高分子复合防腐电缆桥架简介.docx

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1、高分子复合防腐电缆桥架简介传统的钢制电缆桥架，由于存在电腐蚀效应，使用寿命普遍较短，尤其是在腐蚀条件较恶劣的自然环境下，使用寿命只能35年，甚至更短。玻璃钢电缆桥架、复合环氧树脂电缆桥架等产品，由于耐老化性能不好，表层容易出现老化损坏，甚至整个脱落等现象，目前来看整体效果也不是令人满意的。基于目前的这种现状，我公司结合国内多家科技机构，研制开发了高分子复合防腐电缆桥架。从该类型桥架的实验室检验结果和实际应用效果来看,该桥架各项性能指标明显优于钢制电缆桥架、玻璃钢电缆桥架，也优于复合环氧树脂电缆桥架，可以完全代替各种传统材质的电缆桥架。高分子复合防腐电缆桥架采用内衬钢骨架,外敷高分子材料等多层结

2、构,详细分层结构见下图。之所以采用内衬钢骨架而不采用空心结构，主要是考虑强度问题。为了节省成本及加快安装进度的要求，许多工业设计都是采用大跨距设计，这就给桥架的强度提出了更高的要求。空心结构的强度较低，不能满足要求，故我们采用了整体钢骨架为内衬外敷高分子复合材料的结构。内猾?契描层防阿做(56)(ftfi)(f1fi)图中，产品最内层为钢骨架(绿色层，图中颜色只是为了易于区分，不代表实际颜色，下同)，钢骨架采用特制冷轧镀锌钢板，经过专业型材生产线全自动轧制生产而成，产品尺寸精确度高，内应力小，从而确保了高分子复合防腐电缆桥架产品整体的尺寸和性能的稳定性。冷轧镀锌钢板相比于热轧钢板来说具有强度高

3、、韧性适中、变形小、尺寸准确、无内应力等优点，因此，在高分子复合防腐电缆桥架生产中，应杜绝使用热轧钢板代替冷轧镀锌钢板的做法。金属材料与有机材料的粘结问题一直都是难以解决的问题，一是粘结强度低，剥离力太小；二是使用寿命短，很容易分层脱落；三是对温差变化敏感，经过多次温度变化后，粘结面就会变得十分脆弱。为了使高分子材料与钢制骨架能够粘结牢固，并且能够避免温度变化时两相分离，我公司科研人员与相关研究机构进行了大量的设计开发和试验，从浩如烟海的高分子材料中甄别遴选，最终确定了使用改性EVA高分子材料做为粘结材料。EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的简称，其中醋酸乙烯(VA)含量在5%40%之间的共聚物称

4、为EVA树脂，是热溶胶的主要成份，其中的VA含量越高，粘性越强，粘结力越大。然而，国内目前的工艺水平，VA实际含量普遍不高，只能做到20%以下。为了解决这个难题，我公司采用了美国杜邦公司生产的Byne13000树脂。该树脂是专门为解决金属与高分子材料的粘结问题而开发的产品，其VA含量在40%以上，并且全部经过酸酊改性，是目前全世界唯一一款可以完美解决高分子材料与金属粘结强度低、易分层等难题的粘结材料。我公司经过反复试验,采用改性配方,改进了为了改善Byne13000树脂的加工性能,使其能够适应工业化流水线生产，大大提高了生产效率。采用手工涂刷EVA乳液来做为粘结材料的做法不可取，原因有四，一是

5、手工涂刷，涂层厚度难以掌握；二是手工涂刷，不能保证百分百涂刷到，尤其是拐角处，此处也是最容易出现问题的地方；三是手工涂刷后，钢衬在进入模具时，会导致部分涂层被破坏；第四，也是最重要的一点，手工涂刷，钢衬与涂层、涂层与外层的高分子材料之间会出现明显的界面，导致粘结强度降低。为了确保粘结材料在钢骨架表面涂敷的均匀,我公司结合设备制造厂家专门研发出了涂层涂敷机组，改进了产品模具设计和生产工艺。钢衬经过导向后进入模具，在模具内预热后进入涂敷段。粘结材料经过涂敷机组加热后变成流体，经计算机控制，采用极高的压力注入模具内部涂层流道,然后均匀的涂敷在钢衬表面，确保钢衬表面边角死弯处都能涂敷到。钢衬之所以需要

6、预热，是因为高温下的钢板，分子运动剧烈，粘结材料与钢铁之间的粘结更为牢固，剥离力更大。经测试，加热后涂敷比常温下涂敷的剥离力提高了70%o上图中的黄色层为粘结层。钢骨架外包的高分子材料主材是PVC1俗称塑料，学名聚氯乙烯，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。PVC具有良好的耐腐蚀性能，对有机和无机的酸、碱、盐都十分稳定；PVC具有较高的机械性能指标,抗张强度60MPa左右,冲击强度510kJm2；有优异的介电性能；阻燃性能好，氧指数能够达到36%以上。由于聚氯乙烯优良的各项性能指标，聚氯乙烯自从研制成功以来，迅速风靡全球，发展成为有机高分子材料产量最大的产品。然而，纯粹的PVC却是不

