氟塑料电缆的挤出工艺和加工工艺-上海J9集团特种电缆有限公司

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氟塑料电缆的挤出工艺和加工工艺

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2020-10-28 13:30:52    点击数:-   【
       氟塑料电缆用来专指以氟塑料为外套的电线电缆。氟塑料电缆具有优良的耐候性、耐热性,摩擦系数较小,化学性能稳定,具有较好的电绝缘性能。电缆的制作工艺决定这电缆的品质,下面分享下氟塑料电缆的挤出工艺和加工工艺。
       挤出工艺
       由于氟塑料原料价格较高,电缆生产挤出工艺难度大,在生产过程中材料挤出时会有有毒气体排出,所以氟塑料电缆的生产成本高,其市场销售价格也较高。以下为氟塑料电缆挤出工艺的几个注意点:
       1、挤出方式的选择
       含氟塑料熔体的熔融粘度极大,在热塑性氟塑料的加工过程中,不宜采用压力式挤出,依据熔体有足够的强度且允许拉伸,故可采用套管式模具挤出方式生产氟塑料电线电缆。
       2、挤出模具
       套管式模具挤出时,模具是热塑性氟塑料挤出工序中最关键的影响因素,不合适的模具可能会造成松套、熔体断裂、表面波纹、外径波动大等问题出现,严重时可能无法挤出成型。在实际生产中,控制合理的拉伸系数以确保绝缘与导体间的粘结力就显得尤为重要。拉伸平衡DRB值不应小于1.0,否则会出现绝缘松套现象,尤其是单线挤出时,其值应调到1.05~1.15之间,但DRB值不能大于1.2,否则会在挤出速度较快时出现熔融椎体破裂,影响产品质量。一般情况下,热塑性氟塑料挤出模具的承线长度不超过15mm比较合适。对于加工线径较大,拉伸比DDR在5~10之间的情况下,需将挤出模具的承线长度提高到12mm左右,以便加大模具内熔融树脂的压力和减小挤出外径的波动,达到稳定挤出的目的。
       3、挤出温度
       挤出热塑性氟塑料时,其温度的设定与所挤出的线径和速度成正比关系,线径越大,挤出机螺杆转速越高,那么设定的温度也越高。在挤出过程中,通过观察氟塑料熔融椎体的状态判断温度是否得当。若温度过低,则会导致绝缘应内应力的存在而开裂;受热过度则会导致氟塑料局部发生分解,造成电缆绝缘或护套表面存在气泡,严重影响产品质量。同时,线芯进入机头前应经过预热,在模具和熔融椎体外增加保温加热罩,避免温度变化导致熔融椎体粘度变化,而影响挤出速度及产品质量。
       4、冷却控制
       氟塑料是一种结晶型有机高分子材料,所以不宜采用定型冷却骤冷方式,由于氟塑料的挤出温度较高,所以冷却介质的温度应达到材料晶核生长速度和晶粒生长速度的最佳比例。挤出后的绝缘或护套应采用分段冷却方式进行冷却,即水槽水温从高到低进行设置,避免急速冷却造成松套或在挤出物中形成内应力。
       加工工艺
       用作氟塑料绝缘电线的绝缘材料主要有聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯FEP以及其它氟塑料,根据不同氟塑料的加工特点,一般采用以下三种加工工艺。
       1、热挤工艺当挤出机内部机筒温度达到350°C----390°C左右时,把F46氟塑料加入料斗,利用螺杆旋转的推力,通过成型模具均匀连续的包覆在导电线芯上,冷却后定型。此方法用Φ30、Φ60、Φ90等高温塑料挤出机,常生产F46型、F40型等氟塑料绝缘产品。
       2、推挤工艺把粉状的聚四氟乙烯塑料预压成筒型,放人机筒,利用活塞推力,通过成型模具均匀连续的包覆在导电线芯上,然后进行380。C的高温烧结,冷却后定型。此方法用F4推压机,生产F4(PTFE)型产品。
       3、绕包工艺用切成一定宽度的聚四氟乙烯薄膜带绕包到线芯上,然后进行烧结定型。此方法用绕包机及烧结炉,通常生产AFR型、FSFB型等电线。
       工艺发展
       PTFE不能熔融挤出,必须通过薄膜绕包或糊状挤出来生产电线电缆,需使用专门设备,设备复杂,工艺流程长,且生产是间歇性的,生产速度也受限制。因此开发可熔融挤出的氟塑料一直是高分子界的重大课题。 FEP是首先开发成功的可熔融挤出氟塑料。它几乎保持了PTFE的所有优异性能,至今仍是除PTFE外使用最为广泛、用量最大的含氟塑料。 FEP的连续使用温度为200℃,PFA的成功开发才真正有了可在250℃下使用的熔融挤出氟塑料,但价格昂贵。 ETFE、PVDF,在基本保持了PTFE的各种性能下,以他们比重小、强度大、耐辐照三大优势在含氟塑料中崭露头角,且在电线电缆中也获得了广泛应用。
       挤出设备
       除PVDF允许用一般挤出机挤出电线外,其他各种氟塑料都要用高温挤出机生产电线电缆。 熔融氟树脂用高温挤出机的要求: 有足够的加热功率,确保高温(例如450 ℃左右)条件下树脂能够熔融挤出; 与熔体接触的部件:螺杆、螺膛、机头及其组件、模具等,都要用高温耐腐蚀合金,如镍基合金(包括国内的新三号钢),主要是由于挤出过程中可能产生的HF等含氟气体具有很强的腐蚀性。
       挤出材料
       与不同氟塑料有不同的使用温度一样,导体也需不同的适用温度。考虑到挤出时可能产生的气体对导体的腐蚀,氟塑料电线电缆几乎都使用镀银、镀锡、镀镍等镀复导体。电线电缆研究、生产者应根据电线电缆用户的需要,正确选择导体和绝缘材料,既要满足客户要求,又要让绝缘材料用得恰到好处。因此,应熟悉、掌握各种氟塑料的特性。
       挤出工艺
       含氟塑料熔体的熔融粘度极大,不宜采用"压力式"挤出(否则会对设备提出太苛刻的要求);但熔体有足够的强度,允许拉伸,所以几乎都是采用"套管式"挤出来生产电线电缆,通过控制合理的拉伸系数保证绝缘与导体间的粘结力。 "套管式"挤出中,模具的设计或生产中的"配模",都应保证DDR、DBR两个参数之值在挤出材料允许的合理范围之内。
       DBR称之为(平衡)拉伸系数(拉伸度),表示外层熔体与内层熔体受拉伸程度的比。 DDR称之为拉伸比(配模比),表示拉伸程度或允许生产速度。 DDR、DBR都是材料参数,DDR、DBR允许值越大,评价为材料挤出工艺好。 不同材料,DDR、DBR不一样;同种材料,牌号不同(MI不同),DDR、DBR也不一样。不同材料、不同牌号的这两个参数及其允许范围,线缆研究、生产者必须掌握。 作为其性,MI越大,DDR、DBR允许较大;绝缘挤出的DBR、DDR比护套挤出时大。
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