輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜工裝技術說明

王金霞

摘 要 對輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜從擠塑設備和生產工藝方面加以分析。

關鍵詞 輻照交聯(lián)低煙阻燃電線電纜 擠包工藝裝備 工藝

前言

針對電線電纜聚氯乙烯等阻燃絕緣材料，被明火燃燒時將釋放大量的有毒氣體導致人員傷亡的現狀。輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜中的低煙無鹵聚烯烴材料采用輻照方式進行交聯(lián)，即使是被明火燃燒還低煙無毒，保證阻燃性能和電氣性。

輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜制造的基本工藝流程。

（1）銅單絲拉制：電線電纜常用的銅、鋁桿材，在常溫下，利用拉絲機通過一道或數道拉伸模具的模孔，使其截面減小、長度增加、強度提高。拉絲是各電線電纜公司的首道工序，拉絲的主要工藝參數是配模技術。

（2）單絲退火：銅、鋁單絲在加熱到一定的溫度下，以再結晶的方式來提高單絲的韌性、降低單絲的強度，以符合電線電纜對導電線芯的要求。退火工序關鍵是杜絕銅絲的氧化。

（3）導體的絞制：為了提高電線電纜的柔軟度，以便于敷設安裝，導電線芯采取多根單絲絞合而成。從導電線芯的絞合形式上，輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜為規(guī)則絞合.因為輻照工藝只能用規(guī)則絞合才能保證交聯(lián)的均勻.保證絕緣的質量。

（4）絕緣擠出：塑料電線電纜主要采用擠包實心型絕緣層，塑料絕緣擠出的主要技術要求：①偏心度：擠出的絕緣厚度的偏差值是體現擠出工藝水平的重要標志，大多數的產品結構尺寸及其偏差值在標準中均有明確的規(guī)定。②光滑度：擠出的絕緣層表面要求光滑，不得出現表面粗糙、燒焦、雜質的不良質量問題。③致密度：擠出絕緣層的橫斷面要致密結實、不準有肉眼可見的針孔，杜絕有氣泡的存在。

本文主要介紹一下輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜的擠塑工藝裝備。

④擠出設備。電線電纜擠出設備的主要部件是螺桿，它關系到擠出機的應用范圍和生產效率，為適應不同塑料加工的需要，螺桿的型式有許多種。低煙無鹵阻燃電纜料中含有高填充的氫氧化鎂或氫氧化鋁，所以對于螺桿的選用來說一般選用普通型的螺桿而且它的壓縮比不能過大，一般在1：1～1：2.5之間比較適合。L/D為20或24的普通單紋螺桿最適合于這類電纜料，而剪切作用較大的螺紋，屏障式螺桿，帶密煉塊螺桿等則很難適應。使用這些螺桿擠塑低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料時，一方面會出現以上提到的溫度難控、擠出表面不太理想等情況，另外還會出現螺桿扭矩、主機電流較大的現象。電纜生產廠家在使用低煙無鹵阻燃聚烯烴電料時必須注意到這一點；擠出過程中還有一個影響低煙無鹵電纜料擠出的重要因素，那就是擠出大的熱量，這就要求擠出設備要有良好的冷卻裝置，才能控制工藝溫度。這是一個不可忽視的問題，如果溫度過高將使線纜的表面產生很大的氣孔，使阻燃料分解；溫度過低又會使設備的整機電流加大，出現螺桿轉速低，容易損傷設備。

⑤擠出模具。阻燃聚烯烴電纜料與非阻燃聚烯烴電纜料不同之處在于前者含有阻燃劑填充，其中低煙無鹵阻燃聚烯烴電料填充量甚至高達150phr以上，這就導致了其在熔融狀態(tài)下體強度、拉伸比、熔體粘度與非阻燃聚烯烴電纜料存在較大差異，從而要求擠出成型時模具的選配也有所不同。一般地說，以上阻燃聚烯烴電纜料均適用于擠壓式（多用絕緣擠出）、半擠管式及擠管式模具（多用護套擠出）。使用擠壓模時，因阻燃聚烯烴電纜料熔體粘度大使得機頭壓力增加，擠出制壓得較密實，導致離模時會有所膨脹，可選用模套內徑尺寸比成品的標稱直徑小5%左右；使用半擠管式或擠管式模具時，必須考慮到阻燃聚烯烴電纜料的拉伸比，經過對多種阻燃聚烯烴電纜料進行工藝試驗發(fā)現，普通阻燃及低煙低鹵阻燃聚烯烴電纜料拉伸比可達6-7左右，但低無鹵阻燃聚烯烴電纜料拉伸比可達2.5-3.2左右。當然，模具選配拉伸比越小，擠出表面會愈光滑，但這在實際生產中是不大可能的，也不可取。針對阻燃聚烯烴電纜料通常擠包于繞包層外作為阻燃護套的特點，經摸索認為擠制低煙無鹵阻燃烯烴電纜料時，模芯、模套采用如下配比較合理：模芯內徑=繞包層外徑+（0.6～1.5）mm核套內徑=電纜標稱外徑+（2～7）mm。普通阻燃及低煙低鹵阻燃聚烯烴電纜料模芯內徑、模套外徑可適當放大。

