料 1999.5.11-12, 西安
1. 耐溫等級： 100℃→125℃（150℃） 2. 氧指數(shù)： 33%→40%（45％） 3. 毒性指數(shù)： 15→1 4. 煙密度： 400→150 5. pH值： 2→3.5（4.5） 6. 電導率： 2000→70
拜耳乙華平橡膠是專用于低煙無鹵阻燃電纜護套的橡膠材料，其性能滿足了上述標準的提升要求。乙華平橡膠是乙烯和醋酸乙烯的共聚物。其化學名稱為乙烯醋酸乙烯橡膠，簡稱EVM。
乙華平是德國拜耳公司生產(chǎn)的該品種橡膠的注冊商標，在中國已有銷售。
乙華平橡膠屬于特種橡膠，它在耐高溫（175℃），耐油（相當于丙烯腈ACN含量26－34%的丁腈橡膠），耐天候老化（僅次于EPDM）以及阻燃方面都是非常優(yōu)秀的。近年來在電纜、膠輥、家用電器及汽車橡膠配件等產(chǎn)品上應(yīng)用非常廣泛。已經(jīng)成為某些特殊橡膠制品所不可取代的新型材料。
二、乙華平橡膠的商品牌號
三、乙華平橡膠的化學結(jié)構(gòu)與物理性能 1. 乙華平橡膠的化學組成乙華平是由乙烯和醋酸乙烯以不同比例共聚而成。由上述分子結(jié)構(gòu)可以看出：
A. 飽和的次甲基主鍵： 耐熱、耐天候老化、耐油、著色穩(wěn)定
B. 極性側(cè)基： 耐油
C. 非極性次甲基基團： 耐低溫曲撓，耐極性溶劑
D. 適當?shù)幕钚渣c： 適于過氧化物硫化對乙烯醋酸乙烯共聚物通常用醋酸乙烯（VA）含量進行分類：如圖2所示 VA<40% 熱塑性彈性體，稱之為EVA塑料 VA<40%-80% 熱固性彈性體，稱之為EVM橡膠 VA>80% 熱塑性彈性體，稱之為PVA塑膠 2. 乙華平的聚合方法乙華平采用的是中壓溶液聚合法。中壓溶液與高壓本體聚合法對共聚物物性差異圖4 -不同聚合方法對物性的影響由此可見溶液法最適宜生產(chǎn)VA含量40-80%高彈性型橡膠材料。
3. 乙華平與其它合成橡膠的性能比較 VA 含量40－50% 的乙華平在市場上銷售已有30 多年的歷史了，但其應(yīng)用僅局限于一些非常特殊的產(chǎn)品。乙華平的真正商品化應(yīng)用還是近幾年的事。這主要得益于汽車工業(yè)、高性能電纜、家用電器等行業(yè)的技術(shù)進步。促使人們對乙華平橡膠更為深刻的認識和應(yīng)用研究。
a. 乙華平橡膠的耐熱性乙華平橡膠可以在175℃下長期使用，大大高于EPDM和氫化丁腈橡膠HNBR，僅次于硅橡膠。配方-1為乙華平橡膠的耐熱性能試驗。
b. 乙華平橡膠的耐油性 乙華平橡膠耐油性隨VA含量的變化有所不同，如配方2和圖5所示 VA含量40%的乙華平的耐油性能相當于丁苯膠，而VA含量80%的乙華平的耐油性能差不多相當于ACN30-34%的高耐油丁腈膠的耐油水平。這對配方選擇提供了極大的方便和靈活性，使得許多要求耐高溫耐油、耐天候老化等綜合性能優(yōu)秀的產(chǎn)品得以實現(xiàn)。
c. 乙華平橡膠的阻燃性乙華平橡膠有非常優(yōu)異的阻燃性，其特點是不采用鹵素阻燃劑即能達到高的阻燃要求。對于其它類型的橡膠要達到阻燃目的在不同程度上需在膠料配方中添加鹵素阻燃劑（如+溴苯醚。磷酸酯類等）。這些含鹵素阻燃劑雖然有高效阻燃效果，但同時釋放出許多有害物質(zhì)，見圖6：圖6不同橡膠阻燃性能比較由圖6可看出其它橡膠護套的發(fā)煙量大，腐蝕性強，由此帶來：
1. 大量有毒煙霧，使逃離者窒息迷失方向
