熱縮材料熱縮材料又稱高分子形狀記憶材料，是高分子材料與輻射加工技術交叉結合的一種智慧型型材料。普通高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等通常是線形結構，經過電子加速器等放射源的輻射作用變成網狀結構後，這些材料就會具備獨特的“記憶效應”，擴張、冷卻定型的材料在受熱後可以重新收縮恢復原來的形狀。熱縮材料的記憶性能可用於製作熱收縮管材、膜材和異形材，主要特性是加熱收縮包覆在物體外表面，能夠起到絕緣、防潮、密封、保護和接續等作用，收縮材料的徑向收縮率可達50%-80%。
基本介紹
- 中文名：熱縮材料
- 發展：已經近20年了
- 簡介：需要歷經混配、成型
- 材料組成：熱縮絕緣相色管
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發展
中國的熱縮材料製品形成產業化生產已經近20年了，至今已基本形成了規模化的生產。從整體來看世界熱縮材料市場目前仍處於成長階段，我國也不例外，熱縮材料產品未來需求潛力巨大。隨著我國開始進入重化工階段，國內產業結構升級和國際範圍的產業轉移，預計高鐵、汽車與電力建設等將成為我國熱縮材料未來增長速度較快的領域，從而有望拉動我國熱縮材料行業進入新一輪高成長期。
高鐵熱縮材料主要套用在高鐵博格板上，在路軌傳遞電信號時可以起到絕緣保護的功能，另外電氣化機車的電路保護也有用到。按照國家“十二五”規劃，高速鐵路建設將在2015、2020年分別達到1.6萬、3萬公里的建設里程，按照對熱縮材料的預估，高鐵熱縮材料的市場需求空間在2015年、2020年將分別達到9.3億、17.5億。
目前中國國內的熱縮材料用於汽車製造的市場占比還非常低，只有20%左右，全球80%的市場占比被美國瑞侃與日本住友占據，隨著國內在汽車行業認證上的全面通過以及成本上的優勢，汽車用熱縮套管的市場占比有望進一步提高，目前國內生產的汽車用雙壁熱縮套管的價格只的20%-50%。按照國內目前對汽車行業的供貨情況分析，如果全部換成中國產汽車用熱縮套管，平均每台汽車的使用價值大概為100-200元人民幣，而使用國外的熱縮套管的價格為200-500元。假設中國汽車用熱縮套管的市場占有率提高到40%，全球每年7000萬台的產量計算，中國汽車用熱縮套管的市場空間將會達到42億左右。
電力類熱縮材料主要為電纜附屬檔案，其占電網投資的1.3%左右，其市場容量受當年電網投資總額決定，具有一定波動性。目前電力類熱縮材料主要用於35KV及以下的中低壓電纜配件，而高壓電纜配件主要以預製式、冷縮材料為主。預計中低壓電纜配件在電纜配件的占比為40%左右，那么按照測算，2015年全國電網投資將達到2.5萬億，其中電纜附屬檔案為325億，中低壓電纜附屬檔案的市場空間為130億。
簡介
熱縮材料的生產需要歷經混配、成型、輻照、擴張、塗膠等一系列工藝而成。高分子材料形狀記憶效應是製造熱縮材料的基本原理。聚烯烴基材經輻照發生交聯反應，賦予材料不溶不熔特點。當升溫至其熔融溫度後結晶消失，此時將材料擴張並迅速冷卻至結晶熔點以下，高分子結晶態恢復，形變被 “凍結”，此時的材料具有 “記憶效應”，即在沒有其他外力作用下，再次加熱後會收縮到原來形態，因而得到廣泛的運用。
濟寧市華奕工貿有限公司位於山東省濟寧市經濟開發區，專業從事管道防腐熱縮材料的研究、生產和銷售，符合國家重點支持的能源和高新技術產業的產業政策。
濟寧市華奕工貿有限公司主要生產鋼質管道防腐用熱縮材料：熱收縮帶、熱收縮套、熱收縮纏繞帶、熱縮防水帽、補傷片、補傷棒、環氧塗料、聚乙烯冷纏帶、聚丙烯防腐帶等九個系列產品，主要用於埋地及架空鋼質管道焊口、彎管、接頭、法蘭鎖箍等管線部位的防腐，還可用於整根鋼管的防腐處理及保溫管道的補口外防。適用於2PE、3PE、FBE、環氧煤瀝青和煤焦油磁漆作防腐主體的管線焊口補口防腐、彎管區域的防腐，以及原油與熱力管道的外防密封補口、燃氣輸油、水利工程管道防腐。
舉例說明：
比較 | 新材料 | 舊材料 |
材料組成 | 熱縮絕緣相色管 | 膠布 |
熱縮絕緣帶 | 塑膠袋 | |
熱縮絕緣指套 | 自粘帶 | |
材料性能 | 絕緣性能優異，具有良好的柔軟性及高阻燃性 | 膠布的粘性能受時間限制作用 |
具有耐高溫，阻燃及良好的熱縮穩定性 | 使用壽命短，絕緣係數低，安全性能差 | |
使用壽命長，絕緣係數好 | 防潮性能差，長時間使用會產生破損 |
定義
熱收縮材料，又稱高分子形狀記憶材料，這些材料如聚乙烯、聚烯氫等材料通常都是線形結構，經過輻射或化學作用後變成網狀結構，就叫做交聯，交聯後具有“記憶效應”的原理而製造出來的一類新型高分子功能材料。
