CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜的開發

田維生

摘 要：探討了輻照交聯CPE橡膠電線電纜的現狀，研究了它的關鍵技術和主要技術經濟指標，明確了生產線的配置及技術要求。通過投產鑒定：產品性能優良，達到國內先進水平。

關鍵詞：CPE；輻照交聯；電纜

引言

在電線電纜行業，CPE早以不可阻擋之勢逐步替代氯丁橡膠和氯磺化聚乙稀橡膠，并部分替代天然橡膠和乙丙橡膠。與氯丁橡膠比較， 在符合各國標準的前提下防油方面比氯丁橡膠略遜色，但價格只是氯丁橡膠的幾分之一；與氯磺化聚乙稀橡膠比較，所有性能相當，但價格也是氯磺化聚乙稀橡膠的幾分之一；與天然橡膠和乙丙橡膠比較，雖然絕緣性遜色，但由于其優秀的阻燃性，依然是制造中低壓絕緣和護套的上好材料，尤其是其低價格更是乙丙橡膠無法比擬。

輻照交聯電線電纜在國內已廣泛應用，如架空電纜，中低壓輸電電纜，各類電氣配線等；輻射交聯材料有PE、EVA、PVC等，以及各類聚烯烴材料的混合物。

由于橡膠材料特有的柔軟和粘連特性，及受傳統熱硫化工藝的沖擊，輻照交聯橡膠材料在橡膠電線電纜方面的應用并不順利，遲遲不能轉入正常的工業化生產。近年來，關鍵技術被突破、攻克，尤其是美規HPN-R型電線通過輻照交聯才能滿足標準要求，大大推動了輻照橡膠線的快速發展。

為整合資源、降低橡套線成本、提升橡套線外觀質量、增強橡套線市場競爭力，遠東電纜有限公司把CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜的開發列入到2011年度新產品開發計劃。

1 CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜的技術關鍵

生產合格輻照交聯CPE橡膠電線電纜產品，需要三大技術支持： 材料配方技術、擠出生產技術、輻照工藝技術。

1.1 材料配方技術

它是輻照交聯CPE橡膠電線電纜產品的基礎，以CPE為基材，配以改善工藝及性能的各種輔助材料，經過密煉機的混煉再經擠出機造粒，制成粒狀產品（膠粒），這一點完全有別于傳統的橡膠材料生產方法（膠皮），是橡膠材料的一種新生產方法。

1.2 擠出生產技術

輻照交聯CPE橡膠電線電纜的生產有別于傳統的橡膠電線生產方法：

新方法：橡膠顆粒-塑料擠出機擠出成型-冷卻定型-收線。

傳統方法：橡膠膠皮-橡膠擠出機擠出成型-蒸汽管道硫化-冷卻定型-收線。

由于新方法采用顆粒喂料和沒有蒸汽管道硫化，使生產效率提高，產品不良率大大下降。

1.3 輻照工藝技術

輻照工藝技術是輻照交聯CPE橡膠電線電纜產品不可缺少的重要因素，是保證高效率、高品質、低價格、低消耗的最后環節。國內雖然已有100多臺電子加速器，但這些加速器的傳動收線裝置不適合輻照CPE橡膠電線，幾乎都不能完成交聯CPE橡膠電線的輻照。

1.4 生產總流程

配方原料-捏合混煉-橡膠顆粒制粒-膠粒半成品-膠粒喂料-電線擠出成型-冷卻定型-電線收線（半成品）-加速器輻照交聯-CPE橡膠電線電纜成品。

除加速器輻照交聯這一生產環節外，其它流程與最簡單的PVC生產方法完全相同，輻照交聯CPE橡膠電線電纜就是在PVC電線生產方法的基礎上增加一個輻照交聯工序，就可獲得高品質的輻照交聯CPE橡膠電線電纜。

