無鹵護套電纜的擠製工藝
而低煙無鹵阻燃材料是近幾年來出現的一個(ge) 新品種,其性能符合IEC92-359標準中對熱塑性材料的規定,和普通PVC阻燃材料相比,低煙無鹵材料在著火燃燒時不會(hui) 產(chan) 生大量的黑色煙霧與(yu) 有害的HCl氣體(ti) ,可以避免對人體(ti) 健康及監控設備造成嚴(yan) 重危害,減少火災二次損失。為(wei) 了達到低煙無鹵與(yu) 阻燃的技術要求,各廠家在材料配方中加入填充料、消煙劑、EVA、含結晶水的Al(OH)3、Mg(OH)2及無機阻燃劑等添加劑,由於(yu) 各成分用量控製不一,粒徑大小及表麵活化處理的效果也各有差異,致使各廠家的低煙無鹵阻燃料的密度差別較大(1.40~1.50),性能參差不齊,而且材料的流動性較差,擠出性能遠不如普通PVC、PE料,在擠護套過程中帶來不少的問題。本文就對低煙無鹵阻燃聚烯烴材料的加工工藝與(yu) 常見問題進行總結分析與(yu) 探討,以便與(yu) 同行交流。
隨著3G移動通信事業(ye) 的迅猛發展,建築物智能化程度的提高,對電力能源的需求不斷提高,同時對室內(nei) 機房、地鐵工程、智能化大樓的安全性和可靠性的要求越來越高,同軸電纜室內(nei) 敷設的數量也不斷增加。由於(yu) 普通電纜料在燃燒時產(chan) 生大量的煙霧、毒氣和腐蝕性氣體(ti) ,置人於(yu) 死地,影響搶險救災人員的撤離,同時危害了高精密控製係統。

材料的選擇
所謂阻燃料是指能延緩著火、降低火焰傳(chuan) 播速度,且在離開外部火焰後,其自身燃燒火焰能迅速自行熄滅的護套料。如何評價(jia) 聚合物可燃性,氧指數(OxygenIndex)是阻燃料的一個(ge) 重要參數。氧指數是指在規定條件下,試樣在氧、氮混合氣流中,維持平穩燃燒所需的最低的氧氣濃度。以氧所占的體(ti) 積百分數(%)表示。它是評價(jia) 聚合物材料相對燃燒性的一種表示方法,以此判斷材料在空氣中與(yu) 火焰接觸時燃燒的難易程度。要想達到技術關(guan) 鍵指標,必須進行材料的合理選擇:
原材料質量的優(you) 劣對RF同軸電纜產(chan) 品質量與(yu) 擠出工藝有著直接的影響,因而選擇合適的低煙無鹵阻燃聚乙烯護套料較為(wei) 重要。通過對以上廠家材料的跟蹤使用,發現無鹵阻燃護套料的加工與(yu) 擠出設備、模具選用、加工溫度、線速度等因素有著非常密切的聯係。
護套擠製工藝
擠製設備
無鹵阻燃護套擠製較困難,由於(yu) 無鹵阻燃護套料中含有較多的氫氧化鋁或氫氧化鎂填充劑(水化合物),導致膠料硬度高,擠塑時生熱大,護套擠製困難。特別是使用普通PE螺杆生產(chan) 時,螺腔內(nei) 由於(yu) 壓力過大易導致實際溫度比設定溫度要高得多,從(cong) 而影響擠塑質量(氣孔、焦料、老化等現象)。經過生產(chan) 實踐,加強對主機溫度的控製可以消除此種現象,其最佳的方法是采用低壓縮比螺杆(最佳壓縮比1~1.2:1,長徑比至少應為(wei) 25:1),90或160型擠塑機擠製護套,其塑化效果好,螺杆負荷較小,護套表麵質量較好,且能大大提高生產(chan) 效率。同時為(wei) 了保證達到更佳的擠塑質量,一般在生產(chan) 前需對無鹵阻燃料進行烘幹,烘幹溫度控製在70℃(最高不得超過80℃),時間控製在4小時左右。
擠製溫度
在塑料的擠出過程中,物料聚集態的轉變以及決(jue) 定物料流動的粘度都取決(jue) 於(yu) 溫度,因此,溫度是塑料擠出工藝中最重要的工藝參數。
