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电线电缆市场要“火”!埃万特、艾迪科、赢创、路博润、Teknor Apex、科倍隆等公司积极布局

发布时间:2022/6/9 9:14:40 来源:荣格塑料工业

主图:电动汽车和光伏等新的电线电缆市场通常需要要求更高的新材料。(图片来源:SHUTTERSTOCK)

脱碳、通信和电动汽车都在驱动对电线电缆需求的不断增长。本文探讨了一些最新的配混材料开发。

与许多其他市场一样,2020年新冠疫情的爆发对电线电缆市场造成了沉重打击。全球销量下降了5% 以上,只有中国保持了正增长。然而,根据领先电缆制造商普睿司曼集团(Prysmian Group)中东欧研发总监Benjamin Ferlay在德国举行的AMI Cables 2022会议上提供的数据,2021年出现强劲反弹,俄乌危机爆发之前公开预测的2022年全球销量增长为3-4%。

智能通信和低碳发电的行动被认为是基础设施电缆需求的关键驱动因素。Ferlay表示,全球对光纤的需求量在2021年恢复,预计这一增长将持续到2022年。主要增长动力包括推出 FTTH(光纤到户)网络和5G移动技术的采用。

谈到电力电缆,普睿司曼认为未来几年增长的主要驱动力是全球电力需求的加速增长,该公司预测电力需求的增长速度将是世界能源总需求增长速度的两倍。为了满足交通、供暖和工业对电力更高的新需求,将需要大规模扩展输电和配电网络。与此同时,风能和光伏等可再生能源发电的快速增长——Ferlay 表示,预计到2050年,风能和光伏将占总发电量的60%——将需要具有更高灵活性和更大互连性的配电系统。

除了产量增长外,电缆生产商还在继续寻求能够提高性能和优化成本的材料解决方案。例如,Avient (埃万特)最近推出了许多新的聚烯烃化合物产品,旨在提高光纤电缆的耐化学性、阻燃性和生产率。Eccoh 6151–6154牌号针对用于封装单股玻璃光纤的微型模块和微型管。据称它们适用于干式和凝胶填充的应用。

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图:埃万特推出了用于光纤微管和护套的新牌号。(图片来源:埃万特)

与这些应用中传统使用的聚合物材料(例如 PA12 和 PBT)相比,该公司表示其新化合物的挤出更容易、更快,并且不易收缩,而收缩会产生机械应力,有可能导致电缆扭结和信号衰减或丢失。据说它们也比PA12和PBT更柔软,这使得在安装过程中剥微管/微缆更容易。

埃万特表示,阻燃聚烯烃配方不含卤素,且烟雾产生率低。此外,埃万特表示,燃烧释放的烟雾比PA和PBT产生的烟雾腐蚀性更小,这意味着周围没有直接受到潜在火灾影响的结构更不太可能受到损坏。

新牌号的加工速度高达1000 m/min,熔点低于PBT,据称这些新牌号可以加快加工速度,还有助于减少制造过程中的能源消耗。该公司表示,这些牌号还具有降低壁厚的潜力。

柔性护套

埃万特光纤电缆系列的其他最新产品包括Eccoh 5565和Eccoh 5978 UV,这两种无卤阻燃牌号均用于护套。

据称 Eccoh 5565具有良好的柔韧性和耐环境应力开裂性 (ESCR),可承受高达20000次弯曲疲劳循环。它能够在 -40 至 +80°C 的温度范围内工作,使其适用于干式光缆或需要提高耐低温性的应用,例如室内和室外管道电缆、天线电源电缆、用于 5G 网络的混合电缆。

Eccoh 5978 UV配方提供符合欧盟建筑产品法规 (CPR) B2ca,s1,a1,d 级别的阻燃性,以及良好的成炭性、抗紫外线性和 ESCR。该公司表示,这使它们成为架空电缆的合适选择,这些电缆通常要承受来自将其固定到位的夹具的持续压力。

