泉州七星电气有限公司电力绝缘高分子材料研发可行性报告.doc

1. 研发背景
1.1 电力大发展环境及政策
近十年来国家一直在电网改造方面加大投资力度，并把电力发展作为拉动内需，促进国民经济发展，提供人民生活质量的重要战略。在城市电网和农村电网建设和改造上国家电网公司计划2009-2011年共投资1.16万亿。
西方国家的城市电缆化的平均水平在70%，而北京的架空线入地仅实现不到40%，1500万常驻人口北京市的地下电缆总长度还不及人口为300万的柏林市。城市缆化比率的提高已成为过去十年乃至以后相当长的时间里国家重点投资的对象。提高供电的安全性和可靠性及改善城市电网的供电质量。成为电力部门的首要任务。
国家电网公司2005年年底出台关于推广和普及先进的适用技术的意见。意见将8种技术列为电力系统先进适用技术，电力绝缘产品创新和绝缘材料创新属于先进适用技术范畴之列，属于国网公司重点鼓励和扶植的项目。
1.2 国内市场需求
国内电力工业的发展决定了电气绝缘制品的市场，绝缘产品作为配电设备的关键材料和基础件，是提高配电网络可靠性的关键所在，市场前景广阔。

表1：电力绝缘产品年需求量
序号
产品名称
年需求量
（万套）
单价
（元/套）
金额
（亿元）
1
1-35kV冷缩户内终端系列
800
1000
80.00
2
1-35kV冷缩户外终端系列
600
1200
72.00
3
1-35kV冷缩中间接头系列
300
2000
60.00
4
10-35kV美式插接头系列
15
600
0.90
5
10-35kV欧式插接头系列
18
600
1.08
6
110kV电缆附件
3.8
30000
11.40
7
220kV电缆附件
2.5
90000
22.50
8
10-35 kV合成绝缘子系列
120
100
1.20
9
110 kV合成绝缘子系列
80
280
2.24
10
220 kV合成绝缘子系列
50
550
2.75
*：单价按照目前的市场平均价格估价
随着电力系统对供电可靠性要求的普遍提高和技术进步的要求，高性能绝缘材料需求增长更快。硅橡胶是国内电力绝缘产品的主要原材料，其中德国Wacker公司、美国GE公司、Dow Coming公司等各自开发的加成型液态硅橡胶因其性能超群成为最重要的电缆附件原材料。目前国内冷缩电缆附件用液态硅橡胶大部分从这几家公司进口，因此，国产电缆附件价格一直居高不下，其生产持续也无法得到保障。电缆附件用硅橡胶材料价格比较如下图所示：
图1 不同材料价格比较

1.3国外市场需求
硅橡胶绝缘材料自20世界60年代开始在国外电力系统中应用。2006年国际大电工会议 的调查报告显示；超过1000万套硅橡胶绝缘设备用于全世界。美国3M公司生产的硅橡胶电力绝缘产品以其独特的设计、简易的安装操作占有全球电缆附件80%以上的市场。
泉州七星电气有限公司自2007年开始拓展海外市场，每年4—5月份都参加越南东盟工业展览及德国汉诺威工业展览，结识了一大批海外客户；目前已有部分客户正式提出订货需求。其中丹麦HANNS FOLSGAARD有限公司需求1KV冷缩中间接头套管，法国SPARDARK煤气管道有限公司需求管道连接管，这两家客户对产品的要求具有共同点：即产品主体原材料必须采用EPDM橡胶。原因主要有二点：
l EPDM材料老化性能优
l EPDM材料耐磨性好

