塑料电线电缆常用材料选用指南

塑料电线电缆可选用的主要塑料品种有PE（LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE、XLPE、EVA等）和SPVC，其次是用量较少的品种PP、PA、F4、FEP、PI、PBT、PS和CP等。每一种塑料可分为绝缘用料和护套用料，而且按不同用途还可配制成许多不同品种。因此，塑料电线电缆可选用材料品种很多，各品种的性能和用途已有相关标准规定了指标。

1.几种电线电缆用塑料的性能比较

电线电缆常用塑料的主要性能见表17-110，不同塑料品种在电线电缆中的应用情况见表17-111。

表17-110 电线电缆常用塑料的主要性能

（续）

表17-111 不同塑料品种在电线电缆中的应用情况

注：○表示用量大；△表示用量小；◇指PP与木纤维的复合物。

2.PE的性能及应用

（1）综合性能电绝缘性优良，体积电阻率>10¹⁶Ω·cm；介电性能突出，介电常数小（2.3），介质损耗因数低（2×10^-4），且对温度、频率变化不敏感，吸水率低；目前，主要选用品种有LDPE、LL-DPE、HDPE、EVA、XLPE、PE/F（泡沫）、SCPE及SCXLPE（半导体PE屏蔽料）等。此外，按制品使用要求还可加入各类添加剂配制特性塑料。因此，形成了不同性能及用途的系列，各种品种中LDPE及XLPE应用较广；纯PE耐热性和耐电晕性差，只适合作中低压绝缘层或护套；HDPE耐应力开裂好，宜作海底电缆护套；LLDPE加工性差，但力学性能、耐低温性和耐环境应力性好；改性LLDPE已大量用作通信电缆护套；XLPE具有耐高电压和耐电晕性，可作耐500kV电缆、高频通信电缆、长途对称高频电缆、市话电缆、同轴电缆、海底电缆和中继电缆等。

（2）主要品种举例

1）PE护套塑料。主要树脂有HDPE、LDPE、LLDPE和EVA/LDPE共聚物等，且可按不同用途配置各种助剂后组成不同用途电缆护套的配方料。常加助剂有抗氧化剂、抗紫外线剂、加工剂、耐环境应力开裂剂、阻燃剂、耐候剂、防生物老化剂、防蛀咬剂、防降解剂等，可组成许多各有不同特性和用途的电缆护套料。如MDPE、HDPE护套配方料用作通信光缆；LDPE、HDPE、EVA/LDPE用作通信电缆套；改性LLDPE可作高速挤出电缆护套；其他还有耐高温及耐低温电缆套、架空电缆套、耐环境应力地埋电缆套等。国内主要生产厂有北京燕山石化、兰州石化、大庆石化、天津联化。国外生产商有美国UCC公司、日本三井公司等。

2）普通PE绝缘塑料。常用树脂有LDPE、MDPE、HDPE，它们与抗氧剂、加工剂、抗铜剂（当铜材导线时）等助剂配制各种配方料，主要用作10kV以下电器电缆、通信电缆和低压电力电缆。其中，LDPE耐压优于HDPE，但通信电缆不采用LDPE，常采用HDPE、LLDPE及MDPE。其国内主要生产厂有北京燕山石化、上海石化、兰州石化、辽阳石化厂等，国外主要生产商有美国UCC公司和日本三井公司等。另外，还有用作架空电缆的黑色PE电线电缆塑料，如NDJ黑色耐候LDPE，NLDJ黑色耐候LLDPE（用于1kV、工作温度为70℃的架空电缆或其他类似场合）、NGJ黑色耐候HDPE（可作10kV、80℃用架空电缆）。

3）XLPE绝缘塑料。XLPE是PE交联改性塑料具有耐高压（500kV）、耐高温（100℃瞬间130℃）、耐电晕、耐环境应力开裂、耐腐蚀、强度高、耐低温（-60℃）、体积电阻率高（>10¹⁶Ω·cm）、常温下介电常数小（<2.5）、介质损耗因数小（3×10^-3）、介电性好、抗蠕变等特性。其原料质纯，杂质少，气泡数极小，与PE护套配套，可用作高压电缆及高频电缆。按不同交联工艺可分为三档耐压等级，如辐射交联XLPE及硅烷交联XLPE两档材料只适用于10kV以下的场合，而低压电缆主要用硅烷交联PE。目前已开发成功了用于3～35kV和72～110kV的电缆用料。第三档是过氧化物交联PE，主要用作110kV、220kV电缆，最高可作550kV电缆，用作高压或超高压电缆绝缘层及1～35kV、工作温度为90℃的架空电缆。

4）发泡PE绝缘塑料。主要采用LDPE及HDPE或MDPE配方料，用于包覆挤出成型制作较细的薄绝缘层，也可制作结皮发泡层或配制阻燃料等。

发泡PE料的体积电阻率与实体料相似，但介电常数和介质损耗因数小，强度及防潮性差，吸水性大，且会降低机电性能。发泡料的电性能随发泡率而变化，发泡率大，则介电值小，介电性好。目前，发泡PE料主要用作通信电缆，发泡率为55%～60%的用于同轴电缆（CATVC）及市话电缆，发泡率为20%～30%的主要用作市话电缆。

