低烟无卤阻燃电缆护套工艺的探讨

韩长超

(天津六零九电缆有限公司，天津 300231)



低烟无卤阻燃电缆护套工艺的探讨

韩长超

(天津六零九电缆有限公司，天津 300231)

论述了低烟无卤阻燃电缆护套生产工艺要点，对低烟无卤阻燃电缆护套的挤制温度和速度、挤制设备、挤制模具进行了探讨，并对生产过程及产品常见问题进行了分析，提出了解决办法，以提高低烟无卤阻燃电缆护套电缆的质量。

低烟无卤阻燃；电缆护套；生产工艺

随着我国城市的发展，高速铁路对低烟无卤阻燃电缆护套的需求增加，同时移动通信等网络领域也急需应用低烟无卤阻燃电缆护套，以保证设施的安全性、可靠性。电缆如应用不当，发生燃烧时，就会给周边环境带来很大的影响，电缆在燃烧时会产生大量的烟雾和毒气，会给现场人员带来严重的安全威胁，因而需要新型电缆。近几年，低烟无卤阻燃电缆护套已研制成功，低烟无卤阻燃电缆护套在燃烧时不会产生黑色烟雾，保证人们的生命安全。但由于低烟无卤阻燃电缆护套材料具有特殊性，在生产中可能出现问题，本文提出低烟无卤阻燃电缆护套产品的制造技术。

1 低烟无卤阻燃电缆的发展意义

由于含卤电缆容易燃烧，因此它在火灾中可以起到助燃的作用，同时燃烧会释放出大量的有害气体和烟雾，燃烧环境不好，极易造成人员伤亡，因此含卤电缆的发展已引起世界各国的关注，人们都对含卤电线电缆阻燃和低烟无卤问题给予了高度重视，投入资金加速研究。很多发达国家开始制定相关环保指令，对本国使用的电线电缆在环保方面进行严格控制，使得低烟无卤阻燃电缆得到了发展机会，也受到客户的欢迎，广泛使用。目前，低烟无卤阻燃类电缆使用的低烟无卤阻燃绝缘和护套材料主要有乙丙橡胶和聚烯烃两类，在实际使用中又以低烟无卤阻燃电缆护套居多。低烟无卤阻燃护套因为在配方中加入了大量的水合金属氧化物、增塑剂、消烟剂及稳定剂等添加物，致使其挤出工艺控制非常困难。本文结合实际情况和生产中的一些操作经验，对低烟无卤阻燃护套电缆材料的挤出设备和工艺控制要点等进行探讨。

2 低烟无卤阻燃电缆护套挤制工艺

2.1 挤出设备的选用

低烟无卤阻燃电缆护套中含有氢氧化镁或氢氧化铝，在挤出时对挤塑机的螺杆有特殊要求。很多生产量较大的企业采用专用的低烟无卤阻燃电缆护套挤出设备，可避免每次挤出低烟无卤阻燃电缆护套时更换螺杆的问题，同时可免除更换螺杆时的清理工作，否则一旦挤塑机内膛残余胶料未清理干净，则会导致后续生产的电缆护套外表面出现粗糙、疙瘩和合胶缝开裂等现象。无论是采用原有的普通挤塑机在挤出低烟无卤阻燃电缆护套时更换专用螺杆，还是采用专用的低烟无卤阻燃电缆护套挤出设备，其最关键的控制就是螺杆的选用。对于挤出设备，螺杆的选择决定了设备可挤出的材料范围和挤出效率。目前，挤塑机以单螺杆为主，不同的挤出材料对螺杆的直径、长径比和压缩比等要求各异。低烟无卤阻燃电缆护套因添加了大量阻燃剂，使电缆护套材料的机械性能明显降低，胶料硬度高，挤塑时生热大，挤出困难。如采用普通聚乙烯(PE)的高压缩比螺杆生产，则螺腔内部的低烟无卤阻燃材料会因压力过大，容易产生剪切生热现象，导致实际挤出时的温度比温控表设定的高出许多，使材料在挤出过程中因过热而分解，析出水分，当电缆护套材料从机头模口挤出后，外表面会出现气孔、粗糙等现象，直接影响材料挤出后的机械物理性能。

