電纜料專題

電纜料專題

編者按:電線電纜具有輸送能源、傳遞信息的重要作用,在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。西電東送、骨架電網(wǎng)升壓擴容、全國聯(lián)網(wǎng)等大規(guī)模的電網(wǎng)建設(shè)將為電線電纜行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間。近幾年,我國通信、汽車、造船、煤礦、建筑等行業(yè)的發(fā)展給電線電纜帶來了很大的市場需求。未來幾年,我國的電纜料需求也將會快速增長,特別是高壓、環(huán)保電纜料的需求量比較大。國內(nèi)約有300多家電纜料生產(chǎn)企業(yè),2004年國內(nèi)電纜料產(chǎn)量為550 kt左右,2007年約為710 kt,年增長率約為8.8%左右。而電纜料在生產(chǎn)和使用過程中還存在許多問題亟待解決,如顏色遷移、穩(wěn)定性和力學(xué)性能不足等。論壇里面的電纜料版塊已經(jīng)有很多壇友對電纜料的加工及應(yīng)用進行了深入討論,本期推出電纜料專題,對電纜料在加工及應(yīng)用中遇到的難題提供一些解決方案,供讀者參考。我刊今后將不定期對“中塑互聯(lián)”(http://www.ourp las.cn)上優(yōu)秀的帖子進行整理刊發(fā),敬請讀者關(guān)注。

1 PVC電纜料

PVC因含有氯元素而具有良好的阻燃效果,被應(yīng)用于電線、電纜和建材等領(lǐng)域,PVC電纜料是電線電纜行業(yè)應(yīng)用較廣泛的高分子材料。其中,硬質(zhì)PVC氯含量達(dá)56%,基本上不需要阻燃,而軟質(zhì)PVC由于添加了大量的增塑劑,氯含量下降,阻燃性能大大降低,所以對軟質(zhì)PVC進行阻燃是必要的。PVC電纜料是高黏度、熱敏性的熱塑性材料,其加工時對工藝溫度較敏感。

問:我們做的70度PVC絕緣電纜料是橙黃色的,客戶在加工電纜時發(fā)現(xiàn)絕緣層的顏色向護套層遷移,請問這個問題是否與色粉或助劑有關(guān)?是否還有其他原因?

答:可能與如下幾個因素有關(guān):

(1)色粉。應(yīng)該是色粉不耐遷移,建議換成其他顏色的色粉(如黃色粉)試試,看是否有遷移現(xiàn)象,如果沒有,說明是色粉的問題,應(yīng)選擇耐遷移性能好的顏料,建議換成DPP紅;否則,可能是其他原因造成的;

(2)配方?？赡苁窃鏊軇┑馁|(zhì)量不好,配方中原料(特別是增塑劑)的質(zhì)量不過關(guān)會使色粉出現(xiàn)遷移,建議采用聚酯類增塑劑;也可能是外潤滑太強,應(yīng)分析配方中能造成遷移析出的物質(zhì)(如DOP)的用量,調(diào)整配方。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友rtp006、lianjl、hapblue、candyyte、better、zzhhonglin、jiujiangye、yyf19801227、gedabao12、benson、shizhihua、啊松、jacky.lan、余宏波、lmq1982、九出祁山等)

問:請問90度PVC電纜料用什么作增塑劑?是全部用TOTM?還是可以用部分DOP代替?TOTM要添加多少份?