2 CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜的主要技術經濟指標

2.1 技術指標

輻照交聯CPE橡膠電線電纜各項性能應符合GB 5013-2008標準的要求，但它有一定的技術特色，確保了技術的國內外先進性。

膠料新樣式：采用輻照交聯型的粒料直接在擠出機上喂料；而通用膠料一般以蒸汽連續硫化型的膠片形式喂料。

擠出新方式：采用塑料擠出機；而通用膠料一般用橡膠擠出機。

硫化新方式：采用輻照的交聯方式；而通用膠料因橡膠材料質軟的特點，一直以來多采用化學蒸汽管道硫化的方式。

材料無異味：采用特殊的CPE膠粒及輻照交聯的方式，克服了橡膠材料的臭味和異味，幾乎做到完全無味；"橡膠電線臭"是長久以來難以解決的頑疾。

銅導體不氧化：克服了銅導體氧化的問題，做到硫化后銅導體鮮亮如新；而橡膠電線蒸汽硫化后銅導體易氧化變黑，是傳統橡膠電線的又一大頑疾。

電線的抗撕裂性強：輻照方式硫化，材料的抗撕裂性非常優異。

電線產品的耐磨性好：與化學硫化產品相比，輻照硫化產品的耐磨性非常優異。

優異的耐熱性：產品耐熱等級有60℃、75℃、90℃、105℃、125℃等不同等級，可以滿足所有此類產品的國內外標準的要求和客戶要求。

2.2 經濟指標

橡膠材料成本：與普通105℃PVC材料成本相當，比蒸汽連硫橡套線的材料成本明顯降低。

擠出生產成本：與普通PVC電線擠出生產成本相當，不增加費用。

輻照交聯成本：不同規格線材，其輻照交聯成本不同，大約在0.015-0.50元/米；比橡套線的蒸汽連硫成本明顯降低。

輻照交聯CPE電線電纜的總成本，就如同在普通105℃PVC電纜上增加0.015-0.50元/米的輻照費，其成本增加微不足道；比同一規格的蒸汽連硫橡套線的成本明顯降低。

3 CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜的生產線配置及技術要求

3.1 絕緣機臺的配置及技術要求

外徑5.0mm以下的電線，絕緣放線采用Φ70+Φ35機組。

它的組成有：雙軸放線架、放線張力器、五輪式整直臺、銅線預熱器、Φ70主機、Φ35注條機、前段冷卻水槽、高速印字機、后段不銹鋼冷卻水槽、密封式牽引機、張力儲線架、火花機、過粉機、雙軸收線機。

Φ70主機的螺桿長徑比為24：1；壓縮比為2.0：1至2.5比1。

Φ35注條機的螺桿長徑比為20：1；壓縮比為2.0：1；供料段螺紋齒深不得小于10mm；下料口處加冷卻水套。

3.2 護套放機臺的配置及技術要求

外徑20mm以下的電線，護套放線采用Φ90機組。

它的組成有：帶磁粉漲力器的放線架、放線儲線架、五輪式整直臺、過粉機（可以烘烤滑石粉）或縱向包紙機、主機、前段冷卻水槽、高速印字機、后段不銹鋼冷卻水槽、90型雙輪式牽引機、張力儲線架、雙軸式收線機。

Φ90主機的螺桿長徑比為22：1；壓縮比為2.0：1至2.5比1。

3.3 機身材質的技術要求

Φ70與Φ90主機的螺桿材料采用鋁鉻錳合金鋼，單螺紋，全牙氮化處理，表面硬化處理.供料段螺紋齒深不得小于12mm；螺桿要求通水冷卻；螺缸采用鋁錳合金鋼，氮化處理，缸內精密研磨，螺缸內表面的硬度高于螺桿的螺紋；下料口處加冷卻循環水套；機頭與無鹵材料機頭相同。

3.4 機身加熱與冷卻方法

Φ70與Φ90整機六段加熱（機身四段鑄鋁型加熱器，機頭兩段）；Φ35注條機整機四段加熱（機身三段鑄鋁型加熱器，機頭一段）。配合冷卻循環水交替進行加熱和冷卻，溫度可以在0-399℃范圍內自動調節，當實際溫度高于設定溫度時，電腦自動切斷加熱元件電源，同時接通冷卻循環水進行自動控溫。

4 CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜的投產鑒定

2011年12月30號，江蘇省經濟和信息化委員會對遠東電纜有限公司開發的輻照交聯CPE橡膠電線電纜的投產進行了專家鑒定，獲新產品新技術鑒定證書（蘇經信鑒字[2011]781號），《CPE絕緣護套輻照交聯阻燃橡套軟電纜》產品性能優良，達到國內先進水平，同意通過鑒定，可以批量生產。