5）屏蔽层塑料。半导电塑料的基材大多采用LDPE，可交联型，但也有采用EVA改性PE、EVA或采用乙丙橡胶与氯磺化聚乙烯共混料，可交联型的。其半导电性能，是由加入导电炭黑（如高导电炉炭黑ECF，或导电乙炔炭黑）而形成的。导电炭黑用量较多，约为基材的50%左右。除了上述特性外，还要求具有良好的挤出加工性能和材料的洁净度。

半导体塑料的主要性能见表17-112。

表17-112 半导体塑料的主要性能（老化前及老化后）

此外，可剥离型的剥离力为4～45N/1cm宽（老化前及老化后，20℃时测定）。

目前，国外有不少屏蔽层专用料，如美国UCC公司的HFDA-0590、HFDA-0585、HFDA-08804，日本宇部公司的UBECV315、UBECV319，英国BP公司的HFDM0595、H315ES、H310ES等。

6）阻燃PE塑料。电缆中除了地埋电缆外，一般所用的塑料都要进行阻燃处理。过去常采用含卤化物作阻燃剂，因它燃烧时会产生大量有害烟雾气体，所以目前大量采用无卤低烟阻燃剂（如水合氧化铝系列无机阻燃剂等），它们经细化及偶联处理后粉料可与树脂充分混合，含量可达40%～60%（质量分数），OI值>30%，低烟密度，且原料力学性能下降不大，可配制成绝缘料及护套料。

3.PVC的性能及应用(www.xing528.com)

（1）综合性能PVC电缆用料为多组分配方料，在树脂中加入了各种助剂，如增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂、填料和抗氧剂等。因为每种助剂有不同品种，它们会直接影响配方料的物性，所以可配制出许多性能的PVC电缆料，如软质料、半硬质料、耐热料、耐寒性料等。虽然品种很多，但PVC树脂的基本特性还是起了决定性作用的，其基本特性表现如下：

PVC为极性聚合物，体积电阻率为10¹⁴～10¹⁶Ω·cm，耐电晕性和耐电压性较好，且有良好的耐油、耐水和耐蚀性，但介电常数及介质损耗因数较高，在高电压及高频下易导致材料发热发生热击穿，因此它只能用于10kV以下、50Hz以下的电缆。

（2）主要品种举例

1）PVC护套塑料。常用SG-2树脂（高分子耐热性品种）与增塑剂、热稳定剂、填料、抗氧剂、润滑剂、着色剂等助剂组成配方料，可分为普通（70℃）、耐寒、柔软、耐油、耐热（105℃）、耐候型等品种，可用作各种环境条件下工作的电力电缆、船用电力电缆及通信等电缆的护套。

2）PVC绝缘塑料。常采用悬浮法生产的高纯度疏松型SG-1、SG-2树脂与各种助剂配制成配方料，可分为若干种品级，如普通型的体积电阻率>10¹²Ω·cm（20℃）及体积电阻率>10^-9Ω·cm（70℃）；耐热型的体积电阻率>5×10¹⁴Ω·cm（80℃）及体积电阻率>2×10⁹Ω·cm（105℃）；高电性能型的体积电阻率>5×10¹⁴Ω·cm（50℃）及体积电阻率>5×10¹¹Ω·cm（70℃），且在20～50℃时介电常数<7.5，介质损耗因数<0.1。按各国的标准规定，设定了许多品种，如我国标准规定，软PVC电缆的工作温度为70～90℃，额定电压为450V～35kV，设有八种规格，主要用作各种工作环境下使用的电力电缆、船用电力电缆、仪表通信电缆、耐热电缆，也可作1kV以下的架空电缆等。

3）半导体PVC塑料。同半导体PE一样，由树脂、炭黑及加工助剂配制而成，其体积电阻率小于1×10²Ω·cm，用作屏蔽层。

4）阻燃PVC塑料。由于PVC组分中含有卤素，所以它只能配制成低含卤、低烟阻燃塑料，可作绝缘料及护套料，OI值>32%，烟密度为180～216。另外，SPVC阻燃料还具有较高强度，耐候性和耐老化性好，因此常用作电力电缆、控制电缆、船用电缆、市用电缆等。如低烟低卤阻燃PVC电缆料绝缘层用料及护套层用料的OI值分别为32%、32.5%；HCl释放量分别为84mg/g、85mg/g；烟密度分别为180和216。燃烧时电力电缆透光率为41%，HCl释放量为83mg/g；控制电缆的相关值分别为55%和92mg/g。