表2：两家海外公司的需求量
序号
产品名称
销售量（支）
单价
（元/支）
销售额
（元）
材料消耗（千克）
2009年需求量
1
1kV冷缩管1#（L=250mm）
100000
13.00
1,300,000.00
4700.00
2
1kV冷缩管2#（L=350mm）
100000
15.00
1,500,000.00
6580.00
3
1kV冷缩管3#（L=500mm）
100000
20.00
2,000,000.00
9400.00
4
冷缩管1#(直径=5.0cm L=100mm)
100000
40.00
4,000,000.00
18000.00
5
冷缩管2#(直径=5.5cm L=100mm)
100000
45.00
4,500,000.00
21500.00
6
冷缩管3#(直径=8.0cm L=120mm)
100000
50.00
5,000,000.00
54000.00
7
冷缩管4#(直径=10.0cm L=100mm)
100000
52.00
5,200,000.00
71000.00
8
冷缩管5#(直径=10.0cm L=150mm)
100000
55.00
5,500,000.00
110000.00
9
冷缩管6#(直径=10.0cm L=180mm)
100000
60.00
6,000,000.00
130000.00

合 计
900000

35,000,000.00
425180.00
2010年需求量
1
1kV冷缩管1#（L=25mm）
200000
13.00
2,600,000.00
9400.00
2
1kV冷缩管2#（L=35mm）
200000
15.00
3,000,000.00
13160.00
3
1kV冷缩管3#（L=50mm）
200000
20.00
4,000,000.00
18800.00
4
冷缩管1#(直径=5.0cm L=100mm)
200000
40.00
8,000,000.00
36000.00
5
冷缩管2#(直径=5.5cm L=100mm)
200000
45.00
9,000,000.00
43000.00
6
冷缩管3#(直径=8.0cm L=120mm)
200000
50.00
10,000,000.00
108000.00
7
冷缩管4#(直径=10.0cm L=100mm)
200000
52.00
10,400,000.00
142000.00
8
冷缩管5#(直径=10.0cm L=150mm)
200000
55.00
11,000,000.00
220000.00
9
冷缩管6#(直径=10.0cm L=180mm)
200000
60.00
12,000,000.00
260000.00

合 计
1800000

70,000,000.00
850360.00
2011年需求量
1
1kV冷缩管1#（L=25mm）
300000
13.00
3,900,000.00
14100.00
2
1kV冷缩管2#（L=35mm）
300000
15.00
4,500,000.00
19740.00
3
1kV冷缩管3#（L=50mm）
300000
20.00
6,000,000.00
28200.00
4
冷缩管1#(直径=5.0cm L=100mm)
300000
40.00
12,000,000.00
54000.00
5
冷缩管2#(直径=5.5cm L=100mm)
300000
45.00
13,500,000.00
64500.00
6
冷缩管3#(直径=8.0cm L=120mm)
300000
50.00
15,000,000.00
162000.00
7
冷缩管4#(直径=10.0cm L=100mm)
300000
52.00
15,600,000.00
213000.00
8
冷缩管5#(直径=10.0cm L=150mm)
300000
55.00
16,500,000.00
330000.00
9
冷缩管6#(直径=10.0cm L=180mm)
300000
60.00
18,000,000.00
390000.00

合 计
2700000

105,000,000.00
1275540.00
2012年需求量
1
1kV冷缩管1#（L=25mm）
400000
13.00
5,200,000.00
18800.00
2
1kV冷缩管2#（L=35mm）
400000
15.00
6,000,000.00
26320.00
3
1kV冷缩管3#（L=50mm）
400000
20.00
8,000,000.00
37600.00
4
冷缩管1#(直径=5.0cm L=100mm)
400000
40.00
16,000,000.00
72000.00
5
冷缩管2#(直径=5.5cm L=100mm)
400000
45.00
18,000,000.00
86000.00
6
冷缩管3#(直径=8.0cm L=120mm)
400000
50.00
20,000,000.00
216000.00
7
冷缩管4#(直径=10.0cm L=100mm)
400000
52.00
20,800,000.00
284000.00
8
冷缩管5#(直径=10.0cm L=150mm)
400000
55.00
22,000,000.00
440000.00
9
冷缩管6#(直径=10.0cm L=180mm)
400000
60.00
24,000,000.00
520000.00