由於(yu) 低煙無鹵阻燃護套料中含有較多的氫氧化鋁或氫氧化鎂填充劑(水化合物),導致膠料硬度高、流動性差,擠塑時生熱大,所以相對普通PE、PVC的加工溫度範圍要窄。以90護套機為(wei) 例,其溫度範圍一般在110~155℃,溫度偏差在±10℃,最高溫度不超過170℃為(wei) 宜。
擠製模具
低煙無鹵料擠出中的關(guan) 鍵工藝因素之一是擠出模具的設計。擠出模具分三種形式:擠壓式、半擠管式和擠管式。
(圖a)擠壓式模具,模芯沒有管狀承徑部分,模芯縮在模套承徑後麵。料流是靠壓力通過模套實現最後定型的,擠出的塑膠層結構緊密、外表平整。但出膠量要較擠管式小得多,且偏心調節困難,護套厚薄不易控製。
(圖b)半擠管式模具,模芯有較短的管狀承徑部分,這是擠壓式和擠管式的過渡型式,模芯伸在模套承徑處,適用於(yu) 生產(chan) 編織型同軸電纜,可以防止芯線在模芯內(nei) 擺動而引起的偏心。另外,它有一些壓力,使塑膠層壓實,能填充編織網孔的間隙,使護套與(yu) 編織層之間結合緊密,護套表麵光滑圓整。
(圖c)擠管式模具,模芯有較長的管狀承徑部分,模芯口端麵伸出模套口或持平。故有擠出速度快、生產(chan) 操作簡單、偏心易調節、護套厚薄容易控製等優(you) 點,但該模具類型的缺點是塑膠層致密性較差、外表不如擠壓式模具圓整。
因此,結合本公司產(chan) 品特點,生產(chan) 移動通信用RF同軸電纜時宜選用擠管式模具。
根據塑料的拉伸比S(拉伸比越大,則收縮率越大,一般為(wei) 1.5左右為(wei) 最佳)按下式計算模套內(nei) 徑尺寸,模芯內(nei) 孔選用比外導體(ti) 略大1.0~1.5㎜左右。
DD=√(DO2-Di2)S+DT2
式中,DD為(wei) 模套內(nei) 徑;DT為(wei) 模芯外徑;
D0為(wei) 護套外徑;Di為(wei) 護套內(nei) 徑
配模係數:K=(DD:D0)/(DT:Di),其範圍定在0.95~1.05之間。
以7/8″電纜在90護套上生產(chan) 為(wei) 例,外導體(ti) 直徑為(wei) 24.9mm,選用擠管式模具,模芯內(nei) 孔選26mm,模芯壁厚選1.0mm,護套外徑按27.5mm計算,模套內(nei) 徑為(wei) 31.4mm,則配模係數K=1.015,當K>1時,則電纜生產(chan) 速度快,塑料經過一定的拉伸與(yu) 外導體(ti) 包得緊密,且機械強度高,有助於(yu) 提高生產(chan) 效率和產(chan) 品質量。
雖然低煙無鹵阻燃聚烯烴材料與(yu) 普通的PVC、PE材料相比,其加工溫度範圍窄、設備負荷高、出膠量小,擠製較為(wei) 困難,但它具有低煙、低毒、高阻燃等優(you) 異性能,隻要在擠製中注意選擇合適的模具與(yu) 擠塑設備,掌握材料性能與(yu) 擠出特性,是完全可以克服不利因素,穩定提升產(chan) 品質量的。低煙無鹵阻燃RF同軸電纜被譽為(wei) 新一代環保型同軸電纜,更多地滿足3G係統用室內(nei) 覆蓋的需求。
常見問題及解決(jue) 辦法
由於(yu) 低煙無鹵阻燃聚烯烴護套料性能與(yu) 擠出加工的特殊性,如不加注意,在擠製護套時就會(hui) 出現很多質量問題,下麵列舉(ju) 了一些常見問題及解決(jue) 辦法:
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