XETFE电线电缆绝缘料的研究进展-绝缘材料2015
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XETFE电线电缆绝缘料的研究进展-绝缘材料2015.7
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绝缘材料 2015，48(7) 史丛丛等：XETFE电线电缆绝缘料的研究进展
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XETFE电线电缆绝缘料的研究进展
史丛丛1，单永东2
（1. 中广核三角洲（江苏）塑化有限公司，江苏 太仓 215400；
2. 中广核三角洲（苏州）新材料研发有限公司，江苏 太仓 215400)
摘要：辐照交联乙烯-四氟乙烯（XETFE）共聚物绝缘电线电缆具有耐高温、耐辐射、质量轻等优点，是航空航
天线缆的主要品种之一。通过介绍辐照交联乙烯-四氟乙烯（XETFE）绝缘料的配方研究、加工工艺、标准等
国内外研究现状，指出了该绝缘料需要解决的技术难点，展望了其发展前景。
关键词：辐照交联乙烯-四氟乙烯(XETFE)；绝缘料；电线电缆
中图分类号：TM215；TM249 文献标志码：A 文章编号：1009-9239（2015）07-0009-04
Research Development of XETFE Wire and
Cable Insulating Materials
Shi Congcong1, Shan Yongdong2
(1. CGN-Delta(Jiangsu) Plastic & Chemical Co., Ltd., Taicang 215400, China;
2. CGN-Delta(Suzhou) New Materials R&D Co., Ltd., Taicang 215400, China)
Abstract: Irradiation crosslinking ethylene-tetrafluoroethylene(XETFE) copolymer insulation wire and cable
has advantages of high temperature resistance, radiation resistance, and light quality, and it is one of the
most important type of aerospace cables. The formula, processing technology, standards, and research
situation of XETFE were introduced, the technical difficulty was pointed out, and the prospect was
proposed.
Key words: irradiation crosslinking ethylene-tetrafluoroethylene(XETFE); insulating material; wire and cable
0 引 言 烯(PTFE)良好的耐热、耐化学性能，同时耐辐照性
辐照交联乙烯-四氟乙烯(XETFE)是在乙烯-四 能提高，可以热塑性加工用于电线电缆绝缘料、电
氟乙烯共聚物中加入辐照交联敏化剂、抗氧剂、阻 容器薄膜和防腐涂料等。
燃剂、稳定剂等助剂后，经辐照交联得到的一种可 为了进一步提高ETFE线缆的使用温度，交联
耐200℃高温的高性能绝缘材料。乙烯-四氟乙烯 的ETFE(XETFE)线缆被开发出来。ETFE树脂经辐
共聚物（ETFE）又称F40，是乙烯和四氟乙烯交替排 照交联后，其耐辐射性能、抗拉强度和抗老化性能
列的共聚物。由于ETFE二元共聚物的各方面性能 得到极大提升，耐高温性能也大为改善，长期工作
不够稳定和完善，因此现在商用的ETFE都在聚合 温度从150℃提高到200℃。交联ETFE具有优异
过程中加入了少量的第三单体，以改善ETFE的性 的介电性能，还具有密度小、强度大、耐辐射、耐老
能。ETFE是一种无色透明的颗粒状结晶体，结晶 化等优点，因此在航空航天领域应用广泛。ETFE
度为50%～60%，熔点为265～280 ℃，密度仅为 树脂50%以上的产量都用作电线电缆绝缘料。
1.7 g/cm3，是最强韧和最轻的氟塑料。它是一种良 XETFE绝缘电线电缆是目前飞机用两大主要线种
好的电介质材料，绝缘性能优异，介电常数为2.6，电 之一。
阻率高，介质损耗因数低。ETFE 的使用温度
为-65～150 ℃，范围较广。ETFE保持了聚四氟乙 1 XETFE绝缘料的配方