7、能投入使用的，因为其有些指标优越，同时有些指标却表现不好，比如耐候性，PVC对光和热的稳定性差,在IOc)C。以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生HC1tHC1反过来又会催化分解反应，这导致PVC很快就会变色、物理机械性能也迅速下降，导致产品损坏。同时，PVC的机械加工性能并不好，不适宜进行大规格批量化生产。有鉴于此，我们必须对PVC进行改良，研究新的配方和材料，使其既吸收PVC的优良指标,又能够改善其不好的指标，即所谓扬长避短。经过研究发现，在PVC配方中添加复合稳定剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、阻燃添加剂、耐候助剂、色料等组分后，PVC成份的综合性能指标达到了令人满意的结果。改良后的PVC

8、产品各项性能指标见下表。序号指标类别指标名称标准要求实测结果测量依据1阻燃性能氧指数32%52JB/T10216-20133燃烧性能B1-bB1-bGB8624-20127火焰蔓延样品没有着火或者着火后30S之内自行熄灭没有着火JB/T10216-20134力学性能载荷试验跨距2m,力口载3100Nm,挠度值WIomm挠度值3mmJB/T10216-20135撞击试验碰撞能量IOJ1撞击后无影响使用的变形和裂纹无变形和裂纹JB/T10216-201310防腐层剥离强度基材与钢板4.8KN/mGB/T7122-19966抗老化性能人工气候试验试验结束，防护层表面质量达到2级1级JB/T6743-

9、20138防腐蚀性能耐水性能浸泡14天后，弯曲强度N120Mpa227MPaJB/T10216-20139耐化学腐蚀性能硫酸、盐酸、丙酮、氨水等介质中浸泡14天后，弯曲强度N120Mpa213MpaJB/T10216-201310电气性能工频电气强度16Kv16KvGB/T1408.1-201611表面电阻率1087.3IO9QGB/T1410-200612体积电阻率io7cm3.5108CMGB/T1410-2006为了更进一步的提高高分子复合电缆桥架的耐候性，使其拥有更长的使用寿命，我们开发了双相复合挤出技术，在高分子材料表层增加了一层高耐候保护层，该保护层主要材料为ASA树脂。ASA树脂

10、是由苯乙烯、丙烯睛和丙烯酸酯等三元聚合物共聚合而成的一种抗冲改性树脂，具有良好的机械物理性能，ASA和ABS的结构相似，其保留了ABS作为工程塑料所具有的极佳的机械物理性能，同时具有很强的耐候性和比较好的耐高温性能，另外ASA也是一种防静电材料，能使产品表面少积灰尘。ASA树脂以其良好的机械物理性能和极佳的耐候性能而获得了广泛的应用，主要应用于汽车外部饰件、高级门窗挤塑型材、房屋壁板、温泉池、游泳池梯阶、雨水收集系统等户外部件。ASA具有良好的加工性能，也能与PVC、PP、PS、PC等相树脂共混形成合金塑料，以改善综合指标。我公司采用的ASA树脂引入了N-苯基马来酰亚氨（NPM1）单体共聚，在

11、保持ASA原来的高耐候性的基础上，进一步的提高了ASA的耐热性能，使其热变形温度（HDT）提高到了120C。以上。这样，我公司的高分子复合电缆桥架产品能够适用于高寒、高热、高海拔、沿海、强日照、强腐蚀等复杂的外部环境而不被损坏，提高了电缆桥架的使用寿命，给客户带来了极高的性高比。上图中最外层（蓝色的）代表ASA保护层。高分子复合防腐电缆桥架其结构型式如下图所示。中空置板高分子复合防腐电缆桥架分为梯式、槽式和托盘式三种类型，其结构形式大体类似。梯边采用带有加强凸起的结构样式以提高电缆桥胧曲架的强度和载荷能力。横旦为方型截面内衬厚壁圆管，圆管两端攻有螺纹，梯边与横旦之间采用不锈钢螺栓连接，以提高桥

12、架连接紧固性和稳定性。盖板采用中空结构，即满足了强度要求，又能降低产品重量，使安装更轻便快捷。电缆桥架的四个端面安装有防护封堵,确保不漏铁。上图所示为梯式桥架结构,在梯式桥架的横旦之间安装中空的底板,就成为不漏空的槽式桥架。该结构的槽式桥架即有梯式桥架的大跨距和高载荷,又实现了槽式桥架的密闭性,兼具两者之优点。槽式桥架的底板上开有通风孔的，就叫托盘式桥架，以适应大功率电缆通风散热之要求。我公司高分子电缆桥架的生产全部采用电脑控制的全自动流水线，完全实现了生产配方、工艺指标、产品质量的三稳定。我公司愿与广大客户一起，不断完善、改进、提高高分子电缆桥架生产制造的工艺流程，提高产品各项性能指标，满足广大客户的使用需求，不断提高自身，逐渐成为高分子电缆桥架行业的佼佼者。河北创业玻璃钢电器设备有限公司2023年5月15日