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环保电缆生产工艺特点
2012-10-29     来源:转载

1、产品种类

 

1.1、铜芯无铅化聚氯乙烯绝缘环保电缆

1.2、铜芯无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘环保电缆

1.3、铜芯无卤低烟阻燃交联型聚烯烃绝缘环保电缆

 

2、生产工艺特点

 

2.1、原材料进厂检验

 

本三种类型的环保电缆所用材料分别为无铅化70℃PVC绝缘料、热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料以及辐照交联型低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料。

 

A无铅化70℃PVC绝缘或护套料,此种材料进厂需对其内所含六种重金属(铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚)含量进行检测,所用设备为ROHS测试仪,测试数据均符合欧盟ROHS法令《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》中的规定,具体见下表1,本种材料的机械、物理、电气性能均符合GB/T8815-2002《电线电缆用软聚氯乙烯塑料》标准中的规定。

项目

技术指标

PVC绝缘和护套材料中限制重金属物质化学名称

ROHS指令中规定六种重金属最大允许含量PPM

原材料进厂实测值PPM

铅Pb

1000

≤2

镉Cd

100

≤2

汞(Hg)

1000

≤2

铬(Cr6+)

1000

≤2

多溴联苯(PBB)

1000

≤10

多溴二苯醚(PBDE)

1000

≤10

表一

 

B 热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃料、低烟无卤阻燃辐照交联型聚烯烃塑料,此两种材料的机械物理性能均符合JB/T10436-2004《电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料》标准的规定,具有能体现环保特征的技术参数如下表2所示。

检测项目

标准要求

实测值

氧指数

≥30%

35%

材料燃烧释出气体

PH值

电导率

≥4.3

≤10us/mm

5.5

7.8

烟密度:有烟Dmw

无烟Dmw

≤200

≤100

135

65

表二

 

2.2 挤出工序工艺

 

无铅化环保电缆与普通PVC绝缘电线挤出工艺大致相同,在此不在详述,重点介绍下无卤低烟阻燃环保电缆挤出工艺特点。

 

2.2.1 挤出设备

 

A 挤出螺杆,本种电缆所用设备为¢50或¢70挤出机组,本挤出机组与传统挤出机组相比主要特点为螺杆为低烟无卤阻燃专用螺杆,由于本种绝缘料是由聚烯烃共混树脂加阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁和一些为了提高耐热寿命而添加的适量抗氧剂组合而成,所用无机阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝,并且为了满足本种材料的阻燃性能,此两种物质的填充量高达150份以上,而大量的无机填充剂的加入将会削弱材料的机械性能。所以在挤出工艺是要进行一定的改进以改善材料的机械性能,本种产品挤出所采用的无卤低烟阻燃专用螺杆的压缩比普通螺杆小,螺纹较深、螺旋角较大、螺杆与料筒间隙较大,挤出过程中对塑料产生的剪切作用力和摩擦力就会减少,不会造成塑料在螺杆中因摩擦生热而产生热分解,造成挤出表面不良现象。

 

B 冷却装置,由于低烟无卤阻燃材料在熔融状态下的粘度较大,在挤出过程中因摩擦会产生很大的热量,挤出设备要有很好的冷却装置,才能更好的控制工艺温度。如果温度过高将使线缆的表面产生很大的气孔,温度过低又会使设备的整机电流加大,容易损伤设备。

 

C 挤出模具,由于低烟无卤阻燃电缆料填充材料高,这就导致它在熔融状态下熔体的强度、拉伸比与其它电缆材料存在着较大的差异,所以对模具的选配也有所不同,首先是模具的挤出方式的选择上。对于低烟无卤电缆材料的挤出,绝缘挤出的模具应选用挤压式,而在护套挤出的过程中应选用半挤压式,这样才能充分保证材料的抗拉强度和伸长率以及表面光洁度。其次是模套的选择,使用挤压式模具时,由于材料的粘度较大,使得机头的压力很大,当挤出离开模具时会有所膨胀,所以模套应比实际尺寸要小一些。由于低烟无卤材料的拉伸比较小,只有2.5~3.2左右,所以在选择模具的时候也要充分考虑它的拉伸性能,这就要求模套的选配不能过大,否则电缆的表面不致密,而且挤包比较松。

 

3、辐照交联工序工艺

 

铜芯无卤低烟阻燃交联型聚烯烃绝缘环保电缆,本种电线所用材料为无卤低烟阻燃辐照交联型聚烯烃塑料,挤出工艺与热塑性无卤低烟阻燃电线基本相同,只是本种产品挤出绝缘后要对其进行交联处理,本种产品的特点是耐热等级高(最高可达到150℃)且物理机械性能优良。

 

3.1 生产设备

 

电子辐照加速器,主要组成部分:高压发生器、电子枪和加速管、束流引出系统、收放线装置、计算机控制系统和必要的检测设备。

 

3.2 生产原理

 

利用电子辐照加速器的高能电子束流对电线电缆绝缘层及保护层进行辐照,使塑性体原相对独立的链状结构变成同层相联、层层相联的三维网状结构,从而极大地提高了电线电缆产品的机械物理性能,耐热性和使用寿命等。

 

3.3生产过程中工艺控制点

 

A辐照剂量的控制,根据不同的产品类型和不同的材料种类,来确定具体用多大剂量,常规的剂量测量工作是加速器运行中不可缺少的,通过剂量控制可以控制产品的质量。辐照的过程形成材料的交联,改变了材料的原始物理机械性能,在抗拉强度随剂量的升高而升高,达到一定极限的同时断裂伸长率随剂量的升高而明显下降,老化指标也会因材料交联度的变化而变化。欠剂量或过剂量都将影响线缆的产品质量,因此要根据不同材料的特性,依据线缆的综合指标来确定最佳的辐照剂量,实现线缆质量的最优。

 

B辐照交联度的控制,对辐照产品的辐照质量最直接的控制方法是控制产品的交联度,线缆交联度一般用测试热延伸率(20n/mm²,200℃,15min)的方法代替,热延伸率随辐照剂量增大而变小直至饱和。对相同材料、相同工艺条件下生产出的线缆只要控制住了材料的交联度,也就控制住了其它性能指标,所以对辐照交联过程的热延伸检测是必不可少的。延伸检测分在线检测和最终产品检测,在线检测是确定合适剂量的依据,同时通过规定抽样的在线检测,根据其变化大小,来反映辐照过程中的剂量一致性的好坏,但在线检测结果不应作为最终产品检测结果,在线检测时线缆的交联状态还不稳定,必须放置一定时间(24小时以上),使其交联状态稳定后的检测才是线缆真实的性能指标。

 

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