据艾迪科(Adeka)称,随着法规的变化越来越多地排除卤化系统的使用,对无卤阻燃(HFFR) 电缆的需求正在增加。据称,膨胀型无卤阻燃类型由于结合了阻燃性和抑烟性通常被选择用于电缆应用。

艾迪科的无卤阻燃添加剂产品系列包括P-N(磷-氮)膨胀系列,以及有机磷酸盐和NO-烷基阻燃剂。该公司表示,ADK STAB FP-2000 系列用于塑料的膨胀型无卤阻燃已在电缆护套中得到验证。据说20-30%添加量的 ADK STAB FP-2500S可使 PE、PP/SEBS 和 PE/EVA 电缆护套牌号达到 UL-94V V-0。该公司表示,根据具体配方,它还可以使材料通过 UL VW-1 北美垂直电缆火焰测试标准。

艾迪科膨胀型阻燃剂系列的最新成员是ADK STAB FP-2600U,它针对热塑性聚氨酯 (TPU) 聚合物。TPU具有良好的机械强度、耐磨性和耐化学性,非常适合暴露于磨损的应用,例如机器人电缆。

该公司对TPU电线和电缆化合物进行的测试表明,ADK STAB FP-2600U 提供了高水平的阻燃性,而不会牺牲诸如柔韧性等机械性能,柔韧性是选择TPU 的主要原因之一(表 1)。此外,锥形量热仪 (CCM) 烟密度测试结果表明,与替代阻燃系统相比,该阻燃剂减少并抑制了烟雾排放(图 1)。

表1:含有ADK STAB FP-2600U的TPU(硬度为85 Shore A的聚醚型TPU)的耐火数据。

图 1:含有ADK STAB FP-2600U 的TPU与替代阻燃系统相比的锥形量热仪烟密度数据。

添加剂的收益

电线电缆市场是赢创(Evonik)添加剂产品线的主要目标。该公司特别表示,其以Tegomer和Tegopren品牌销售的有机改性硅氧烷 (OMS) 添加剂能够在对机械性能影响最小的情况下提高阻燃添加剂的添加量,同时提高材料的产出率。

据赢创称,Tegomer FR 100 硅氧烷EVA、Tegomer V-Si 4042反应性聚硅氧烷和Tegopren 6879 填料表面处理提供耐高温性并且不会产生降解副产物。在阻燃性方面,据说OMS可以改善炭化、延迟点燃时间、降低 HRR(热释放率)值、产生更少的烟雾,并将LOI提高多达 5 个点。

赢创用于EVA、HDPE 和 LLDPE 的Accurel XP有机多孔载体技术简化了电缆行业固体母料中液体添加剂的使用。这有助于简化挤出机上的配料,简化生产过程和物流,同时保持高的添加剂性能和效率。相同的化学也可用于PA6和PA12聚合物,例如用于隧道电缆的那些。最新的发展是Accurel DS产品组合,该公司表示其使用硅烷、三烷基和试用功能来提高过氧化物和辐照交联电线电缆应用中的交联效率。

今年早些时候,路博润工程聚合物公司(Lubrizol Engineered Polymers)推出了一种用于电线和电缆的无卤阻燃TPU。该公司称Estane ZHF 90AM9 NAT 01 TPU是一种紫外线稳定牌号,可提供达到UL94 V-0的性能并提供UL 105°C温度等级。它还通过了UL 1581 Sec 1061电缆火焰测试,经过验证的试样直径小至8mm。

路博润将新牌号描述为符合北美主要电缆防火标准,同时提供良好的机械性能和表面美观性的“一站式解决方案”。


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图:路博润开发了用于无卤阻燃电缆的Estane ZHF TPU。(图片来源:路博润工程塑料)

