低煙無(wú)鹵聚烯烴電線電纜擠出工藝的控制

隨著人們生活水平的提高，各種大功率電器越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的生活中，并且由于電線過(guò)載或老化造成短路，導(dǎo)致越來(lái)越多的電氣火災(zāi)事故。普通PVC電線燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量的黑煙，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)造成二次破壞，而低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣電線由于其無(wú)鹵環(huán)保特性和燃燒過(guò)程中的低煙度而造成二次破壞。讓人們有更多的時(shí)間逃離事故現(xiàn)場(chǎng)，越來(lái)越受到人們的青睞。

高端家用電線和歐洲標(biāo)準(zhǔn)電線采用低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣，具有優(yōu)良的無(wú)鹵環(huán)保特性和燃燒過(guò)程中的低煙度。在擠出過(guò)程中，它也明顯不同于普通PVC產(chǎn)品。相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)人員和操作人員可以更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)低煙無(wú)鹵阻燃絲的擠出工藝，規(guī)?；a(chǎn)的規(guī)格一般為1.5~6mm2。以下主要介紹了這種小截面低煙無(wú)鹵阻燃絲的擠出過(guò)程控制。

一、擠出螺桿的選擇

擠出螺桿的選擇，一般PVC采用的是一種雙螺紋螺桿，可以加快顆粒的輸送速度，但低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣不能使用這種螺桿，因?yàn)榈蜔煙o(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣保證了良好的阻燃性，填充了大量金屬氧化物作為阻燃劑，熔融后材料的粘度比PVC材料大得多，當(dāng)使用普通螺桿時(shí)，壓縮比過(guò)大。聚烯烴化合物容易發(fā)生化學(xué)鍵斷裂，使產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能大大降低。同時(shí)，由于顆粒難以擠出，導(dǎo)致氣缸與螺桿之間的停留時(shí)間變長(zhǎng)，摩擦產(chǎn)生的大量熱量也會(huì)導(dǎo)致阻燃劑等助劑的分解，導(dǎo)致材料發(fā)泡，最終產(chǎn)品性能不達(dá)標(biāo)。因此，應(yīng)選擇單螺紋壓縮比低的螺桿。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)，低煙無(wú)鹵螺桿的壓縮比應(yīng)控制在1:1~1:1.5之間。

二、擠出溫度的控制

由于低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣材料添加了更多的吸潮的阻燃劑，如Mg(OH)?、Al(OH)等，一般要求使用鋁塑袋密封包裝，并在打開(kāi)袋后同一天內(nèi)用完。同時(shí)，要注意烘焙，烘焙溫度應(yīng)控制在55℃~65℃之間，為了保證原料的干燥，預(yù)干燥時(shí)間不得少于2小時(shí)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，擠壓溫度應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度稍微調(diào)整。一般情況下，冬季擠壓溫度比夏季高5℃，機(jī)身溫度應(yīng)從喂料段逐漸提高到均勻段，溫差應(yīng)控制在10℃~15℃之間。在調(diào)整擠壓溫度時(shí)，應(yīng)緩慢調(diào)整擠壓溫度，以避免因突然升溫而引起的材料塑性不均勻。由于材料粘度高，摩擦生熱溫度高，加工溫度范圍比PVC小，機(jī)身冷卻系統(tǒng)需要比PVC更好的冷卻系統(tǒng)，以準(zhǔn)確控制擠出溫度。特別是在頸部，由于擠壓壓力大，摩擦和發(fā)熱大，采用高溫聚類(lèi)法很容易下降，一般設(shè)備的頸部沒(méi)有冷卻裝置。此時(shí)應(yīng)降低擠壓速度，使擠出溫度穩(wěn)定可控，不會(huì)因高溫而降解材料。機(jī)頭的溫度控制是最重要的，溫度低，線材表面不光滑，溫度高，材料降解，容易產(chǎn)生氣孔。由于線材直徑小，有時(shí)成品的橫截面看不到氣孔，但產(chǎn)品的力學(xué)性能卻不合格。在這方面，我們做了相關(guān)的驗(yàn)證，在相同的擠出速度下，采用不同的擠壓溫度擠壓相同規(guī)格的產(chǎn)品，然后測(cè)定其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。