合 计
3600000

140,000,000.00
1700720.00
2013年需求量
1
1kV冷缩管1#（L=25mm）
600000
13.00
7,800,000.00
28200.00
2
1kV冷缩管2#（L=35mm）
600000
15.00
9,000,000.00
39480.00
3
1kV冷缩管3#（L=50mm）
600000
20.00
12,000,000.00
56400.00
4
冷缩管1#(直径=5.0cm L=100mm)
600000
40.00
24,000,000.00
108000.00
5
冷缩管2#(直径=5.5cm L=100mm)
600000
45.00
27,000,000.00
129000.00
6
冷缩管3#(直径=8.0cm L=120mm)
600000
50.00
30,000,000.00
324000.00
7
冷缩管4#(直径=10.0cm L=100mm)
600000
52.00
31,200,000.00
426000.00
8
冷缩管5#(直径=10.0cm L=150mm)
600000
55.00
33,000,000.00
660000.00
9
冷缩管6#(直径=10.0cm L=180mm)
600000
60.00
36,000,000.00
780000.00

合 计
5400000

210,000,000.00
2551080.00

2. 电力绝缘产品对材料的要求
2.1高弹性，低永久变形性
高弹性保证电缆芯绝缘与附件之间的紧密结合，从而确保界面特性。低永久变形性保证了电缆附件套在电缆后，在运行过程中与电缆同呼吸的特性。同时，要保证低温下（-20℃），保持良好的回缩弹性。
2.2优良的抗紫外线和抗臭氧性能
电缆附件被用于户外环境时，在太阳光照射及氧气（特别是臭氧）、紫外线作用下，材料特别容易老化，从而影响电缆附件的运行。所以要求材料具有良好的抗老化性能。
2.3持久的憎水性及迁移性
电缆附件被用于污秽环境时，积聚在其表面上的导电污秽物质，在潮湿天气受潮后，在恶劣天气还会发生局部放电，发生闪络事故。所以，要求材料具有持久的憎水性及迁移性，减少污秽的积累，防止闪络事故的发生。
2.4优良的阻燃性
电缆附件在高压下运行，其表面的污湿所引起的泄漏电流可能导致材料发热，所以要求材料在大电流通过的情况下，不会因发热引起燃烧。
2.5高耐漏电起痕性
电缆附件在高压下运行，其表面的污湿所引起的泄漏电流可能导致材料的电腐蚀。所以要求材料绝缘性能好，不易产生导电碳化通道，减少电腐蚀。
2.6产品所用化学材料必须符合欧洲的环保要求

表3 冷缩电缆附件材料主要指标
项目
指标
硬度（邵氏A）
45—55
拉伸强度（Mpa）
≥7
扯断伸长率%
≥500
扯断永久变形%
≤2
撕裂强度kN/m
≥35
体积电阻率Ω·cm
≥1015
介电常数
3—4
介质损耗角正切值
≤0.03
介电强度kV/mm
≥25
耐漏电起痕性和电蚀损性
TMA4.5级，蚀损深度≤2.5mm
阻燃性
FV-0级
3. 成本分析
3.1 电力绝缘材料市场
目前，国内市场的电力绝缘材料主要以硅橡胶材料为主，硅橡胶大多以混炼胶的形式供应。国内生产企业主要有东爵（南京）、宏达（镇江）等，生产规模大小不一。国外公司在我国销售硅橡胶混炼胶主要有德国Wacker公司、美国GE公司、Dow Coming公司等，高性能电力绝缘材料生产技术和市场还是被这几家公司所垄断。
3.2 材料成本
目前，原材料成本占电力绝缘产品总成本的60%以上；但原材料在很大程度上却要依靠国外进口，价格长期居高不下，产品生产成本极高，企业利润的大部分被国外公司获取。以下是公司产品的成本比较：

