摘要: 20世紀末以來,PVC材料的環境問題被廣泛認識,歐盟自發布了WEEE和RoHS指令后,又發布了EuP指令,直逼中國制造業,尤其是塑料制品,當然也包括電纜行業。更嚴重的是一些發達國家已提出了限制或全面禁止使用PVC電纜的法令建議。如何解決PVC電纜料的環保問題,首當其沖要解決熱穩定劑的無鉛化。本文對我國電纜料用熱穩定劑的現狀及經濟的合理性,技術的可行性進行分析。同時對KGF-R產品在無鉛鹽化應用中的作用、所能達到的指標,通過實驗得到的數據,證明完全可以替代鉛鹽達到電纜料國標要求,進行論證。 關鍵詞:PVC電纜料 有機鈣液體穩定劑 無鉛環保 1.PVC電纜料行業所處環境 1.1 現有環保壓力 在電線電纜絕緣和護套料中,PVC材料價格便宜,機械性能優良,加工方便,使得它長久以來成為電線電纜行業使用數量最多的材料。據統計2006年PVC電纜料總消耗PVC樹脂達到80萬T左右,其中大部分用于電子、電器產品的組件。常規的電線電纜生產過程中污染是相當嚴重的,在制造、使用及廢棄過程和廢物回收處理時會產生大量的有毒有害物質。有資料表明:在填埋場內,有10%以上的鉛鹽穩定劑從含有各種混合增塑劑柔性PVC電纜料中釋放出來(引自歐盟綠皮書—PVC的環保問題-C)。當然還包括二噁英、鹵氫酸等。近年來,歐、美、日等國家對電線電纜的公害現狀十分重視,紛紛制定了法律法規對電線電纜生產制造過程的廢氣、廢水、固體排放物進行了嚴格的限制,而且對報廢的電線電纜的處理實施全面的監控,要求電線電纜制造企業采用符合環保的材料取代傳統材料,以達到綠色、環保的要求。 不僅國外如此,我國政府也出臺了《電子信息產品污染控制管理辦法》,對鉛等六種有毒有害物質做了相應的規定。而早在1998年北京市供電局就頒發規定,在其所管轄系統禁用PVC電纜;2001年公安部頒發了公告,要求從2002年開始,在上海、北京等城市的大型公共活動場所,禁止使用PVC等非環保性電線電纜產品;而上海市政府也承諾:2010年上海世博會也將使用環保型電纜產品。目前鐵道、通信部門也已頒布了規定,以后的幾年中,我國的建筑、交通、運輸、通信等部門和所有的大中城市的供電部門,也將實施全面禁止使用非環保型電線電纜。 1.2 PVC電纜料無鉛化進展的主要障礙 2006年我國共消耗熱穩定劑30萬噸,其產品結構為鉛鹽類占40%,硬脂酸鹽類占20%,復合型占24%(部分含鉛),有機錫類占6%、稀土類及其他占10%,鉛鹽消耗量在10萬噸以上,其中電線電纜料生產上消耗在5萬噸左右。到目前為止國內對PVC電纜料加工基本上還是使用鉛鹽產品。主要原因有兩個:1.技術上的難度:我國電線電纜料生產采用GB/T 8815-2002國家標準。這項標準中的若干測試項目高于國際標準,如200℃剛果紅測試和20℃體積電阻率,這是和我國國情有關。我國民用電電壓為220V,工業三相電380V,而輸送電則采用超高壓輸送。另外民用住宅普遍采用暗線(埋藏線)裝修,城市輸電線也普遍采用地下輸送。這就對電線電纜的熱穩定性和體積電阻率提出了特別高的要求,這是符合我國國情的。能否達到標準要求,對PVC電纜料的200℃剛果紅測試和20℃體積電阻率在相同配方中采用何種熱穩定劑是起決定性作用的,在當前除采用鉛鹽產品能滿足國標要求外,用其它材料來代替鉛鹽,都是十分困難的。2.成本關系:PVC電線電纜料加工行業是一個微利的傳統行業,企業對加工成本控制的十分嚴格。當前無鉛環保類熱穩定劑難于在有國標要求的電纜中推廣應用:一是熱穩定劑本身售價過高加工企業難以接受,二是改變原PVC電纜料配方體系增加了電纜料的制造成本(只能滿足實驗室條件)而喪失了實際使用意義。 同時,目前國內對PVC電纜料的無鉛化基本上持有二種看法:1.認為鈣/鋅類環保熱穩定劑可以替代鉛鹽滿足加工要求和國標有關規定,其實不然: 2006年我國消耗5萬噸鉛鹽穩定劑用于PVC電纜料加工,就說明了并非所有的環保類熱穩定劑品種都在使用性能和使用成本上全面替代鉛鹽。鈣/鋅類環保熱穩定劑只能滿足出口UL標準,所以在出口電線電纜中使用鈣/鋅類環保熱穩定劑能滿足加工要求,而要達到國標的要求還有差距。這是其一;2.有專家、學者認為用鈣/鋅類環保熱穩定劑代替傳統的鉛鹽產品是大勢所趨,也是我國熱穩定劑主要發展方向,但以鈣/鋅類產品目前的水平,是不可能滿足GB/T 8815-2002國家標準中有關20℃體積電阻率、200℃剛果紅測試熱穩定性能等指標的,尤其是目前我國PVC電纜行業基本上都是微利運營的前提下,對塑料助劑的價格十分敏感的前提下,不可能開發出使用成本低于鉛鹽產品而性能、質量指標達到鉛鹽產品的代替產品,至少不能正常商品化運營。 所以講PVC電纜用熱穩定劑的無鉛化是必要的、必須的,但現實情況又是十分復雜和嚴峻的。對這種局面和發展的趨勢,我們的認識是較為深遠的,我們用了近5年的時間,投入了大量的人力、財力,開發成功了已申報三項發明專利的有機鈣系液體復合產品。特別是KGF-R品種在PVC電纜料的應用中,得到了江蘇、浙江、山東、四川等地用戶的認可。
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