2. 鹵化氫類等帶有腐蝕性的氣體，對設(shè)備，電路等重要設(shè)施造成腐蝕損壞據(jù)說馬島戰(zhàn)爭時，因船用電纜多是有鹵阻燃，船只起火后，電纜阻燃釋放出大量的有毒煙霧，使人窒息。同時使許多電子儀器、電器腐蝕損壞，造成重大損失。之后，各國對于潛艇、軍用艦艇所用電纜均要求無鹵阻燃。 但有的誤以為低 VA 含量的熱塑性無鹵阻燃料就可以代替橡膠阻燃電纜護套，這是不全面的，試想熱塑性電纜在燃燒之前就已經(jīng)軟化變形，失去使用價值，故僅僅阻燃而已。美國的軍用標準、IEC 標準都有無鹵阻燃電纜規(guī)范�，F(xiàn)在除軍方要求以外，地鐵、計算機終端及共用場所的電纜和其它橡膠均要求無鹵阻燃。 我國現(xiàn)正在積極研究試驗并取得了重要進展。
d. 乙華平橡膠與其它橡膠并用乙華平橡膠可與其它橡膠并用，以改進橡膠制品的物理性能和加工工藝：如用EVM改性： CM(CPE) 改善工藝及CM的粘合性能，增加交聯(lián)密度，提高壓變、老化及低溫性能 EPDM 改善加工工藝，增加粘性，提高EPDM的耐油性和阻燃性 NBR 改善加工工藝，增加粘性，提高耐溫和耐溴氧性能，但壓縮變形增大 HNBR 改善加工工藝，增加粘性，降低成本，壓縮變形及耐熱性得到提高而用HNBR改性EVM則可以達到，改善EVM的工藝，提高物理機械性能、耐油性能和耐低溫性能，但成本增加。EVM 還可以作為非抽出性的增塑劑用于PVC型材及制品的改性劑，以提高PVC制品的彈性、耐天候、耐熱老化性能，并改善加工工藝，但成本有所增加。
e. 乙華平和其它橡膠的性能與成本比較圖7 乙華平橡膠的體積成本比較由圖7 可以看出以 EVM-60 體積成本基數(shù)為1計算，其它橡膠如 ACM，AEM，HNBR，F(xiàn)PM的成本都比EVM要高。因此，我們可以講EVM不失為物美價廉的橡膠材料，在市場上一定具有非常強的競爭力。
四、乙華平的配合及加工工藝乙華平與其它橡膠的配合和加工工藝基本相同。所不同的是：
1. 乙華平為飽和橡膠，故必經(jīng)采用過氧化物硫化，同時應(yīng)配加助硫化劑，如 TAC或TAIC類的偶聯(lián)劑，典型配合為：DCP2-3份TAC 或TAIC 1-3 份。
2. 乙華平的粘度較低 (KA8784 除外)在混煉時易粘輥，在配合時應(yīng)添加硬脂酸或同時加硬脂酸鈣。建議加入適當PE蠟。
3. 乙華平在蒸汽或熱空氣硫化時易產(chǎn)生氣孔，在配合時應(yīng)加入適量抗水解劑如聚碳二亞胺（P-50）抗水解劑以穩(wěn)定工藝性能。
4. 乙華平可采用黑色或白色補強劑增強，炭黑為最通用最理想的補強材料。若采用礦物填料時，應(yīng)注意村料的酸性而影響過氧化物的硫化效果。對于阻燃產(chǎn)品，推薦添加100－170份的活性氫氧化鋁以達到良好的阻燃和工藝效果。
5. 乙華平最適宜的增塑劑為DOS，它兼顧了膠料的高、低溫性能，若與DODTM 并用更佳，其用量在10 份以內(nèi)為宜。
五、乙華平橡膠的典型應(yīng)用及配方舉例
1. 低煙無鹵阻燃護套配方要點：
a. 填料對氧指數(shù)的影響圖8 可看出沉淀法白炭黑、陶土、MgCO3, 滑石粉均具有良好的氧指數(shù)， 尤以MgCO3阻燃性能最好。
b. 沉淀法白炭黑和偶聯(lián)劑對膠料性能的影響
(1) 對膠料門尼粘度的影響事實上白炭黑對膠料的門尼粘度的影響非常大，超過50份的用量，門尼粘度為 120左右，已經(jīng)無法加工。但在有5份或10份偶聯(lián)劑的情況下，則門尼粘度提高 不大，可以加工，故EVM膠料在有白炭黑補強系統(tǒng)中，必須有5份的偶聯(lián)劑， 以改善加工性能。