2.2 低烟无卤阻燃电缆护套的挤制温度和速度

低烟无卤阻燃电缆护套的材料，与普通PVC/PE电缆护套料相比，前者比后者的材料更加复杂，低烟无卤阻燃电缆护套流动性差、塑性降低、热敏性强，它们在使用时，容易摩擦生热，为了防止这种情况的发生，需要选择合适的生产工艺。在一般情况下，首先要注意在生产时挤出性能的良好，要注意控制它们的密度，最好在1.41±0.2 g/cm3，为了控制这样的密度，它们在挤制前，需要加热，使这些材料在65℃±5℃下预热达到4 h。由于生产厂家不同，它们各自的生产设备类型不同，因此，对于这种加热原则不能一概而论，因为低烟无卤阻燃电缆材料添加了填充料和无卤阻燃剂，它们挤制时挤出温度同PE料相比，虽然仅仅降低10℃～20℃，但它们的生产速度就可能发生较大的改变，为了保证生产质量，需要根据设备的负荷，对生产设备调整出线速度和螺杆转速。这样才能使低烟无卤阻燃电缆护套在挤制过程中压力不太高，又能保证塑化充分的条件下挤出。

2.3 低烟无卤阻燃电缆护套的挤制设备

由于低烟无卤阻燃电缆护套挤制的条件要求高，尤其是一些生产企业，只是使用普通PE螺杆生产，就更难保证低烟无卤阻燃电缆护套的质量。这种设备在螺腔内，如果它们的压力过大，就可能导致实际温度比设置温度要高，在生产的挤制过程中，可以采用低压缩比螺杆生产，它们的最佳压缩比是1～1.2∶1，它们的长径比至少应该为25∶1，这样它们就可以用90或150型挤塑机，使产品达到质量要求。

2.4 低烟无卤阻燃电缆护套的挤制模具

低烟无卤阻燃料挤出，这种方法是生产低烟无卤阻燃电缆护套的关键工艺，在设计这种挤出模具时，可以将模具分为挤压式、半挤管式、挤管式。 第一，低烟无卤阻燃电缆挤压式模具。对于这种挤压式模具，主要是模芯的设计。这种模具的模芯，是缩在模套后面，它的物料流动主要是靠压力，当低烟无卤阻燃物料通过模具后就可以实现定型，只要把条件控制好，挤出的结构就可以达到内外紧密。第二，低烟无卤阻燃电缆半挤管式模具。对于这种模芯，由于它们具有较短的管状，这是挤压式和挤管式的一种过渡形式，由于模芯延长在模套的承径处，因此，它可以防止线芯在模芯内摆动，避免出现偏心的现象，另外，它所具有的压力也可以使塑胶层压实，使产品达到表面光滑圆整。因此，各生产低烟无卤阻燃电缆护套的厂家，一定要根据不同的产品类型，选择最佳的生产工艺，对于普通护套料的挤出模具，可以选择挤管式模具，对于生产低烟无卤阻燃护套料的模具，应选择半挤压式模具。

3 低烟无卤阻燃电缆护套的常见问题及解决办法

第一，护套开裂。这不是常见的问题，护套开裂的原因主要是由于控制的温度不当引起的，因为塑化不好，使内层钢带(铠装电缆)翘边，就容易导致护套开裂。对于这一类问题，要注意调整温度和速度，这样就可以保证产品光滑、圆整、紧密的外观。第二，护套偏心。出现这种情况主要是由于模芯太大或芯管出现了磨损，也可能是由于温度低的原因，使它们难以达到塑化。解决的办法是及时更换模芯、芯管，提高塑化温度。第三，表面粗糙不光滑。这是由于物料的温度不当，容易使表面粗糙不光滑。应适当提高机头的控制温度，及时更换模套。

4 结语

对于低烟无卤阻燃护套的挤制，由于加工温度范围窄、设备负荷高，使它们的挤制困难，但它们性能优异，只要在挤制中选择合适的条件，够掌握材料性能和挤出特性，挤制成为合格产品是没有问题的。因此，挤制低烟无卤阻燃电缆护套是一种现代的环保产品，低烟无卤阻燃护套的挤制能够更好地满足我国城市智能化建设的要求。

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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

韩长超(1983-)，工程师。

TM247.1

A

1674-8646(2017)10-0102-02