答:一般情況下,可以將增塑劑混用以降低成本。提供以下幾種方案供參考:

(1)TOTM與DOP配混?？上葘OTM與DOP按1:1的比例混合進行試驗,如果性能不符合要求就要提高TOTM的用量。一般DOP的添加量在10份以下才能保證品質(zhì);

(2)用TOTM與DPDP配混;

(3)TOTM與D INP配混。TOTM與D INP的配比為3:1或2:1。

此外,還要看90度的PVC電纜料是按歐標(biāo)90度還是美標(biāo)90度。如果按照歐標(biāo)90度,即使全部添加TOTM,也還需要很好的配方體系,否則過不了老化測試。國標(biāo)90度老化要求是 135℃下 10 d,比美標(biāo)105℃的要求高很多,全部添加 TOTM才能達(dá)到,國標(biāo)90度與歐標(biāo)90度要求接近,但是歐標(biāo)產(chǎn)品對絕緣的老化要求為135℃下14 d,多了4天,對護套的要求相同。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友 chenshaotong、bocai2009、王銀東、pires、keaidebaobao、basilsha等)

問:現(xiàn)有配方:PVC(1000):100份;DOP:40份;氯化石蠟:20份;10μm重鈣:80份;穩(wěn)定劑:6份;ACR (401):2份;PE蠟:0.4份;硬脂酸:0.6份。請問這個配方能否通過80℃、168h烘箱老化?拉伸強度和斷裂伸長率的變化率在±20%以內(nèi)。

答:這個配方不能通過80℃、168 h烘箱老化,原因如下:

(1)配方中沒有抗氧劑,可以添加抗氧劑1010;

(2)DOP、氯化石蠟在熱老化中極易揮發(fā),這2種增塑劑需要換,可以用TOTM,還可以添加D INP降低成本,但不能超過 TOTM的50%;主增塑劑可以用D IDP,還可以加抗氧劑和紫外線吸收劑;

(3)電纜料中很少有添加ACR的,可將ACR去掉,改用活性鈣。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友 dgj7、fengyundabao、chenshao tong、keaidebaobao、吳新林、lmq1982等)

問:穩(wěn)定劑會造成PVC電纜料膠粒生產(chǎn)過程中的堵網(wǎng)現(xiàn)象,請問這是什么原因呢?

答:可能的原因為:

(1)鈣鋅穩(wěn)定劑的粒度問題。穩(wěn)定劑沒有磨細(xì),有大顆的料;

(2)與分散劑或一些助劑的特性有關(guān);

(3)如果是剛換了穩(wěn)定劑后存在這種問題,則可能是穩(wěn)定劑過量或潤滑較多,造成剪切較小,填料分散不良,形成團聚;還可能是穩(wěn)定劑偏少或潤滑不夠,造成PVC粒子燒焦而產(chǎn)生堵網(wǎng)問題;

(4)穩(wěn)定劑中有與PVC塑化不相容的物質(zhì)。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友zcl80、shinestfj、y888888b、zest168、王銀東等)

問:PVC電纜料熱切黏粒,擠出機轉(zhuǎn)速開不快,請問潤滑該怎么調(diào)?1:1的填充。

答:單階模頭切粒一般會產(chǎn)生這樣的問題,與配方及加工工藝也有關(guān)系,提供以下方法供參考:

(1)去掉ACR,添加外潤滑助劑;

(2)先冷卻再用風(fēng)機打散;

(3)在水中切粒會有所改善;

(4)加硬脂酸鈣,然后降低加工溫度,可以避免黏料,降溫后再提速就不會黏粒了。

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問:做老化試驗時,PVC電線斷開成一段一段的,銅絲裸露出來,黑色的電線發(fā)生這個現(xiàn)象,但紅色的沒有(絕緣)。請問這種現(xiàn)象是什么原因造成的?

答:分析認(rèn)為可能的原因為:

(1)黑色容易吸收熱量;

(2)可能黑色粉里面有雜質(zhì),促進PVC降解;

(3)可能穩(wěn)定劑里面有亞磷酸酯類抗氧劑,與黑色粉反應(yīng);

(4)如果黑色料中添加了回料,則可能由于回料的性能下降,造成整體的耐熱性下降,而且回料的配方是否一致也有影響;

(5)分散性不好;

(6)黑色粉填充過量;

