典型电线、电缆包覆成型试模调机优化方案

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：聚乙烯粒料包覆成型1）原料选择。此外，聚乙烯介电损耗很低，且耐高压，在隔绝空气加热至200℃时，其电性能仍变化很小。①交联聚乙烯电线电缆包覆工艺。⑥加工成型方便。捏合的目的是使组分混合均匀。电缆包覆料中炭黑分散的好坏，直接影响包覆的外观质量、拉伸强度、断裂伸长率、环境应力龟裂性能、低温脆化性能等，而母料中炭黑分散的好坏又直接影响电缆包覆料中炭黑分散度。8）黑色PE电缆护套料的应用。

（1）聚乙烯粒料包覆成型

1）原料选择。聚乙烯由甲基构成，成长链对称排列，具有与烷烃相似的结构，分子对称无极性，分子间作用力小，为惰性稳定聚合物，加上吸湿性小，因而具有优异的电绝缘性。此外，聚乙烯介电损耗很低，且耐高压，在隔绝空气加热至200℃时，其电性能仍变化很小。线缆包覆所用原料主要选用密度为0.92g/cm³、熔体流动速率（MFR）为0.25g/10min的聚乙烯树脂。因纯聚乙烯的耐大气老化和日光曝晒性能差，要提高耐大气老化和日光曝晒性能，需加入辅助料如抗氧剂、紫外线吸收剂、炭黑等，以增强制品的抗老化性能。原料选择完成后，把主料与辅料混合造粒。电缆粒料如果受潮有水分，应先在80℃的热风循环烘箱中干燥处理后再投产。

2）铜线进模前的预热温度为80～110℃。

3）机筒加热温度。

①交联聚乙烯电线电缆包覆工艺。挤出机用突变形螺杆，各段温度分别为加料段130～150℃，塑化段150～170℃，均化段170～190℃，机头温度为170～180℃。

②通信电缆包覆工艺。滤网目数和层数为80目/120目/120目/80目共四层。机筒温度分别为加料段150～180℃，塑化段190～220℃，均化段230～250℃，机头温度为230～240℃。

4）采用PE包覆作护套的优点。

①原料来源丰富，价格便宜。

②质量轻，具有优良的电绝缘性、耐化学腐蚀性及耐低温性，相同尺寸时单位质量长度大。

③加有炭黑的PE耐大气老化性能好，使用寿命可达20年以上。

④采用聚乙烯-铝带-聚乙烯塑料防护套防潮性能好，可保证塑料通信电缆各种参数长期稳定。

⑤能消除铅包电缆由于振动疲劳、电腐蚀和化学药剂等产生的障碍，质量比铅包电缆小50%，能大幅节约原材料。

⑥加工成型方便。

5）生产设备。

①加长密炼机。

②单螺杆挤出机。

③双螺杆挤出机。

6）制作工艺

①工艺流程。原辅料→称量→密炼辊压→挤出成条→自然风冷→切粒→包装。

②加长型密炼机生产工艺流程。原辅料→储罐→计量→密炼机→挤出成条→水下切粒→粒料干燥→包装。

③单螺杆挤出机生产工艺流程。原辅料→储罐→计量→单螺杆挤出机→水下造粒→粒料干燥→包装。

④双螺杆挤出机生产工艺流程。原辅料→称量→捏合→螺旋加料器→锥形双螺杆挤出机→水下造粒→粒料干燥→包装。

7）工艺过程。

①捏合。捏合的目的是使组分混合均匀。由于母料中炭黑含量高达30%，而捏合时炭黑无孔不入，它会污染环境，损害健康，如捏合不好，还会影响产品质量。因此，理想的捏合工艺应该是捏合温度控制在PE的熔点附近，在料已结成小块而未成大块时排料。此时的料没有游离炭黑，即使用手捏后手心也不黑。

②密炼。电缆包覆料中炭黑分散的好坏，直接影响包覆的外观质量、拉伸强度、断裂伸长率、环境应力龟裂性能、低温脆化性能等，而母料中炭黑分散的好坏又直接影响电缆包覆料中炭黑分散度。