—————————————
ETFE的分子链中含有乙烯结构，因此在电子
收稿日期：2014-11-05 修回日期：2015-01-05
束辐照下具有交联倾向。由于氟化氢（HF）的形
作者简介：史丛丛（1988-），女（汉族），山东聊城人，工程师，主要从
事电缆料开发工作；单永东（1970-），男（汉族），江苏人，高级工程 成和各种自由基的链内链间反应等，使 ETFE
师，主要从事电缆料的研究工作。 在常温下交联需要相当大的辐射剂量，需要在高绝缘材料 2015，48(7) 史丛丛等：XETFE电线电缆绝缘料的研究进展
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验如图1所示，试样挂在规定直径的试棒上，将试样 300℃。
两端各剥去一定长度的绝缘层，在露出的导体上挂 XETFE绝缘料的加工最好采用双螺杆挤出机，
一定质量的砝码，经300℃高温处理7h后，取下试 该挤出机混料快、塑化均匀，料在料筒中的停留时
样冷却到室温，将试样绕试棒正、反弯曲两次，要求 间短，减少了交联敏化剂的挥发和自聚。由于ET-
试样不开裂；再做2500V、5min的浸水耐压试验， FE在高温加工过程中会产生腐蚀性的HF气体，因
要求试样不击穿。 此挤出机的料筒和螺杆应采用耐高温的防腐蚀材
料制成。
表1 SAE AS 22759与GJB 773A中XETFE的技术指标 郑伟等[6]先将ETFE树脂与阻燃剂、抗氧剂等其
Tab.1 The comparison of technical indexes between 他助剂材料共混，用双螺杆挤出机熔融造粒，熔融
SAE AS 22759 and GJB 773A for XETFE 挤出温度为230～300℃，再将造好的粒子与进口高
性能项目 SAE AS 22759 GJB 773A 性能交联敏化剂共混造粒制得XETFE绝缘料，熔融
抗张强度(23℃)/MPa ≥35 ≥35 挤出温度为240～290℃，用该材料制得的电线符合
断裂伸长率/% ≥75 ≥50 MIL-W-22759标准。
介电常数 2.5～2.7 2.5～2.7
5 XETFE绝缘料的研究进展
介质损耗角正切 ≤1×10-3 ≤1×10-3
众所周知，ETFE是最强韧的氟塑料，也是最轻
体积电阻率(23℃)/(Ω cm) ≥1×1015 ≥1×1015
·
的氟塑料。ETFE树脂最先由美国杜邦公司于20世
纪70年代研发成功，随后日本等国也相继研发成
功。主要商品牌号有美国杜邦公司的Tefzel牌号和
日本旭硝子公司的Fluon牌号。商品化的ETFE树
脂中都加入了第三单体来改善二元共聚物的不足
之处[7]。而且根据ETFE树脂的用途和性能不同，加
入的第三单体的种类和数量也有很大差别。国内
从20世纪60～70年代开始研发ETFE产品，近两年
图1 交联度验证试验示意图
有一些用于涂料、容器、管道内衬的ETFE树脂相继
Fig.1 The schematic diagram of cross-linking degree
test of XETFE 研发成功，但是用于电线电缆的ETFE树脂至今未
能商业化生产。
4 XETFE绝缘料的加工工艺 在20世纪70年代前后，Raychem公司、日立电
文献中对XETFE绝缘料的线缆挤出工艺报道 线株式会社、International Telephone and telegraph
较多，但大部分都是采用国外的XETFE绝缘料做线 公司、住友电气工业株式会社等相继进行XETFE绝
缆工艺的探索，而将ETFE加工成XETFE绝缘料的 缘电线的研制工作，其中以Raychem公司最为成
加工工艺的报道却很少。XETFE绝缘料的加工过 功，在70年代末就已形成产业化，其产品被美国军
程主要包括以下3个过程：①混料，将ETFE原料、敏 方认可，列入MIL-W-22759标准[8]。
化剂、阻燃剂、抗氧剂及其他助剂混合均匀。一般 虽然经过几十年的发展，但由于XETFE的研发
采用高速混合机；②挤出造粒，将混合好的料用螺 成本高、投入大、技术含量高，至今成熟的XETFE绝
杆挤出机在一定加工温度下挤出造粒；③烘干，包 缘料仍掌握在国外少数几家大公司手中，如美国的
装。其中技术难度最大的是挤出造粒过程。ETFE Raychem公司、瑞士的Colorant公司、日本的旭硝子
的熔点在260～280℃，结晶料，吸湿性小，成型收缩 和大金公司等。
率为3.1%～7.7%，流动性差，极易分解，分解时释放 我国自20世纪80年代起关于ETFE辐照的研
出腐蚀性气体，其加工温度应严格控制在350℃以 究逐渐增多，90年代前后主要对ETFE的辐照交联