(7)塑化不足,可將溫度提高5～10℃。

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2 EVA電纜料

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是電線電纜用塑料領(lǐng)域的新寵,其在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的柔軟性、耐沖擊性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,以EVA作為電纜料基體對其進行無鹵阻燃,并改善阻燃后電纜料的力學(xué)性能使其滿足低煙無鹵阻燃電纜護套料的性能要求,這對于低煙無鹵阻燃電纜料的推廣應(yīng)用具有很大的價值。

問:最近生產(chǎn)一款無鹵阻燃電纜料,基體樹脂是EVA,阻燃劑是Mg(OH)2,協(xié)效阻燃劑是硼酸鋅,主要性能指標(biāo)為氧指數(shù):37%、斷裂伸長率:150%、拉伸強度:11MPa。在押出抽線時,表面光滑度很好,但是很容易刮傷,請問用什么方法能改善這種情況?

答:提供以下幾種解決方法供參考:

(1)用EVA生產(chǎn)的電線耐磨性本來就不好,如果無鹵阻燃劑添加量非常大,耐磨性就更差了?？梢詮耐鉂櫥瑒┲指纳?增加表面的油性,通過降低摩擦因數(shù)改善耐磨性;

(2)可以用硅烷交聯(lián);

(3)對阻燃劑進行表面處理,提高產(chǎn)品的分散性能和力學(xué)性能;

(4)原料選擇很重要。首先要選擇相對分子質(zhì)量合適的主料;其次,要選擇合適的粒徑和分布的MDH,國產(chǎn)的MDH都是礦石粉碎得到的,從純度和粒度的角度看,必然存在不穩(wěn)定的問題;

(5)降低 MDH含量。通過添加協(xié)效劑來降低MDH的含量;

(6)添加硅酮類助劑,從而降低表面摩擦因數(shù);

(7)最好將EVA與其他樹脂共混。

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問:目前的低煙無鹵防火材料很多是用EVA/PE填充體系做的,其耐刮性能很好,但是不耐磨。例如,兩條線輕輕地相互磨檫就會損傷,有白條出現(xiàn),有磨損的凹痕。高填充體系都有這樣的問題,請問用什么辦法能解決?

答:提供以下解決方案供參考:

(1)基料?？蓪⒒w樹脂與耐磨性好、阻燃性好、與填料相容性好的物質(zhì)共混;

(2)阻燃劑。對阻燃劑的表面進行處理,低煙無鹵電纜料的要求較高,所以所用的無機阻燃劑必須用硅烷進行處理,其他的鈦酸酯、硬脂酸處理只是簡單的物理包覆,在低煙無鹵電纜料中應(yīng)用對產(chǎn)品的力學(xué)和電化學(xué)性能影響極大;選擇阻燃效率高的阻燃劑,這樣可減少阻燃劑的添加量;

(3)加工助劑。選擇合適的加工助劑使阻燃劑分散均勻;

(4)改善加工條件,降低表面磨擦;

(5)添加抗氧化劑和交聯(lián)助劑。

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問:無鹵電纜料(EVA/PE-LLD)體系的氣味很難聞,請問這氣味是什么助劑產(chǎn)生的?

答:可以做對比試驗檢查出是什么物質(zhì)產(chǎn)生的氣味,分析認(rèn)為可能的原因為:

(1)助劑揮發(fā)的氣味?？赡苁翘畛浞垠w表面處理劑(交聯(lián)劑或偶聯(lián)劑)的氣味,有些助交聯(lián)劑是溶劑型的,溶劑有很濃的煤油味;

(2)可能是物料降解的氣味;

(3)可能是紅磷阻燃得到的材料,紅磷的味道很大,而且DCP也有味道;

(4)可能是加工時分解出的小分子的氣味,例如, PS添加SBS時,兩者均沒有味道,但加工時如果控制不好,做出的膠粒有很大的氣味;

(5)可能是相容劑里的馬來酸酐等物質(zhì)的游離物的氣味。

此外,還可能是抗氧劑和有機錫催化劑的氣味。

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問:低煙無鹵電纜料(EVA)可以用開煉機生產(chǎn)嗎?開煉機原來是生產(chǎn)PVC的。