表4：产品材料成本比较
序号
产品名称
单位重量
公斤/套
进口液态胶
固态胶
EPDM胶
单价
成本
单价
成本
单价
成本
1
10kV冷缩户内终端
0.450
134.00
60.75
50.00
22.50
30.00
13.50
2
10kV冷缩户外终端系列
0.690
134.00
92.46
50.00
34.50
30.00
20.70
3
10kV冷缩中间接头系列
3.300
134.00
442.20
50.00
165.00
30.00
99.00
4
20kV冷缩户内终端系列
0.570
134.00
76.38
50.00
28.50
30.00
17.10
5
20kV冷缩户外终端系列
0.840
134.00
112.56
50.00
42.00
30.00
25.20
6
20kV冷缩中间接头系列
3.900
134.00
522.60
50.00
195.00
30.00
117.00
7
35kV冷缩户内终端系列
1.500
134.00
201.00
50.00
75.00
30.00
45.00
8
35kV冷缩户外终端系列
2.400
134.00
321.60
50.00
120.00
30.00
72.00
9
35kV冷缩中间接头系列
5.400
134.00
723.60
50.00
270.00
30.00
162.00
10
10/250欧式插接头系列
2.400
134.00
321.60
45.00
108.00
30.00
72.00
11
10/630欧式插接头系列
4.200
134.00
562.00
45.00
185.00
30.00
126.00
注：资料来源于泉州七星电气有限公司2005年，2006年和2007年生产统计
以上情况说明国内的电力绝缘产品若想在市场上占主导地位，必须从源头上——原材料方面节约成本，开发新型绝缘材料。
电力绝缘产品用硅橡胶材料是以硅橡胶为主体，添加各种填料及助剂共混后高温硫化而得的复合材料。其中，硅橡胶生胶含量40%左右，白炭黑含量15%左右，填料含量40%左右，其他助剂含量5%左右。硅橡胶生胶、白炭黑、助剂以进口产品的性能为最佳，但是，同样存在价格贵、供应不及时的问题。填料方面，目前国内填料的细化、改性技术已经比较成熟，可以采用。另外，目前国外电力绝缘材料的原材料以EPDM为主，且比重逐年加大。实现EPDM橡胶可扩性的典型厂家为美国3M公司，其EPDM电力绝缘产品在国际市场上占垄断地位。 因此，本项目开发的目的在于从硅橡胶入手，先采用国外进口材料，然后逐步用国产材料代替，最后实现用EPDM代替硅橡胶。具体材料成本比较如下：

表5：不同阶段硅橡胶成本分析
阶段目标
材料类型
成本价格
（元/公斤）
2009年
进口成分：国产成分
6：4
100
2010年
进口成分：国产成分
4：6
80
2011年
进口成分：国产成分
2：8
60
2012年
进口成分：国产成分
1：9
50
2013年
进口成分：国产成分
0：10
40
表6：不同阶段的EPDM混炼橡胶成本分析
阶段目标
材料类型
成本价格
（元/公斤）
2009
进口成分：国产成分
6：4
65
2010
进口成分：国产成分
4：6
55
2011
进口成分：国产成分
2：8
45
2012
进口成分：国产成分
1：9
40
2012
进口成分：国产成分
0：10
30