5）交联PVC塑料有辐射交联、硅烷交联等品种，其中以辐射交联PVC为主，可提高强度、耐热性（105℃）及体积电阻率等指标，但目前已逐步被XLPE所取代。

4.PP的性能及应用

PP的电性能与PE相似，体积电阻率>10¹⁹Ω·m，介电常数及介质损耗因数小，对温度、湿度、频率变化不敏感，耐热性高于PE（可达100℃左右），高温下电性能优于PE，但在常温和低温下电性能不如PE，且低温脆性大，耐热氧性、耐紫外线性和耐铜蚀性差，配方料中需加入抗氧化剂、抗紫外线剂、抗铜剂（或将铜导线镀锡，否则铜离子会促使树脂老化）。因此，目前在电缆中应用不及PE广泛，它可作绝缘层和护套用于通信电缆、耐高温电缆、高频电缆、耐湿电缆（如海底小径电缆、探测及采掘用电缆）。另外，PP薄膜还可作绕包导线材料，如用PP薄膜与木纤维复合材料可作耐1100kV电压的绝缘材料，是目前耐压最高的塑料。

5.PS的性能及应用

PS综合性能不及PE，应用较少，主要用作高频及工作环境多变的场合下工作的电缆，如长途通信电缆等。

6.氟塑料的性能及应用

氟塑料具有耐高低温（-150～260℃）、耐候、耐电弧性和耐蚀性，但加工困难，F4无法用常规挤出成型加工制品。另外，其耐电晕性差，不宜作耐高电压电缆。

目前，电线电缆常用的氟塑料品种有F4、F40、F46、可熔性F4（PFA）等。

F4的体积电阻率>10¹³Ω·cm，表面电阻率>10¹⁶Ω，介电强度为20kV/mm，耐电弧性>300s，介电常数为2左右，介质损耗因数为2×10^-3；在0℃以上，频率、温度和湿度变化都不会导致其介电性变化，吸水性极小，但加工困难，目前只能制作成绕缠用薄膜、套管或涂料作导线的绝缘层。如作同轴射频电缆用于无线电通信、广播电视、电子装置的发送射频信号；作计算机F4薄膜涂色小截面安装电线；用于移动式控制检波及通信器材的高阻抗装置中的低噪声电缆；可作测试水下和空中爆炸、火箭发射和飞机发动机冲击气体能量及声量用的电缆；可作低压耐高温、防腐蚀、高频电缆的绝缘层，如高频电缆、油矿用电缆、液压泵电缆、高温航空电缆、石油勘探电缆等；薄膜也可作电缆中间接头和终端包封材料。

其他品种的氟塑料性能接近F4，耐蚀性不及F4，但加工性好些，可用挤出包覆成型加工绝缘层，如F46广泛用作高频电缆，PFA用作高温大电流电缆绝缘层等。

7.氯化聚醚的性能及应用

氯化聚醚（CP）的耐蚀性仅次于F4，且在120℃高温下仍有优良的耐蚀性。其力学性能介于PE与PA之间，耐湿性好，但介电常数及介质损耗因数大，抗冲击性差，易开裂，故配方料中需加入增韧剂改性。在工频和室温下介电常数为3.3，介质损耗因数为8×10^-3，体积电阻率为（3～7）×10¹⁶Ω·cm表面电阻为（1.6～6.4）×10¹⁵Ω（120℃时这两个值分别为2×10¹²Ω·cm和2.7×10¹⁴Ω），介电强度为20kV/mm。其力学性能和电性能对温度和湿度变化不敏感，热性能稳定，不易分解，价格便宜，加工性好。因此，在许多场合可代替F4，可作电缆绝缘层和护套，如潜油电动机及潜水电动机的绕组线的绝缘层及护套等，可长期浸泡在石油、变压器油和水中工作。但CP耐寒性差，-40℃以下会变脆，所以不适用作耐寒电缆护套，但可作湿热带用电缆绝缘材料。

8.PA的性能及应用

PA料具有耐寒、耐热、耐老化、耐化学溶剂、耐油和耐磨等性能，其体积电阻率可达10¹⁶Ω·cm，但不耐水，性能对温度及湿度变化很敏感，所以不宜作绝缘层，常用作护套料。主要品种有PA6、PA66、PA610、PA1010、等。PA与PE和F46等绝缘层配套可作汽车、航空工具上用的电线电缆。

9.聚硅氧烷的性能及应用

聚硅氧烷主要用作光导纤维的第一次涂层，国产料是晨光化工研究院的GX-107，国外料有美国道康宁公司的182、184、186和日本信越公司的系列产品等。

10.茂金属PE、PP的性能及应用

茂金属催化聚合的m-PE、m-PP具有强度高、透明度高、柔软性好（可接近EPDM）、抗热撕裂强度高、加工流动性好等优点，因此目前已试用作电缆用塑料，试验代替PVC、EBA、EEA、EPM、EPDM、XLPE等材料。现已试用作低压及中压绝缘层和半导体屏蔽层（性能优于EBA、EEA、EVA），其料层光滑，服帖，稳定，收缩小，剥离性好。此外，还可作模塑电气零件等。