答:可以用開煉機生產(chǎn)EVA低煙無鹵電纜料,但是效率很低,用密煉機最好,因為用螺桿時添加阻燃劑比較困難。

可以用開煉機與密煉機配合,進行連續(xù)生產(chǎn),產(chǎn)能很高;也可以用開煉機與單螺桿擠出機配合,產(chǎn)量也很高;還可以用密煉機與開煉機和單螺桿擠出機共同配合使用,但操作比較繁瑣。

目前,做低煙無鹵電纜料一般均采用密煉機+雙腕喂料機+單螺桿磨面熱切的工藝,產(chǎn)量高、分散好。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友竹鹽、jvjin、ddai4701、熱愛高分子、海湘、519724780、teddy123、hkb等)

問:請問耐高溫的低煙無鹵電纜料怎么做?我們現(xiàn)在做的是普通的EVA型低煙無鹵電纜料,如果要做耐105、125 ℃的該怎么做?是否加交聯(lián)劑?

答:提供以下方法供參考:

(1)一般采用輻照交聯(lián);

(2)可以用TPU和TPE系列;

(3)可以用硅烷進行交聯(lián),但需要特殊的催化劑。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友竹鹽、jvjin、zzhhonglin、shinestfj等)

3 其他

問:我們做的白色護套線在太陽下曬2h就變黃,原料用的是DOP、輕重鈣、鈣鋅穩(wěn)定劑和色粉。開始懷疑是穩(wěn)定劑的問題,又試了3家穩(wěn)定劑還是變色,請問這種現(xiàn)象是什么原因造成的?

答:可能的原因及解決方法為:

(1)沒有添加光穩(wěn)定劑或紫外線吸收劑,光穩(wěn)定劑或紫外線吸收劑是必須添加的;

(2)色粉必須是金紅石鈦白,最好不要添加增白劑,增白劑添加過量會引起變色;

(3)添加抗氧劑;

(4)可能是鈣鋅穩(wěn)定劑的問題。由于鈣鋅穩(wěn)定劑中的硬鋅、硬鈣的酸值過高,從而引發(fā)其與碳酸鈣反應(yīng)變黃;

(5)可能與群青有關(guān),可換其他廠家群青試驗。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友熱穩(wěn)定劑、lianjl、chenshaotong、eaglesr、zhiyichem814、王銀東等)

問:無鹵電纜料的成本壓力越來越大,現(xiàn)做一款無鹵電纜料,其拉伸強度能達(dá)到要求,但斷裂伸長率不夠,如果添加POE等彈性體可以提高其斷裂伸長率,但是拉伸強度受到影響。請問是否有更好的方法提高無鹵電纜料的斷裂伸長率?基本配方為20份ATH、28份EVA、12份EVA-g-MAH、0.6份硅烷。

答:提供以下幾種解決方案:

(1)用SBS替換POE;

(2)將A TH用偶聯(lián)劑處理。力學(xué)性能較差是由于無機阻燃劑氫氧化鋁的處理不到位,影響其與樹脂的相容性,建議改用其他表面處理劑;

(3)添加一些交聯(lián)型彈性體,如PEO,其對斷裂伸長率的幫助較大,而且強度損失較小;

(4)POE的種類很多,要選對牌號,一般用得比較多的牌號是DF610、DF840和KS560T;

(5)生產(chǎn)工藝需要調(diào)整;

(6)選用比表面積小的A TH;

(7)添加相容劑可以提高斷裂伸長率,還可添加些硅酮類助劑。

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問:無鹵阻燃的TPU線在收卷的過程中沒有問題,但放一段時間(2d)后線與線之間出現(xiàn)粘連的情況,分開后線表面無不良現(xiàn)象。請問這種情況是由于TPU的不穩(wěn)定還是有析出?做的是黑色的TPU線,線粘連不嚴(yán)重,重新導(dǎo)線后就分開不再粘連了。

答:可能的原因及解決方法為:

(1)脫模性的問題。添加硅氧烷可以改善;