不断变化的需求

根据改性材料制造商 Teknor Apex 的说法,当今的电缆制造商遵循一些最严格的标准,并且这些标准不断发展,重点是确保最高水平的公共安全。美国的国家电气规范 (NEC) 和欧盟的CPR是两个最突出的例子。

该公司以数据中心和电动汽车为例表示,新应用程序经常会带来新的更严格的要求。“数据中心的数量和规模继续快速增长,以支持 YouTube、Netflix、Instagram 和 TikTok 等数据密集型应用程序的增长。数据中心用于支持这些应用的电缆必须设计为支持高导体/光纤数量,同时仍具有阻燃性,”公司发言人说。“随着电缆导体/纤维密度的增加,护套材料必须提供更高水平的阻燃性来克服芯线材料的易燃问题。”

电动汽车充电电缆是另一个例子,它要求材料提供高水平的绝缘,并在可能暴露于低温、冲击和磨损的具有挑战性的户外环境中可靠运行。

图:电动汽车充电电缆引入了一套新的电缆性能要求。(图片来源:TEKNOR APEX)

PVC在北美电缆材料市场仍保持强势地位,Teknor Apex在该领域的产品包括其Apex和 Flexalloy柔性牌号,以及Fireguard系列低烟材料。据说后者提供了阻燃电缆应用所需的高水平阻燃性,与含氟聚合物等替代品相比,成本更优惠。

Teknor Apex还表示,它可以提供成本优化的混合PVC解决方案,例如PVC/TPU或TPU/丁腈橡胶组合。它说这些可以以较低的成本提供TPU的许多优势性能。

去年,该公司还在其 Halguard 低烟无卤 (LS HFFR) 聚烯烃改性材料系列中推出了四款新产品。新增产品包括具有增强平衡性能的EVA基产品和具有更高耐油性和耐日光性的高柔性TPE基牌号。所有四个牌号均达到UL 94 V-0 级别,并符合UL 2885标准,即氟、氯、溴和碘的单个含量低于1000 ppm。

电源护套

据称,基于EVA的Halguard 58240和58242牌号具有高水平的阻燃性、抗热冲击和热变形性,并且易于加工。该公司表示,这些材料适用于电力电缆的护套,符合垂直托盘电缆的UL 1685-FT4/IEEE 1202标准和立管电缆的UL 1666标准。据说它们还适用于光纤数据电缆和隧道等交通基础设施应用。

基于TPE的Halguard E 59001 和E 59002牌号分别符合软线和电器电线的UL 62和UL 758 标准。Halguard E 59001在60°C下浸入IRM 902 油 7天后,仍保留80%的拉伸强度和90%的断裂伸长率。Halguard E 59002在720小时的加速老化测试后保持了90%的拉伸强度和95% 的断裂伸长率。

“Halguard低烟无卤阻燃产品线提供了满足广泛应用要求的特性,”Teknor Apex乙烯基部门电线和电缆行业经理 David Braun 说。“被UL评定为‘无卤素’的材料越来越多,进一步扩大了客户的选择范围。”


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图:Teknor Apex扩展了其Halguard 低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料产品系列。(图片来源:Teknor Apex)

今年年初,Huber Engineered Materials (HEM) 完成了此前宣布的收购Magnifin Magnesiaprodukte 合资企业50%的股份,该合资企业位于奥地利 Breitenau,由前合伙人RHI Magnesita持有。

Magnifin成立于1990年,生产优质涂层和未涂层氢氧化镁 (MDH) 功能性填料产品。这些产品适合在一系列聚合物中用作无卤阻燃剂,但特别适用于加工温度超过300°C的热塑性塑料和弹性体,在这些地方三水合氧化铝 (ATH) 由于其热敏感性并不适用。在电缆领域,MDH 牌号可以为能源电缆、数据电缆和汽车布线提供阻燃性能。