不同電線在不同溫度下的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率表：

從表中可以看出，當(dāng)溫度超過(guò)165℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度明顯下降，低于要求的≥9N/mm2的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，由于產(chǎn)品的高溫降解，力學(xué)性能不合格。那么，如何快速確定產(chǎn)品是否在擠壓過(guò)程中降解？線徑較小的產(chǎn)品，其橫截面有氣孔，肉眼觀察缺陷不明顯，通過(guò)摸索，發(fā)現(xiàn)封頭膠塊膠水量大，切下其橫截面，若有微孔，可清晰區(qū)分。因此，我們要求在批量擠出之前，必須檢查塊膠的塑化情況，尤其是橫截面，必須致密無(wú)氣孔，不應(yīng)麻煩，并直接擠出成品。此外，低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣線比普通絕緣線更容易出現(xiàn)口模沉淀，其無(wú)機(jī)填料較多，與基體樹(shù)脂的相容性不夠好，容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象，一般先出現(xiàn)更多的沉淀或降低機(jī)頭溫度，避免高溫引起添加劑的分解，同時(shí)也可以使用較少的壓力模具生產(chǎn)。

三、擠出模具的選擇

按照常規(guī)的模具使用方法，將1.5~6mm2的單根硬質(zhì)導(dǎo)體擠出，絕緣更加緊湊，半導(dǎo)體軟質(zhì)擠出，便于調(diào)節(jié)芯線，模具損耗小，擠出速度更快。但是，根據(jù)我們多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和模具的**發(fā)展，可以通過(guò)擠壓模具均勻地生產(chǎn)軟導(dǎo)體和單導(dǎo)體。

優(yōu)質(zhì)多晶模具的選擇可以完全解決由于芯口突出而導(dǎo)致的半擠壓模具的缺陷，容易損壞變形。同時(shí)，它也可以達(dá)到致密絕緣的優(yōu)點(diǎn)。0.10~0.20mm的芯可以很好地控制產(chǎn)品的偏心率。

我們之前已經(jīng)生產(chǎn)了一批小截面的軟導(dǎo)體絕緣。使用擠壓模具擠壓PVC材料時(shí)，沒(méi)有問(wèn)題。導(dǎo)體、模具、的厚度沒(méi)有改變，但是用低煙無(wú)鹵螺釘代替。發(fā)現(xiàn)鹵素材料后，絕緣層的厚度不均勻，導(dǎo)體同時(shí)拱起和縮回。我們?cè)?jīng)懷疑過(guò)導(dǎo)體的問(wèn)題。但是我們將同一盤(pán)軟導(dǎo)體放在另一臺(tái)機(jī)器上，仍然使用相同的模具。擠出PVC時(shí)沒(méi)有問(wèn)題。后來(lái)，我們用低煙無(wú)鹵材料螺桿和材料擠出代替了它。絕緣層厚度仍不均勻。當(dāng)指揮拱起和后退時(shí)。這引起了我們的思考。低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣材料具有高粘度，高摩擦力，并且槍管和螺桿之間的間隙增大。橡膠打滑并易于引起不穩(wěn)定性。因此，我們重新設(shè)計(jì)了模具，適當(dāng)減小了模具的壓力角，同時(shí)減小了模具套筒上漿區(qū)域的長(zhǎng)度，以減小擠出壓力，確保順利擠出，并成功改進(jìn)柔性電線擠壓拱、絕緣厚度不均勻。作為小型線材產(chǎn)品，模具套的尺寸不應(yīng)太大，通常等于或略小于產(chǎn)品的外徑，這樣可以確保產(chǎn)品表面的光滑度。

四、總結(jié)

隨著低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴絕緣材料的配方越來(lái)越先進(jìn)，制造這種低煙無(wú)鹵阻燃電線的工藝將越來(lái)越成熟。與傳統(tǒng)PVC相比，其低煙無(wú)鹵的阻燃環(huán)保特性將受到市場(chǎng)的歡迎。探索此類(lèi)產(chǎn)品擠出工藝的技術(shù)特性將有助于我們確保產(chǎn)品質(zhì)量。