⑥擠塑工藝。低煙無鹵電纜料很容易受潮，在擠出之前，最好要做烘干處理，再上擠塑機投料。擠塑工藝主要包括擠出溫度及螺桿轉速的設置。隨配方體系不同各種阻燃聚烯烴電纜料的擠出溫度也有所不同。另外，同一種阻燃聚烯烴電纜料在不同的擠出設備上擠出溫度也不同，主要隨擠出機結構不同而相異。因這類電纜料均含有一定數量的填充，擠塑過程中均會摩擦生熱而引起溫升，但在有外界風冷或螺桿冷卻的條件下，經過一段時間溫升后會于平衡、所以，擠塑時初始溫度可設定比正常擠出溫度低5～10℃左右，這樣可以保證當擠塑趨于穩(wěn)定時，溫度正好位于材料正常擠塑溫度范圍之內，可以較好地控制擠出的工藝溫度，不致造成主產過程中擠塑質量出現波動。一般情況下，低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料比低煙低鹵及普通阻燃電纜料摩擦升溫快、工藝溫度范圍窄。在擠出過程中，溫度控制要得當，無鹵料在擠出過程中剪切力大，料筒和螺桿之間會自然生熱，建議將設控溫度相對調低。

對于阻燃聚烯烴電纜料來說，擠塑時螺（下轉第269頁）（上接第264頁）桿轉速設置也是-個不容忽視的問題，基于其配方特點、擠塑時它不可能達到非阻燃聚烯烴電纜料那樣快的螺桿轉速，其原因主要為：螺桿轉速快后物料受到的剪切作用大，易引起其中的阻燃劑機械熱分解；螺桿轉速快后物枓摩擦生熱也大，溫度難于控制，易造成阻燃劑受熱分解。例如：對低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料而言，在普通90擠出機上當螺杄轉速超過20～22r/min時，即使在較低擠出溫度下也會造成無鹵阻燃劑分解，導致擠出表面毛糙。而且在這種情況下對下于只有風冷的擠塑設備來說，其工藝溫度是難于控制的，會一直往上升。但對于低姻低鹵及普通阻然聚烯烴電纜料來說，溫度難于控制的情況比較少見，只是有可能造成阻燃劑機械熱分解，引起擠出表面毛糙。一般這類電纜料在90擠出機上擠出時螺桿轉速可達35-40 r/min甚至更高。另外，對于低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料來說，因其擠塑過程中主機電流一般比較大，當螺桿轉速過快時很容易引起主機電流過大，導致電機超負荷運轉。

低煙無鹵料在擠出的時候出現氣泡現象，按常規(guī)來分析：

一個是低煙無鹵料很容易受潮，在擠出之前，最好要做烘干處理；

二是在擠出過程中，溫度控制要得當，無鹵料在擠出過程中剪切力大，料筒和螺桿之間會自然生熱，建議將設控溫度相對調低；

三是材料本身的質量原因，有許多電纜料廠單純的為了降低成本，而添加大量的填充劑，致使材料比重過大。

（5）輻照。利用電子加速器產生的高能量電子束流轟擊絕緣層，使絕緣由原來的鏈狀分子結構而形成交聯(lián)。

（6）成纜。對于多芯的電纜為了保證成型度、減小電纜的外形，一般都需要將其絞合為圓形。絞合的機理與導體絞制相仿，由于絞制節(jié)徑較大，大多采用退扭方式。成纜的技術要求：大部分電纜在成纜的同時伴隨另外兩個工序的完成：一個是填充，保證成纜后電纜的圓整和穩(wěn)定；一個是綁扎，保證纜芯不松散。

（7）外護套：外護套是保護電線電纜的絕緣層防止環(huán)境因素侵蝕的結構部分。外護套的主要作用是提高電線電纜的機械強度、防化學腐蝕、防潮、防水浸人、阻止電纜燃燒等能力。根據對電纜的不同要求利用擠塑機直接擠包塑料護套。護套擠出的過程中應選用半擠壓式，這樣才能充份保證材料的抗拉強度和伸長率以及表面光潔度。

結束語

阻燃聚烯烴電纜料適宜使用剪切作用及擠壓力較小的螺桿進行擠制，并要求擠出設備有較好的冷卻裝備【例如；各溫控區(qū)均有風冷，大規(guī)格螺桿其芯部應有冷卻）。

阻燃聚烯烴電纜料拉伸比比非阻燃聚烯烴電纜料小，對擠塑模具的選配有一定要求。

阻燃聚烯烴電纜料與非阻橪烴電料相比，擠塑時工藝溫度范圍較窄，主機電流較大，要求螺桿轉速較低。這-點，低煙無鹵聚烯烴電纜科表現尤為明顯。