Magnifin的牌号由 Martinswerk作为HEM阻燃添加剂业务的一部分在全球销售,该业务在北美经营四个生产基地,在欧洲经营两个生产基地,并且是精细沉淀三水合氧化铝和氢氧化镁无卤阻燃剂,以及抑烟剂和特种氧化铝的领先生产商。

该公司表示,100% 控制Magnifin的决定符合HEM拥有和经营具有市场领先地位的特种化学品和矿产公司的战略。HEM阻燃添加剂业务部总经理 Victor Dean 表示:“向前迈出的这一步展示了我们对客户做的支持他们增长的承诺,以及我们在全球范围内发展无卤阻燃剂和特种材料业务的明确战略。”

印度投资

去年对印度改性材料公司Shakun Polymers多数股权的收购进一步巩固了Orbia集团公司 Alphagary在全球电线电缆市场的地位。Shakun是印度、中东、东南亚和非洲电缆行业的领先改性材料供应商。它经营三个生产基地,总产能超过25000吨。该公司提供用于配电、建筑、电信、数据和汽车的 PVC、PVC/TPE、PE 和无卤阻燃PE改性材料。

据Alphagary称,印度的电线电缆市场有望在未来几年实现显着增长,主要驱动因素是基础设施投资和FTTH等技术的实施。它表示,Alphagary和Shakun产品线的结合将为电缆工程师提供各种解决方案,用于设计用于语音和数据、电力以及其他满足不断发展的全球消防安全标准的应用的光纤和铜缆。

Alphagary的最新开发成果包括用于需要通过欧洲B2级CPR测试的6类数据电缆的 Megolon 无卤阻燃改性材料,以及用于薄壁CPR B2应用的材料。Garaflex TPE改性材料的配方旨在为必须在恶劣天气条件下运行的电动汽车 (EV) 充电站电缆提供所需的耐用性和灵活性。

该公司还表示,其GCPE 系列氯化聚乙烯合金材料为电缆设计人员提供了一种有效的解决方案,用于生产在需要承受热油同时保持柔韧性的苛刻环境中使用的以太网电缆。并且,与Shakun一起,它可以为满足各种IEC规范的电力电缆提供Escontek半导体可交联材料。

改进 POE

德国的Innospec此前已经展示了其ViscoSpeed加工助剂如何能够改善高填料含量的聚烯烃基无卤阻燃电缆护套材料的加工性能和机械性能,据称这是通过改善ATH、MDH和纳米级硅酸盐和粘土等填料的润湿性和分散性来实现的。最近,它强调了其在开发基于聚烯烃弹性体 (POE) 的配方作为 PE/EVA 基改性材料替代品方面的作用。

据Innospec称,在过去一年左右的时间里,POE和EVA之间出现了相当大的价格差距。这使POE在无卤阻燃应用中具有潜在的成本优势,前提是可以克服燃烧过程中滴落的传统缺点。该公司一直与意大利国家研究委员会的材料开发子公司iPool合作,开发适用于生产符合欧盟CPR的无卤阻燃护套的POE配方。

在3月于德国举行的AMI Cables 2022会议上,iPool高级技术专家Camillo Cardelli博士介绍了五种不同阻燃电缆护套材料的EN50399 CPR阻燃测试结果:一种标准PVC牌号、两种低烟 PVC牌号、一种标准EVA/LLDPE无卤阻燃配方, 以及使用Innospec的Viscospeed添加剂的POE/LLDPE新无卤阻燃配方。两种无卤阻燃配方都使用了精细沉淀的ATH和天然研磨的 MDH阻燃剂的组合,并且除了基础聚合物和使用ViscoSpeed添加剂(使总阻燃剂含量从 60% 增加到 64% )以外,两种配方类似,。

