低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套工藝的探討

韓長超

(天津六零九電纜有限公司，天津 300231)

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低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套工藝的探討

韓長超

(天津六零九電纜有限公司，天津 300231)

論述了低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套生產(chǎn)工藝要點(diǎn)，對低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的擠制溫度和速度、擠制設(shè)備、擠制模具進(jìn)行了探討，并對生產(chǎn)過程及產(chǎn)品常見問題進(jìn)行了分析，提出了解決辦法，以提高低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套電纜的質(zhì)量。

低煙無鹵阻燃；電纜護(hù)套；生產(chǎn)工藝

隨著我國城市的發(fā)展，高速鐵路對低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的需求增加，同時(shí)移動(dòng)通信等網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域也急需應(yīng)用低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套，以保證設(shè)施的安全性、可靠性。電纜如應(yīng)用不當(dāng)，發(fā)生燃燒時(shí)，就會(huì)給周邊環(huán)境帶來很大的影響，電纜在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和毒氣，會(huì)給現(xiàn)場人員帶來嚴(yán)重的安全威脅，因而需要新型電纜。近幾年，低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套已研制成功，低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套在燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生黑色煙霧，保證人們的生命安全。但由于低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套材料具有特殊性，在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)問題，本文提出低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套產(chǎn)品的制造技術(shù)。

1 低煙無鹵阻燃電纜的發(fā)展意義

由于含鹵電纜容易燃燒，因此它在火災(zāi)中可以起到助燃的作用，同時(shí)燃燒會(huì)釋放出大量的有害氣體和煙霧，燃燒環(huán)境不好，極易造成人員傷亡，因此含鹵電纜的發(fā)展已引起世界各國的關(guān)注，人們都對含鹵電線電纜阻燃和低煙無鹵問題給予了高度重視，投入資金加速研究。很多發(fā)達(dá)國家開始制定相關(guān)環(huán)保指令，對本國使用的電線電纜在環(huán)保方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，使得低煙無鹵阻燃電纜得到了發(fā)展機(jī)會(huì)，也受到客戶的歡迎，廣泛使用。目前，低煙無鹵阻燃類電纜使用的低煙無鹵阻燃絕緣和護(hù)套材料主要有乙丙橡膠和聚烯烴兩類，在實(shí)際使用中又以低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套居多。低煙無鹵阻燃護(hù)套因?yàn)樵谂浞街屑尤肓舜罅康乃辖饘傺趸铩⒃鏊軇?、消煙劑及穩(wěn)定劑等添加物，致使其擠出工藝控制非常困難。本文結(jié)合實(shí)際情況和生產(chǎn)中的一些操作經(jīng)驗(yàn)，對低煙無鹵阻燃護(hù)套電纜材料的擠出設(shè)備和工藝控制要點(diǎn)等進(jìn)行探討。

2 低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套擠制工藝

2.1 擠出設(shè)備的選用

低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套中含有氫氧化鎂或氫氧化鋁，在擠出時(shí)對擠塑機(jī)的螺桿有特殊要求。很多生產(chǎn)量較大的企業(yè)采用專用的低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套擠出設(shè)備，可避免每次擠出低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套時(shí)更換螺桿的問題，同時(shí)可免除更換螺桿時(shí)的清理工作，否則一旦擠塑機(jī)內(nèi)膛殘余膠料未清理干凈，則會(huì)導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)的電纜護(hù)套外表面出現(xiàn)粗糙、疙瘩和合膠縫開裂等現(xiàn)象。無論是采用原有的普通擠塑機(jī)在擠出低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套時(shí)更換專用螺桿，還是采用專用的低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套擠出設(shè)備，其最關(guān)鍵的控制就是螺桿的選用。對于擠出設(shè)備，螺桿的選擇決定了設(shè)備可擠出的材料范圍和擠出效率。目前，擠塑機(jī)以單螺桿為主，不同的擠出材料對螺桿的直徑、長徑比和壓縮比等要求各異。低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套因添加了大量阻燃劑，使電纜護(hù)套材料的機(jī)械性能明顯降低，膠料硬度高，擠塑時(shí)生熱大，擠出困難。如采用普通聚乙烯(PE)的高壓縮比螺桿生產(chǎn)，則螺腔內(nèi)部的低煙無鹵阻燃材料會(huì)因壓力過大，容易產(chǎn)生剪切生熱現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)際擠出時(shí)的溫度比溫控表設(shè)定的高出許多，使材料在擠出過程中因過熱而分解，析出水分，當(dāng)電纜護(hù)套材料從機(jī)頭?？跀D出后，外表面會(huì)出現(xiàn)氣孔、粗糙等現(xiàn)象，直接影響材料擠出后的機(jī)械物理性能。