(2) 對拉伸強度和扯斷伸長率的影響 由上圖可看出偶聯(lián)劑能顯著提高膠料的拉伸強度，但伸長率有所下降，而偶聯(lián)劑由5份增加到10份其性能變化不大。故偶聯(lián)劑用量常在5份左右，白炭黑用量以物性及工藝不同可適當調(diào)整。
c. 氧化物對膠料物理性能的影響一般來講，過氧化物能提高膠料的拉伸強度，但會顯著降低膠料的扯斷伸長率，對老化性能影響不大，綜合平衡拉伸強度和扯斷伸長率兩個指標，通常認為過氧化物用量5-6份較為合適。
d. 低煙無鹵阻燃電纜護套典型配方示例電纜護套膠料毒性指數(shù)
2. 耐高溫絕緣電纜料乙華平具有非常優(yōu)良的耐熱老化性能，可用于耐高溫125℃級的中低壓絕緣電纜。上述膠料可用于多種設(shè)備和設(shè)施的耐高溫絕緣電線電纜，如： a. 加熱電線：地毯加熱線路面加熱線，防止冬季路面結(jié)冰和積雪，可承受300－400W/m2 的電流 b. 馬達引出線 c. 汽車后窗加熱線 d. 機車耐熱絕緣線，地鐵線等
3. 易剝離半導電屏蔽層料許多中高壓交聯(lián)聚乙烯電纜都要求使用易剝離的半導電屏蔽層，以改善電纜接口的剝離性能。極性相近的材料極易與聚乙烯粘附在一起，不易剝離。且易留下半導電層殘余物。而這些殘余物必須去除干凈，否則對電纜電性能有很大影響。采用高極性80%VA含量的乙華平，很容易使半導電層從PE絕緣層上剝離開，不會留下任何殘余物。有的方法是采用含氯聚合物, 如CPE, 作半導電層。但在高溫硫化過程中會有HCl 氣體分解出（400℃）。選用中低VA含量，加適量NBR可解決其剝離性能，且不會留下任何殘余物。 a) 易剝離半導電屏敞料性能要求該配方滿足上述易剝離屏蔽層的技術(shù)要求。其特點是： 1. NBR改善膠料的易剝離性能 2. 導電碳黑N472和快壓出碳黑N550具有最好的導電性和擠出性能 3. 若需耐水性最好的材料可選用EVM-800，低VA含量的乙華平耐熱性能差參考資料： 拜耳公司電線電纜技術(shù)研討會技術(shù)資料 1999.5.11-12, 西安
zmlhb --- 2008-08-18 16:54:42
2
謝謝
wangxue --- 2008-09-29 11:20:10
3
好資料，謝謝
jiaye2005 --- 2008-10-06 09:14:19
4
好資料，謝謝
xwg2006 --- 2009-05-10 20:45:39
5
好文章，要有圖表更好，謝了。
chqiku --- 2009-05-11 10:37:31
6
拜耳乙華平(EVM) 橡膠的性能是不錯，就是價格使人接受不了，太高了。
away0210 --- 2009-05-11 10:43:00
7
chqiku:
拜耳乙華平(EVM) 橡膠的性能是不錯，就是價格使人接受不了，太高了。
價格多少？很離譜嗎？
于溯 --- 2009-06-01 13:19:12
8
醋酸乙酯含量越高，價格越貴。具體看牌號。500HV較700XL（原8784）低很多。
GLHuang --- 2009-06-01 15:06:23
9
確實很貴的，500HV要50yuan/kg。
KFM --- 2012-02-16 14:13:31
10
我公司專業(yè)代理乙華平三元乙丙橡膠拜耳。上海天留電纜材料有限公司021-57753769宗先生
281345494 --- 2013-08-05 16:30:25
11
好資料，頂起
zhongli08 --- 2013-08-16 16:49:39
12
不錯的資料
yzq --- 2014-06-07 15:57:21
13
也有缺點的，耐低溫不好。