会议上公布的数据显示,与标准EVA/LLDPE无卤阻燃配方相比,POE/LLDPE 配方以具有竞争力的成本为电缆材料提供了更好的抗开裂性、散热性能和低温柔韧性。

追踪趋势

SACO AEI Polymers首席商务官Luca Saggese表示,城市化、电气化、向替代能源转变以及 5G通信的采用等大趋势将支撑未来十年电线电缆市场的增长。该公司即将迎来成立25 周年,它为电缆行业提供接枝树脂、改性材料、母料和添加剂,技术专长包括交联、反应挤出以及火焰和烟雾管理,其产品符合全球法规要求,包括 UL、CPR、EIC、IEEE 和 SAE。

该公司在低烟无卤XLPE电缆材料领域拥有强大的地位。其Pexidan HF X/T和Pexidan HF V/T 湿气固化UL 44 XLPE 配方已成功用于建筑和运输市场。它还拥有一系列用于光伏应用的材料。在UL部分,其Pexidan X/T-UV和V/T2-UV牌号分别满足UL4703对 FV-1 和 VW-1的要求。在 IEC62930 部分,它提供 Pexidan HF SX650 零卤素水分可交联XLPE 牌号。

SACO AEI 最近推出了几款先进产品,以支持数据通信和光纤电缆领域的新电缆设计。Thermodan HF TP343基于低烟、零卤素技术,是一种护套配方,可以达到CPR的 B2ca等级。Thermodan HF TP852 是一种适用于缓冲管的高模量牌号。

图:SACO AEI Polymers在湿气固化HFFR XLPE电缆材料中占有重要地位。(图片来源:SACO AEI Polymers)

该公司表示,作为电线电缆行业的全球供应商意味着拥有卤化和无卤化合物的专业知识。“我们经常被问到为什么美国工业没有像欧洲那样从PVC转向无卤阻燃聚烯烃,”Saggese 说。“我们认为答案与几个因素有关,这些因素结合起来对北美市场采用无卤素解决方案提出了相当大的挑战。这些挑战包括两大洲如何看待火灾和火焰蔓延的根本差异;UL44 北美标准中存在“湿红外”测试;以及北美过去使用的专业知识和设备基础设施并不适用零卤素化合物的温度敏感性和运行速度。”

综合收益

德国机械制造商科倍隆(Coperion)开发了Kombiplast KP双阶配混系统,用于生产PVC和特种化合物,如用于电缆行业的化合物。它将公司最高性能ZSK系列的双螺杆挤出机和单螺挤出机ES-A螺杆结合在一起,可为剪切敏感产品提供温和的建压。


图:科倍隆的双阶Kombiplast 系统用于PVC和特种电缆料。(图片来源:科倍隆)

KP系统的最新发展集中在最大限度地提高产品质量和改进设备的操作。例如,该公司最近为了在熔体通过造粒机模板之前提供更均匀、更温和的流动和建压对ES-A螺杆设计进行了改良。据说改良产生了非常均匀和高质量的颗粒。

科倍隆最近还为其EGR偏心造粒系统开发了一种新型切刀转子,可生产出极低粉尘的PVC颗粒电缆料。转子直接在模板上旋转并使用由专门开发的合金制成的刀具,可以特别顺利和温和地切割聚合物。

“由于这些技术上的优化,切割刀在操作过程中与模板保持特别均匀的接触,”科倍隆工程塑料EP2工艺技术团队负责人Maria Hölzel说。“结果实现了非常高的切割质量,这是实现所需的颗粒中细粉比例大幅降低的基础。”

EGR刀片系统也进行了改良,因此可以在系统外部预先组装刀具,然后简单地插入从而避免停机。预组装件与相应的模板相匹配。

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图:科倍隆EGR造粒系统的升级提高了颗粒质量并减少了细粉,如右图所示。(图片来源:科倍隆)

科倍隆表示,它目前正在开发一种替代系统,用于在要求苛刻的无卤阻燃电缆材料的生产中建立压力。“目的是显着减少为确保正常使用机器所需的耗时清洁。同时,新系统将确保建立非常稳定的压力,尤其是在制备高粘度、有时非常粘稠的配方时,”Hölzel说道。





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