内，350℃以上容易引起发黄或气泡。由于加入的 行为进行了深入的理论研究，为XETFE绝缘料的研
交联敏化剂是低分子有机物，在高温下易挥发和分 究奠定了一定的理论基础。2000年以后关于XET-
解，因此 XETFE 绝缘料的加工温度不宜超过 FE绝缘料的配方和加工工艺以及XETFE绝缘线缆
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XETFE电线电缆绝缘料的研究进展
史丛丛1，单永东2
（1. 中广核三角洲（江苏）塑化有限公司，江苏 太仓 215400；
2. 中广核三角洲（苏州）新材料研发有限公司，江苏 太仓 215400)
摘要：辐照交联乙烯-四氟乙烯（XETFE）共聚物绝缘电线电缆具有耐高温、耐辐射、质量轻等优点，是航空航
天线缆的主要品种之一。通过介绍辐照交联乙烯-四氟乙烯（XETFE）绝缘料的配方研究、加工工艺、标准等
国内外研究现状，指出了该绝缘料需要解决的技术难点，展望了其发展前景。
关键词：辐照交联乙烯-四氟乙烯(XETFE)；绝缘料；电线电缆
中图分类号：TM215；TM249 文献标志码：A 文章编号：1009-9239（2015）07-0009-04
Research Development of XETFE Wire and
Cable Insulating Materials
Shi Congcong1, Shan Yongdong2
(1. CGN-Delta(Jiangsu) Plastic & Chemical Co., Ltd., Taicang 215400, China;
2. CGN-Delta(Suzhou) New Materials R&D Co., Ltd., Taicang 215400, China)
Abstract: Irradiation crosslinking ethylene-tetrafluoroethylene(XETFE) copolymer insulation wire and cable
has advantages of high temperature resistance, radiation resistance, and light quality, and it is one of the
most important type of aerospace cables. The formula, processing technology, standards, and research
situation of XETFE were introduced, the technical difficulty was pointed out, and the prospect was
proposed.
Key words: irradiation crosslinking ethylene-tetrafluoroethylene(XETFE); insulating material; wire and cable
0 引 言 烯(PTFE)良好的耐热、耐化学性能，同时耐辐照性
辐照交联乙烯-四氟乙烯(XETFE)是在乙烯-四 能提高，可以热塑性加工用于电线电缆绝缘料、电
氟乙烯共聚物中加入辐照交联敏化剂、抗氧剂、阻 容器薄膜和防腐涂料等。
燃剂、稳定剂等助剂后，经辐照交联得到的一种可 为了进一步提高ETFE线缆的使用温度，交联
耐200℃高温的高性能绝缘材料。乙烯-四氟乙烯 的ETFE(XETFE)线缆被开发出来。ETFE树脂经辐
共聚物（ETFE）又称F40，是乙烯和四氟乙烯交替排 照交联后，其耐辐射性能、抗拉强度和抗老化性能
列的共聚物。由于ETFE二元共聚物的各方面性能 得到极大提升，耐高温性能也大为改善，长期工作
不够稳定和完善，因此现在商用的ETFE都在聚合 温度从150℃提高到200℃。交联ETFE具有优异
过程中加入了少量的第三单体，以改善ETFE的性 的介电性能，还具有密度小、强度大、耐辐射、耐老
能。ETFE是一种无色透明的颗粒状结晶体，结晶 化等优点，因此在航空航天领域应用广泛。ETFE
度为50%～60%，熔点为265～280 ℃，密度仅为 树脂50%以上的产量都用作电线电缆绝缘料。
1.7 g/cm3，是最强韧和最轻的氟塑料。它是一种良 XETFE绝缘电线电缆是目前飞机用两大主要线种
好的电介质材料，绝缘性能优异，介电常数为2.6，电 之一。
阻率高，介质损耗因数低。ETFE 的使用温度
为-65～150 ℃，范围较广。ETFE保持了聚四氟乙 1 XETFE绝缘料的配方
—————————————
ETFE的分子链中含有乙烯结构，因此在电子
收稿日期：2014-11-05 修回日期：2015-01-05