③辊压。辊压温度应控制在既不粘辊又不包辊的温度。如果温度过高，料片粘辊，强度低；温度过低，料片不包辊，孔洞多，易断。

④挤出造粒。挤出（温度不宜超过220℃）造粒既可使成品料粒外表规整、美观，又能克服PE护套料生产中难以拉片切粒的困难。

⑤冷却。PE是一种低熔点的结晶型塑料，自然风冷虽然设备简单，但效率低，占地面积大，不适合大批量生产。

⑥环境卫生保护。炭黑的飞散是PE护套料生产中突出的问题，因此捏合应采用封闭、集中的生产方式。

⑦废品处理。生产中的废品除可安排其他用途外，也可回收再用作电线包覆料。只需适当加入一些抗氧剂，不会影响制品的使用性能。

⑧母料的制备。要想得到较好的分散质量，必须采用预制母料工艺。因预制母料后炭黑均匀分散在PE中，从而保证炭黑在PE料中分散良好，可避免炭黑与空气接触，防止因氧化受潮引起的质量变化。同时预制母料还可净化环境，节约电能，生产出质量稳定、分散均匀的黑色PE电缆护套料。

8）黑色PE电缆护套料的应用。PE可作为高频绝缘材料，用来制造通信电缆，而这一点聚氯乙烯是不可能的。用PE做护套的通信电缆品种很多，如长途对称高频通信电缆、市内电话电缆、同轴电缆、海底通信电缆、泡沫PE绝缘中继电缆、导弹控制用通信电缆等。在高频绝缘方面，PE有取代PS的趋势。PE电缆由于介电常数和介电损耗小，受温度和频率的影响小，体积电阻率系数大，化学稳定性好，能经受比PVC电缆更高的电压，所以还是制作电力电缆的较好绝缘材料。此外，添加炭黑后的聚乙烯还具有耐大气老化性能好、耐化学熔剂和耐水湿性能突出的优点，其缺点是熔点低、易软化变形、应力差、收缩率大，但这些可能通过改性克服。

（2）聚氯乙烯粒料包覆成型

1）原料选择。聚氯乙烯电缆料是以纯度较高的悬浮法PVC-SG1和PVC-SG2型树脂为主料，再加入一定比例的增塑剂和稳定剂组成。增塑剂主要选用磷酸酯，通常用苯二甲酸酯（耐热性好）作主增塑剂。增塑剂的酸值对电线绝缘性、耐热性都有影响，应选择酸值小的增塑剂。稳定剂应以碱性铅盐作主稳定剂，最好三碱式硫酸铅与二碱式亚磷酸铅并用，这样可兼顾热、光稳定性。在包覆前如果电缆粒料受潮，还应在80℃的烘箱中烘干2h。

2）挤出机选用单螺杆挤出机，螺杆结构为等距不等深渐变型，长径比L/D为18～25，压缩比为3。多孔板用40目筛网过筛，稳定剂和着色剂等浆料应研磨成细小颗粒。

3）温度控制。

①聚氯乙烯包覆绝缘级各段温度分别为加料段120～140℃，塑化段140～160℃，均化段160～180℃，机头温度为170～180℃。

②聚氯乙烯包覆护套各段温度分别为加料段120～140℃，塑化段140～160℃，均化段160～180℃，机头温度为170～180℃。

4）芯线预热处理。进模前芯线应预热到80～110℃，以确保芯线能和熔融塑料牢固黏附在一起。

（3）聚丙烯粒料包覆工艺机筒螺杆采用突变型，机筒温度分别为加料段140～170℃，塑化段180～210℃，均化段220～240℃，机头温度为220～230℃。过滤网采用不锈钢丝编织。

（4）电线、电缆包覆生产中的异常现象、产生原因及解决方法（表8-2）

表8-2 电线、电缆包覆生产中的异常现象、产生原因及解决方法