2.2 低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的擠制溫度和速度

低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的材料，與普通PVC/PE電纜護(hù)套料相比，前者比后者的材料更加復(fù)雜，低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套流動(dòng)性差、塑性降低、熱敏性強(qiáng)，它們在使用時(shí)，容易摩擦生熱，為了防止這種情況的發(fā)生，需要選擇合適的生產(chǎn)工藝。在一般情況下，首先要注意在生產(chǎn)時(shí)擠出性能的良好，要注意控制它們的密度，最好在1.41±0.2 g/cm3，為了控制這樣的密度，它們在擠制前，需要加熱，使這些材料在65℃±5℃下預(yù)熱達(dá)到4 h。由于生產(chǎn)廠家不同，它們各自的生產(chǎn)設(shè)備類型不同，因此，對于這種加熱原則不能一概而論，因?yàn)榈蜔煙o鹵阻燃電纜材料添加了填充料和無鹵阻燃劑，它們擠制時(shí)擠出溫度同PE料相比，雖然僅僅降低10℃～20℃，但它們的生產(chǎn)速度就可能發(fā)生較大的改變，為了保證生產(chǎn)質(zhì)量，需要根據(jù)設(shè)備的負(fù)荷，對生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整出線速度和螺桿轉(zhuǎn)速。這樣才能使低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套在擠制過程中壓力不太高，又能保證塑化充分的條件下擠出。

2.3 低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的擠制設(shè)備

由于低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套擠制的條件要求高，尤其是一些生產(chǎn)企業(yè)，只是使用普通PE螺桿生產(chǎn)，就更難保證低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的質(zhì)量。這種設(shè)備在螺腔內(nèi)，如果它們的壓力過大，就可能導(dǎo)致實(shí)際溫度比設(shè)置溫度要高，在生產(chǎn)的擠制過程中，可以采用低壓縮比螺桿生產(chǎn)，它們的最佳壓縮比是1～1.2∶1，它們的長徑比至少應(yīng)該為25∶1，這樣它們就可以用90或150型擠塑機(jī)，使產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量要求。

2.4 低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的擠制模具

低煙無鹵阻燃料擠出，這種方法是生產(chǎn)低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的關(guān)鍵工藝，在設(shè)計(jì)這種擠出模具時(shí)，可以將模具分為擠壓式、半擠管式、擠管式。 第一，低煙無鹵阻燃電纜擠壓式模具。對于這種擠壓式模具，主要是模芯的設(shè)計(jì)。這種模具的模芯，是縮在模套后面，它的物料流動(dòng)主要是靠壓力，當(dāng)?shù)蜔煙o鹵阻燃物料通過模具后就可以實(shí)現(xiàn)定型，只要把條件控制好，擠出的結(jié)構(gòu)就可以達(dá)到內(nèi)外緊密。第二，低煙無鹵阻燃電纜半擠管式模具。對于這種模芯，由于它們具有較短的管狀，這是擠壓式和擠管式的一種過渡形式，由于模芯延長在模套的承徑處，因此，它可以防止線芯在模芯內(nèi)擺動(dòng)，避免出現(xiàn)偏心的現(xiàn)象，另外，它所具有的壓力也可以使塑膠層壓實(shí)，使產(chǎn)品達(dá)到表面光滑圓整。因此，各生產(chǎn)低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的廠家，一定要根據(jù)不同的產(chǎn)品類型，選擇最佳的生產(chǎn)工藝，對于普通護(hù)套料的擠出模具，可以選擇擠管式模具，對于生產(chǎn)低煙無鹵阻燃護(hù)套料的模具，應(yīng)選擇半擠壓式模具。

3 低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套的常見問題及解決辦法

第一，護(hù)套開裂。這不是常見的問題，護(hù)套開裂的原因主要是由于控制的溫度不當(dāng)引起的，因?yàn)樗芑缓茫箖?nèi)層鋼帶(鎧裝電纜)翹邊，就容易導(dǎo)致護(hù)套開裂。對于這一類問題，要注意調(diào)整溫度和速度，這樣就可以保證產(chǎn)品光滑、圓整、緊密的外觀。第二，護(hù)套偏心。出現(xiàn)這種情況主要是由于模芯太大或芯管出現(xiàn)了磨損，也可能是由于溫度低的原因，使它們難以達(dá)到塑化。解決的辦法是及時(shí)更換模芯、芯管，提高塑化溫度。第三，表面粗糙不光滑。這是由于物料的溫度不當(dāng)，容易使表面粗糙不光滑。應(yīng)適當(dāng)提高機(jī)頭的控制溫度，及時(shí)更換模套。

4 結(jié)語

對于低煙無鹵阻燃護(hù)套的擠制，由于加工溫度范圍窄、設(shè)備負(fù)荷高，使它們的擠制困難，但它們性能優(yōu)異，只要在擠制中選擇合適的條件，夠掌握材料性能和擠出特性，擠制成為合格產(chǎn)品是沒有問題的。因此，擠制低煙無鹵阻燃電纜護(hù)套是一種現(xiàn)代的環(huán)保產(chǎn)品，低煙無鹵阻燃護(hù)套的擠制能夠更好地滿足我國城市智能化建設(shè)的要求。

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Discussion on the technology of low smoke zero halogen flame retardant cable sheathing

HAN Chang-chao

(Tianjin No. 609 Cable Co., Ltd., Tianjin 300231, China)

This paper discusses the production process of low smoke zero halogen flame retardant cable sheathing, discusses the extrusion temperature and speed of extruder, and the extrusion mold of low smoke zero halogen flame retardant cable sheathing. The production process and common problems were analyzed and a solution to improve the quality of low smoke zero halogen flame retardant cable sheathing was proposed.

Low smoke zero halogen flame retardant; Cable sheathing; Production process

2017-04-01

韓長超(1983-)，工程師。

TM247.1

A

1674-8646(2017)10-0102-02