图2 电力绝缘材料价格走势

4. 电力绝缘高分子材料研发模式
4.1自主研发
开发电力绝缘高分子材料主要以公司产品研发中心为主，公司绝缘事业部和附件事业部协助，德国SIEGAMA GmbH 公司将派专家参与项目。公司开发电力绝缘高分子材料这一技术为自我技术，公司享有完全的知识产权。项目成功后，只有公司享受对外转让这一技术的许可和权利。
4.2专利申报
项目进行过程中公司将有计划地向国家专利局申请如下实用技术型专利：
l 硅橡胶与气相白炭黑共混工艺专利
l 硅橡胶与EPDM共混专利
l 冷缩式EPDM绝缘新型材料专利
l 硅橡胶加成硫化体系专利
l 抗漏电起痕添加剂专利
l 无卤阻燃专利
l 手动注塑工艺专利
l 10KV冷缩型EPDM橡胶户内终端，户外终端和电缆中间接头专利
l 20KV冷缩型EPDM橡胶户内终端，户外终端和电缆中间接头专利
l 35KV冷缩型EPDM橡胶户内终端，户外终端和电缆中间接头专利
4.3设备引进及制造
设备部分主要包括：
l 星型动力混合机
l 三辊研磨机
l 密炼机
l 开炼机
l 挤出机
l 橡胶注塑机
l 液压扩张设备
l 固态半导电黑料注射剂（应力单元）
l 固态EPDM材料注射剂（中间接头）
l 固态EPDM材料排版硫化机（终端及套管）
国产设备技术比较成熟，维护成本较低，完全可以采用。锁模工装和模具可委托外协厂家加工。目前有两家德国公司可提供相关技术的协助。
5. 风险
5.1技术风险
七星公司自1995年成立以来，一直致力于电力绝缘材料及制品的研制，注重绝缘材料在电力产品中的应用，经过多年的努力，已成功开发了氧化锌避雷器、防污增爬裙、绝缘子、接插件、冷缩电缆附件等产品，已取得较好的经济利益和社会效益。公司引进了国内外先进的生产及检测设备，建立了比较完整的生产线和质量检测手段，培养了一支训练有素、奋发向上、追求卓越的团队，逐步完善了公司内部管理体制，多年的实践、摸索、总结，积累了丰富的电力绝缘制品生产经验。
按照现有的生产设备、测试设备和未来设备投资情况分析,公司生产、试验和测试设施在国内同行来比是比较齐全的, 其装备水平应排在前面；公司具备外来加工、开发和生产非标准化产品的能力,尤其是公司将配备有经验模具设计的工程师,所有加工工艺均可在企业内部完成。
综上所述，凭着公司多年生产电力绝缘产品经验，人员结构和技术储备，可以负责地讲，公司完全有实力开发该项目。
5.2资金风险
冷缩式EPDM绝缘材料项目研发经费可采用滚动式发展积累获取，目前海外客户丹麦HANNS FOLSGAARD有限公司已批量订货，年利润可达近100万，此项利润可部分返还再投资；另在项目开发期间，部分产品可先行新材料，其获取的利润可再返还部分投资。应该说解决项目研发经费是有根据和保障的。
5.3政策风险
根据国家“十一五”发展规划，国家将继续加大电网建设投资，鼓励企业加快开发实用新型技术，进行技术创新和材料创新。从国家政策上来说，开发此项目是有保障的。
5.4抗风险措施
综合上述，我们认为主要风险是来自我们自己，克服企业管理上的弊端是唯一抗风险的措施。对此应该完成以下三项任务：
l 科学的管理机制，健全各方面的规章制度
l 轻松的科研环境和采用人性化管理模式，调动员工的积极因素和保持人员稳定
l 严谨的工作作风和科学的工作态度
l 实行激励政策，加强团队精神
6. 项目组织机构及人员分工
6.1项目组织机构
研发
中心
绝缘
事业部
附件
事业部
市场
营销部
技术
质量部
海外
事业部

6.2项目经理制

项目
经理
材料配方
工程师
工艺
工程师
机电
工程师

品质控制
工程师
电气产品
设计工程师
电气测试
工程师
理化测试
工程师
高电压技术工程师

6.3技术人员配置
表7：技术人员配置
序号
姓名
学位
职务
毕业院校
1
G. Ziogos
博士
专家
柏林工业大学（TU BERLIN）
2
魏振超
博士
研发中心主任
柏林工业大学（TU BERLIN）
3
林国扬
硕士
技术质量部主任
福州大学
4
方海松
学士
附件事业部主任
华东理工大学
5
姚瑞灿
学士
绝缘事业部主任
西安交通大学
6
刘建灿
学士
绝缘技术主任工程师
福州大学
7
黄其昌
学士
高分子材料主任工程师
厦门大学
8
廖金星
学士
高分子工程师
泉州师范学院
9
王子夫
硕士
专家顾问
亚琛工业大学（TU ACHEN）
10
熊忠春
学士
高分子材料工程师
福州大学
11
曾宪恩
学士
工艺工程师
厦门大学
12
耿春宝
学士
高分子材料工程师
福州大学
13
马俊
硕士
专家顾问
北京大学
14
郭宏盛
硕士
项目合作人
西安橡胶研究所
15
陈煌伟
学士
理化实验员
福州大学
16
林云生
学士
工艺工程师
东北工业大学
17
戴鸿华
学士
质量控制工程师
福州大学
18
叶炳章
学士
高分子材料助理工程师
福州大学