所謂“記憶效應”，就是輻射交聯聚乙烯等結晶或非結晶聚合材料加熱到熔點以上時，晶粒雖然熔化，但並不出現流動狀態，而具有橡膠一類的彈性，若此時使聚乙烯擴張，則冷卻定型後仍能保持擴張狀態，如果將這種擴張聚乙烯重新加熱到結晶熔化溫度，這種聚合物材料會“記憶”起其未擴張時原來的形態並重新收縮恢復原樣，故稱“形狀記憶效應”。
性能
這種優異的“記憶”性能，可用於製作熱收縮管材、膜材和異形材，這種熱收縮材料的徑向收縮率可達50%~80%。熱收縮材料主要特性是加熱收縮緊包覆在物體外表面，能夠起到絕緣、防潮、密封、保護和接續等作用。
套用
依據產品的特點，可套用於能源、電力、交通、工礦等各個領域。由於這種材料在工藝上有著簡便、可靠等特點，在各個領域中起到更新換代作用，對傳統的工業產品進行挑戰，具有很強的市場競爭能力。
國外發展
50年代Dole和Charlesby先後發現，高能輻射可使聚乙烯交聯並導致材料性能改善，其後，Charlesby進而發現交聯的結晶聚合物具有“形狀記憶效應”，從而奠定了開發熱收縮高分子材料的基礎。1959年他與Pinner為瑞凱（Raychem）公司申請了第一篇聚乙烯熱收縮管的專利權，從而打開了這一新型功能材料的新紀元，可以說美國Raychem公司是以製造生產熱縮材料起家的輻射加工工廠及聯合公司，已發展到近8000名員工，綜合開發熱收縮產品規格品格達3000餘種，子公司遍布世界各地，其年產值近30億美元。產品種類繁多，廣泛套用于軍事工業、電子工業、汽車工業、電力系統、通訊、石油化工工業等領域，壟斷了大部分國際市場。由於熱縮材料套用廣泛，在一些已開發國家早已引起重視，許多西方國家以及亞洲的日本、韓國等也先後開始了生產。如日本住友電工，針對汽車工業和家電工業優先發展了細管熱縮材料生產，產值已近億美元；之後騰倉、沽同等均開始了生產。較大的公司還有美國的3M公司、西屋電器等。南韓的金星公司、前蘇聯及歐洲荷蘭、英、法、瑞典等國均形成了規模生產，但這些公司產品品種單一，遠不如Raychem綜合開發能力強、品系多、覆蓋面廣。熱縮材料的市場，仍處於青春發育時期，由於熱縮材料是高技術產品，利潤高、效益好，因而國際上的競爭也日趨激烈。
國內發展概況
國內幾乎與國外同步，50年代末在中科院長春應化所建立了我國第一個高分子輻射化學研究室，進行基礎研究。60年代開始了熱縮材料和電線輻射交聯研究，並成功地套用於“東方紅”人造衛星。為發展輻射加工工業，籌建了我國第一個輻射中試基地（今天的吉林輻射化學工業公司前身），奠定了熱收縮材料在我國研製生產的基礎。
80年代初，由應化所牽頭、聯合吉林輻化所、水電部武漢高壓所，受國家科委、水電部的委託和支持，完成了電力電纜熱收縮附屬檔案的攻差，並迅速推廣使用，打破了Raychem公司產品一統天下的局面，促進了我國該項高新技術產業的形成和發展。80年代中，長春應化所建廠生產，1994年建立了長春熱縮材料股份有限公司（CIAC），為產業化、規模化打下了基礎。
1987年以來，國內熱縮產品的生產數量和品種迅速發展。主要原因是熱收縮材料的高附加值對製造廠家的刺激；民用、公用事業建設等需求充分顯示了新材料的潛在市場很大；美國Raychem公司涉入，影響了國內的主要廠商，迫使大廠家連帶一片，小廠群擁而上，形成了我國“熱縮熱”的局面。由於開發歷史的原因，國內熱縮材料主要限於通訊電纜附屬檔案和電力電纜附屬檔案兩大系列，基本上形成了兩大塊的格局，一是以四川雙流為代表的通訊產品生產廠家集群，另一是以長春CIAC為代表的電力電纜附屬檔案生產廠家集群。據不完全統計，全國已有大小企業300多家，其中產品質量與效益好的有以下63家。
國內用加速器專門生產熱縮材料的單位現有7家（使用加速器共10台，約占加速器總數的22%）。另有9家既生產熱縮製品又生產線纜（可認為各占加速器總台數的10%）。因此，全工約32%的輻照加速器用於熱縮製品的生產。
雖然國內廠家很多，但具有較大規模和較高水平的廠家只有十餘家，國內市場基本被包括Raychem在內的幾家大廠壟斷。
1994年全國熱縮材料總產值已達5億元，1995年全國總產值接近6億元、利稅2億元。目前國內熱縮製品主要有：熱縮通訊電纜附屬檔案、熱縮電力電纜附屬檔案、電子系統熱縮套管、熱縮包覆片、複合絕緣熱縮帶等系列品種；就產值而言，熱縮產品現居輻射加工產業之首，約占輻射加工總產值的55%左右，雖然產值指標含有γ射線加工的貢獻，然而加速器的電子束加工，才是熱縮材料產業化的真正基礎。
迄今為止熱縮行業知名廠家，有長春中科，深圳長園，江蘇達勝，深圳沃爾，宏商，三聯等，這些企業各自有各自優勢產品。