(2)可能是機器后段溫度升得太高了,部分材料分解了;

(3)添加德固賽的硅酮;

(4)可能是配方中液體料或小分子助劑造成的;

(5)充分冷卻;

(6)與TPU的質(zhì)量也有關(guān),應(yīng)采用硬度較高的原料;

(7)可以添加適量的外滑助劑。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友fiend、apdoctor、ju2008、jp liu1005、frp等)

問:生產(chǎn)電纜料時,嘗試用PE蠟做潤滑劑,但試了很多產(chǎn)品后,均出現(xiàn)表面起泡的現(xiàn)象,析出很嚴(yán)重。如果降低添加量,潤滑的效果又不明顯。請問這是什么原因?怎么解決?

答:可能的原因和解決方法為:

(1)如果原配方?jīng)]問題,換 PE蠟后析出,則應(yīng)是PE蠟的問題。PE蠟要選對牌號,不同牌號的性能差別很大?？赡苁荘E蠟有水分或沸點低,建議改用高熔點的PE蠟,如巴斯夫的A蠟;選擇相對分子質(zhì)量大的PE蠟,相對分子質(zhì)量為2000～3000的 PE蠟容易析出,建議選擇相對分子質(zhì)量為10000左右的PE蠟;

(2)可能與添加PE蠟后的操作方法有關(guān)。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友 m utang、johnchow、zzhhonglin、silence83、海湘、浮萍470、lianjl、figogreat等)

問:請問耐油80℃的 UL105電纜料怎么做?要求:80℃耐油60d后,強度保留率為70%,斷裂伸長保留率為65%;136℃老化168h后,強度保留率為80%,斷裂伸長保留率為70%。

答:提供一下方法供參考:

(1)添加耐油劑、耐酸劑和增塑劑;

(2)添加NBR,可用TO TM與NBR配混;

(3)多添加一些效果好的抗氧劑,如N 445;

(4)選擇通過UL 105的穩(wěn)定劑。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友 lhk3456、yxp29418、shinestfj、haitaoxw、老陳等)

問:做低煙無鹵電纜料時,加工溫度為160℃,發(fā)現(xiàn)揮發(fā)分過大,口模出現(xiàn)斷條現(xiàn)象,請問這種情況一般是什么原因造成的?

答:可能的原因及解決方法如下:

(1)材料強度低。與配方有關(guān),也可能是材料發(fā)泡、燒焦造成強度低,或者材料中雜質(zhì)較多;

(2)降低溫度,尤其是模溫;

(3)潤滑不夠;

(4)可能與A TH有關(guān),產(chǎn)生的熱量太多,A TH分解出水;

(5)抽真空。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友色母專家、hao123、jxthxc、hadamc、polyericon、sp rite等)

問:正常加工電纜料時,擠出機螺桿異常升溫,速度很快,降不下來,請問是什么原因造成的?怎么解決?

答:可能的原因及解決方法為:

(1)設(shè)備的原因。檢查電流是否變大,如果電流一直比較大,可能是螺桿組合的問題,升溫處可能有反螺紋;也可能是溫控的問題,實際溫度很高但溫度顯示卻正常,應(yīng)在其他條件不變的前提下對設(shè)備進行仔細(xì)檢查;還可能是某段的水冷管堵了,沒有進行冷卻,檢查電子閥、水管和進水閥門;

(2)潤滑體系的問題。內(nèi)、外潤滑均不足,內(nèi)潤滑不足導(dǎo)致物料之間的摩擦生熱過多,應(yīng)加強內(nèi)、外潤滑;

(3)塑化太快;

(4)配方要與設(shè)備配套,不同的設(shè)備采用的配方也不同,要根據(jù)設(shè)備對配方進行調(diào)整。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián),http://www. ourp las.cn”網(wǎng)友ddai4701、海湘、陽光、lostemp le、hadamc、y888888b、竹鹽、jokerjo、freejohnsen、shinestfj等)