7. 厂房&设备
7.1厂房
表8：生产及试验场地面积
序号
场地
面积
备注
1
炼胶、硫化车间
300m2
用于胶料的配制、一段硫化及二段硫化
2
挤出车间
500 m2
用于挤出试验制品的生产
3
EPDM半导电部件生产车间
300m2
满足1kV~500kV高压电缆附件应力单元及屏蔽管的生产
4
EPDM绝缘主体生产车间
1500~2000 m2
满足110kV及以下电缆附件EPDM主体生产
5
金加工配件车间
300 m2
修配产品模具加工电缆附件金具
6
高压屏蔽试验大厅*
30×40×20~24
（现有的测试大厅面积满足这一要求）
满足110kV~500kV高压电缆附件出厂试验和型式试验要求
7
高分子材料电气、机械性能试验室**
100 m2
（现有的理化实验室面积满足这一要求）原材料硫化参数确定
* 500kV高压试验大厅
高压试验大厅以满足110kV~550kV高压电缆附件出厂试验为主型式试验为辅。试验大厅要求为全屏蔽结构，在额定试验电压下背景干扰≤2pC（空间参考尺寸：40×30×20~24米）。
主要试验设备及用途：
l 750kV/1A工频试验变压器
220kV~500kV高压电缆附件出厂试验、220kV及以下高压电缆附件型式试验
l 250kV/1A工频试验变压器
132kV及以下高压电缆附件出厂试验
l 3000kV冲击电压发生器
500kV及以下高压电缆附件型式试验
** 高分子材料试验室
l 配置高分子材料基本电气性能检测设备
l 配置高分子材料基本机械性能检测设备
7.2现有检测设备

表9：现有检测设备

序号
设备名称
规格型号
产地
1
拉力试验机
PDL-1000
江苏
2
硬度计
LX-A
江苏
3
高阻计
ZC36
上海
4
老化箱
401-A
江苏
5
300kV工频耐压设备
YDTW－300／300
江苏
6
1050kV冲击电压试验设备
CJYD1500
江苏
7
局部放电测试设备
LB-5JF-8601
上海
8
直流高压发生器
ZGF-100/200 4/2
武汉
9
直流电压漏电流测试装置
XC—3
武汉
10
回路电阻测试仪
HLY-Ⅱ
武汉
11
负荷循环试验系统
FH-5000A
浙江
12
大电流试验装置
DDG-A-180/18X2
上海
13
数字高压表
GSJB-100
北京
14
Hyptronic中压系统耐压及局放测试装置
HMY-10-35/pc
美国