束辐照下具有交联倾向。由于氟化氢（HF）的形
作者简介：史丛丛（1988-），女（汉族），山东聊城人，工程师，主要从
事电缆料开发工作；单永东（1970-），男（汉族），江苏人，高级工程 成和各种自由基的链内链间反应等，使 ETFE
师，主要从事电缆料的研究工作。 在常温下交联需要相当大的辐射剂量，需要在高绝缘材料 2015，48(7) 史丛丛等：XETFE电线电缆绝缘料的研究进展
11
验如图1所示，试样挂在规定直径的试棒上，将试样 300℃。
两端各剥去一定长度的绝缘层，在露出的导体上挂 XETFE绝缘料的加工最好采用双螺杆挤出机，
一定质量的砝码，经300℃高温处理7h后，取下试 该挤出机混料快、塑化均匀，料在料筒中的停留时
样冷却到室温，将试样绕试棒正、反弯曲两次，要求 间短，减少了交联敏化剂的挥发和自聚。由于ET-
试样不开裂；再做2500V、5min的浸水耐压试验， FE在高温加工过程中会产生腐蚀性的HF气体，因
要求试样不击穿。 此挤出机的料筒和螺杆应采用耐高温的防腐蚀材
料制成。
表1 SAE AS 22759与GJB 773A中XETFE的技术指标 郑伟等[6]先将ETFE树脂与阻燃剂、抗氧剂等其
Tab.1 The comparison of technical indexes between 他助剂材料共混，用双螺杆挤出机熔融造粒，熔融
SAE AS 22759 and GJB 773A for XETFE 挤出温度为230～300℃，再将造好的粒子与进口高
性能项目 SAE AS 22759 GJB 773A 性能交联敏化剂共混造粒制得XETFE绝缘料，熔融
抗张强度(23℃)/MPa ≥35 ≥35 挤出温度为240～290℃，用该材料制得的电线符合
断裂伸长率/% ≥75 ≥50 MIL-W-22759标准。
介电常数 2.5～2.7 2.5～2.7
5 XETFE绝缘料的研究进展
介质损耗角正切 ≤1×10-3 ≤1×10-3
众所周知，ETFE是最强韧的氟塑料，也是最轻
体积电阻率(23℃)/(Ω cm) ≥1×1015 ≥1×1015
·
的氟塑料。ETFE树脂最先由美国杜邦公司于20世
纪70年代研发成功，随后日本等国也相继研发成
功。主要商品牌号有美国杜邦公司的Tefzel牌号和
日本旭硝子公司的Fluon牌号。商品化的ETFE树
脂中都加入了第三单体来改善二元共聚物的不足
之处[7]。而且根据ETFE树脂的用途和性能不同，加
入的第三单体的种类和数量也有很大差别。国内
从20世纪60～70年代开始研发ETFE产品，近两年
图1 交联度验证试验示意图
有一些用于涂料、容器、管道内衬的ETFE树脂相继
Fig.1 The schematic diagram of cross-linking degree
test of XETFE 研发成功，但是用于电线电缆的ETFE树脂至今未
能商业化生产。
4 XETFE绝缘料的加工工艺 在20世纪70年代前后，Raychem公司、日立电
文献中对XETFE绝缘料的线缆挤出工艺报道 线株式会社、International Telephone and telegraph
较多，但大部分都是采用国外的XETFE绝缘料做线 公司、住友电气工业株式会社等相继进行XETFE绝
缆工艺的探索，而将ETFE加工成XETFE绝缘料的 缘电线的研制工作，其中以Raychem公司最为成
加工工艺的报道却很少。XETFE绝缘料的加工过 功，在70年代末就已形成产业化，其产品被美国军
程主要包括以下3个过程：①混料，将ETFE原料、敏 方认可，列入MIL-W-22759标准[8]。
化剂、阻燃剂、抗氧剂及其他助剂混合均匀。一般 虽然经过几十年的发展，但由于XETFE的研发
采用高速混合机；②挤出造粒，将混合好的料用螺 成本高、投入大、技术含量高，至今成熟的XETFE绝
杆挤出机在一定加工温度下挤出造粒；③烘干，包 缘料仍掌握在国外少数几家大公司手中，如美国的
装。其中技术难度最大的是挤出造粒过程。ETFE Raychem公司、瑞士的Colorant公司、日本的旭硝子
的熔点在260～280℃，结晶料，吸湿性小，成型收缩 和大金公司等。
率为3.1%～7.7%，流动性差，极易分解，分解时释放 我国自20世纪80年代起关于ETFE辐照的研
出腐蚀性气体，其加工温度应严格控制在350℃以 究逐渐增多，90年代前后主要对ETFE的辐照交联
内，350℃以上容易引起发黄或气泡。由于加入的 行为进行了深入的理论研究，为XETFE绝缘料的研
交联敏化剂是低分子有机物，在高温下易挥发和分 究奠定了一定的理论基础。2000年以后关于XET-
解，因此 XETFE 绝缘料的加工温度不宜超过 FE绝缘料的配方和加工工艺以及XETFE绝缘线缆