注： 其他辅助工艺设备：空调、净化、气源、真空、硫化、打磨、搬运等。
上述半导电和绝缘主体成型设备可生产各电压等级、不同型式的高压电缆附件产品。

7.3计划购置的设备
表10：计划购置的设备
序号
设备名称
规格型号
产地
单价
数量
金额
用途
1
星型动力混合机
2L
山东
2万
1台
2万
硅橡胶混合
2
比表面积测试仪
JW-004
上海
8.5万
1台
8.5万
粉体材料比表面积的测定及粒径分析
3
PH计
PHSJ-5
上海
0.6万
1台
0.6万
材料酸碱度的测定
4
旋转黏度计
NDJ-79
四川
1.8万
1台
1.8万
软化剂黏度测定
5
门尼黏度计
MZ-4016B
苏州
8万
1台
8万
生胶测试
6
硫化仪
ZWL-Ⅲ
江苏
7万
1台
7万
硫化试验
7
气相色谱仪
岛津 GC 2010
日本
12.5万
1台
12.5万
用于材料成分分析
8
液相色谱仪
岛津 LC-20A
日本
10万
1台
10万
用于材料成分分析
9
DSC差示扫描量热仪
DZ3335
南京
7万
1台
7万
材料熔点、结晶点、玻璃化转变温度的测定
10
超级恒温水浴
HH601
江苏
0.4万
1台
0.4万
保持一定试验水温
11
水分测定仪
MB45
上海
3万
1台
3万
材料水分测定
12
紫外可见分光光度计
SP-752PC
上海
1万
1台
1万
用于材料定量分析
13
数字密度计
DA-130N
东莞
0.5万
1台
0.5万
材料密度测试
14
炭黑分散度测定仪
RCD一Ⅱ
北京
15万
1台
15万
白炭黑分散度测试
15
介电常数测试仪
QS40A
桂林
5.3万
1台
5.3万
材料电性能测试
16
击穿电压测试仪
HJC-50KV
吉林
5.5万
1台
5.5万
材料电性能测试
17
绝缘电阻测试仪
ZC11D-10
上海
0.3万
1台
0.3万
材料电性能测试
18
漏电起痕试验仪

桂林
13万
1台
13万
材料电性能测试
19
氧指数测定仪
DMS-606
深圳
0.8万
1台
0.8万
材料燃烧性能测试
20
烟气分析仪
TPI-708
苏州
0.8万
1台
0.8万
材料燃烧性能测试
21
盐雾试验装置
YWT20-730
武汉
1.5万
1台
1.5万
材料盐雾实验
22
温升试验系统
TTS-NH—70/150
广东
1.6万
1台
1.6万
材料温升试验
23
高低温冲击试验箱
CTS03
南京
3.1万
1台
3.1万
材料高低温冲击试验
24
密炼机
YS-3-15
江苏
12万
2台
12万
HTV材料、EPDM材料密炼
25
开炼机
YS-MR-10
江苏
16万
1台
16万
用于试验材料开炼
26
挤出机
Φ65
浙江
18万
2台
18万
用于挤出管材
27
液压扩张设备

浙江
16万
1台
16万
挤出管材扩张
28
应力锥成型设备
YM-RS500
江苏
33万
1台
33万
中试设备
29
终端成型设备
YM-RS1500
江苏
42万
1台
42万
中试设备
30
模具费用

100万

合计
376.2万

8. 相关标准
8.1国际标准
IEC /SC15E、IEC/TC98、IEC 60502-1：1998、IEC 60502-2：1998、IEC60502-4：1997、IEC 60840:1999、IEC 62067：2001、IEC 61442：1997、欧盟RoHS标准等
8.2国内标准
GB/T 10580-2003、GB/T 10064-2006、GB/T 110021-2007、GB/T 14081.1-2006等
8.3企业标准
Q/QZSS J 3.01gy01-2004、Q/QZSS J 3.01gy02-2004、Q/QZSS J 3.01gy03-2004等

9. 硅橡胶材料开发内容
9.1硅橡胶
不同结构的硅橡胶生胶将直接影响到最终产品的性能，其中，生胶分子量、乙烯基含量、分布等在很大程度上影响到硫化胶的物理力学性能。
9.2白炭黑
白炭黑是硅橡胶最理想的补强填料，气相白炭黑纯度高，比表面积大，粒径小，对硅橡胶补强效果好。但是，气相白炭黑表面含有Si-OH基，会与硅橡胶生胶分子的Si-O键或端Si-OH作用生成氢键，产生物理吸附和化学结合，使白炭黑很难均匀分散到硅橡胶材料中。因此，必须加入结构化控制剂，改善白炭黑粒子与硅橡胶生胶分子之间的亲和性。不同结构化控制剂、不同用量以及不同的处理工艺对气相白炭黑的处理效果都不一样，并最终影响硫化制品的物理力学性能。
所以，选择合适气相白炭黑、结构化控制剂，采用合理处理工艺，对于制备加成型高温硫化硅橡胶至关重要。
9.3硫化体系
使粘弹态的硅橡胶转变成三维网状结构的弹性态的过程称为硅橡胶的硫化。硅橡胶的硫化过程是靠硫化剂来完成的。硅橡胶的硫化方式主要有过氧化物硫化和加成硫化两种。过氧化物硫化由于采用过氧化物，在硫化过程中会有小分子生成，产生少量刺鼻气味，污染环境。而且，过氧化物硫化胶交联密度较低，物理力学性能较差。加成硫化是在催化剂存在下，含氢硅油或多氢硅烷分子中的Si-H键与硅橡胶中的乙烯基发生硅氢加成反应而进行硫化。特点是：硫化制品撕裂强度高，硫化均匀，透明度好，物小分子生成，无污染等。相比之下，选择加成硫化可以得到性能更好的硅橡胶材料。
因此，催化剂的选择和配制，催化体系的配合是制备加成型高温硅橡胶的另外一个关键点。
9.4耐漏电起痕添加剂及阻燃剂
硅橡胶中往往要添加耐漏电起痕添加剂，提高材料的耐漏电起痕能力。另外，虽然硅橡胶本身具备一定的阻燃性能，但是，还没办法达到V-O级，必须在硅橡胶材料中添加合适的阻燃剂，提高硅橡胶的阻燃级别。

10. EPDM研发内容
10.1 EPDM胶料概述
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，其主链完全由化学结构稳定的饱和烃组成，乙烯和丙烯单体单元都是沿主链方向无规则地排列。其分子结构如下图：

虽然在分子侧链上引入了少量不饱和双链，但因分子内无极性取代基存在，分子间内聚能较低，仍然能在较宽的温度范围内保持分子链的柔顺性。
10.2 EPDM胶料性能
表11：EPDM生胶性能
序号
性能
叙述
1
低密度高填充性
乙丙橡胶的密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本。
2
耐老化性
乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
3
耐腐蚀性
由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。
4
耐水蒸汽性能
乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并估优于其耐热性。在230℃过热蒸汽中，近100h后外观无变化。
5
耐过热水性能
乙丙橡胶耐过热水性能亦较好，但与所有硫化系统密切相关。以二硫化二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶，在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。
6
优异的电性能
乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近于丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
7
弹性范围大
由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，仅次于天然商榷和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。
8
粘接性差
乙丙橡胶由于分子结构缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。

10.3 EPDM胶料炼制
针对客户对材料提出的性能要求，并结合EPDM生胶的自身特性，研发人员经过反复的试验，检测每次试验胶料的理化性能（见下表），并将每批试制样品发往客户试用检测；但是在前期的很长时间内材料研制一直找不到材料所需性能的平衡点。
10.4 技术的矛盾点
10.4.1 胶料的高弹性与阻燃性
弹性
高
阻燃性
差
弹性
低
阻燃性
好
10.4.2 低温环境下的回缩性
常温
弹性高
低温（-20℃）
弹性差

10.4.3 阻燃剂的选择
卤系阻燃剂
弹性相对高，但不符合欧盟RoHS标准
无卤阻燃剂
弹性相对低，但符合欧盟RoHS标准

注：“RoHS”系指：《关于在电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》欧洲议会和理亊会2003年1月27日第2002/95/EC号。英文全称为：on the Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment

10.5 EPDM/甲基乙烯基硅橡胶的共混
在前期材料研发工作中遇到的种种技术矛盾后，研发人员经过认真的探讨，查阅大量的国内外相关资料后，参考EPDM胶料与硅橡胶的性能对比（见表1-3），提出在主体材料为EPDM的前提下，加入适当的甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）及少量活性剂后，并适当的调整工艺参数，增加EPDM与VMQ的相容性。实验结果表明，该工艺使共混胶胶相结构细微均匀，减少了