辐照交联低烟无卤阻燃耐热电线电缆工装技术说明

王金霞

摘 要 对辐照交联低烟无卤阻燃耐热电线电缆从挤塑设备和生产工艺方面加以分析。

关键词 辐照交联低烟阻燃电线电缆 挤包工艺装备 工艺

前言

针对电线电缆聚氯乙烯等阻燃绝缘材料，被明火燃烧时将释放大量的有毒气体导致人员伤亡的现状。辐照交联低烟无卤阻燃耐热电线电缆中的低烟无卤聚烯烃材料采用辐照方式进行交联，即使是被明火燃烧还低烟无毒，保证阻燃性能和电气性。

辐照交联低烟无卤阻燃耐热电线电缆制造的基本工艺流程。

（1）铜单丝拉制：电线电缆常用的铜、铝杆材，在常温下，利用拉丝机通过一道或数道拉伸模具的模孔，使其截面减小、长度增加、强度提高。拉丝是各电线电缆公司的首道工序，拉丝的主要工艺参数是配模技术。

（2）单丝退火：铜、铝单丝在加热到一定的温度下，以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度，以符合电线电缆对导电线芯的要求。退火工序关键是杜绝铜丝的氧化。

（3）导体的绞制：为了提高电线电缆的柔软度，以便于敷设安装，导电线芯采取多根单丝绞合而成。从导电线芯的绞合形式上，辐照交联低烟无卤阻燃耐热电线电缆为规则绞合.因为辐照工艺只能用规则绞合才能保证交联的均匀.保证绝缘的质量。

（4）绝缘挤出：塑料电线电缆主要采用挤包实心型绝缘层，塑料绝缘挤出的主要技术要求：①偏心度：挤出的绝缘厚度的偏差值是体现挤出工艺水平的重要标志，大多数的产品结构尺寸及其偏差值在标准中均有明确的规定。②光滑度：挤出的绝缘层表面要求光滑，不得出现表面粗糙、烧焦、杂质的不良质量问题。③致密度：挤出绝缘层的横断面要致密结实、不准有肉眼可见的针孔，杜绝有气泡的存在。

本文主要介绍一下辐照交联低烟无卤阻燃耐热电线电缆的挤塑工艺装备。

④挤出设备。电线电缆挤出设备的主要部件是螺杆，它关系到挤出机的应用范围和生产效率，为适应不同塑料加工的需要，螺杆的型式有许多种。低烟无卤阻燃电缆料中含有高填充的氢氧化镁或氢氧化铝，所以对于螺杆的选用来说一般选用普通型的螺杆而且它的压缩比不能过大，一般在1：1～1：2.5之间比较适合。L/D为20或24的普通单纹螺杆最适合于这类电缆料，而剪切作用较大的螺纹，屏障式螺杆，带密炼块螺杆等则很难适应。使用这些螺杆挤塑低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料时，一方面会出现以上提到的温度难控、挤出表面不太理想等情况，另外还会出现螺杆扭矩、主机电流较大的现象。电缆生产厂家在使用低烟无鹵阻燃聚烯烃电料时必须注意到这一点；挤出过程中还有一个影响低烟无卤电缆料挤出的重要因素，那就是挤出大的热量，这就要求挤出设备要有良好的冷却装置，才能控制工艺温度。这是一个不可忽视的问题，如果温度过高将使线缆的表面产生很大的气孔，使阻燃料分解；温度过低又会使设备的整机电流加大，出现螺杆转速低，容易损伤设备。

⑤挤出模具。阻燃聚烯烃电缆料与非阻燃聚烯烃电缆料不同之处在于前者含有阻燃剂填充，其中低烟无卤阻燃聚烯烃电料填充量甚至高达150phr以上，这就导致了其在熔融状态下体强度、拉伸比、熔体粘度与非阻燃聚烯烃电缆料存在较大差异，从而要求挤出成型时模具的选配也有所不同。一般地说，以上阻燃聚烯烃电缆料均适用于挤压式（多用绝缘挤出）、半挤管式及挤管式模具（多用护套挤出）。使用挤压模时，因阻燃聚烯烃电缆料熔体粘度大使得机头压力增加，挤出制压得较密实，导致离模时会有所膨胀，可选用模套內径尺寸比成品的标称直径小5%左右；使用半挤管式或挤管式模具时，必须考虑到阻燃聚烯烃电缆料的拉伸比，经过对多种阻燃聚烯烃电缆料进行工艺试验发现，普通阻燃及低烟低卤阻燃聚烯烃电缆料拉伸比可达6-7左右，但低无卤阻燃聚烯烃电缆料拉伸比可达2.5-3.2左右。当然，模具选配拉伸比越小，挤出表面会愈光滑，但这在实际生产中是不大可能的，也不可取。针对阻燃聚烯烃电缆料通常挤包于绕包层外作为阻燃护套的特点，经摸索认为挤制低烟无卤阻燃烯烃电缆料时，模芯、模套采用如下配比较合理：模芯内径=绕包层外径+（0.6～1.5）mm核套内径=电缆标称外径+（2～7）mm。普通阻燃及低烟低卤阻燃聚烯烃电缆料模芯内径、模套外径可适当放大。

⑥挤塑工艺。低烟无卤电缆料很容易受潮，在挤出之前，最好要做烘干处理，再上挤塑机投料。挤塑工艺主要包括挤出温度及螺杆转速的设置。随配方体系不同各种阻燃聚烯烃电缆料的挤出温度也有所不同。另外，同一种阻燃聚烯烃电缆料在不同的挤出设备上挤出温度也不同，主要随挤出机结构不同而相异。因这类电缆料均含有一定数量的填充，挤塑过程中均会摩擦生热而引起温升，但在有外界风冷或螺杆冷却的条件下，经过一段时间温升后会于平衡、所以，挤塑时初始温度可设定比正常挤出温度低5～10℃左右，这样可以保证当挤塑趋于稳定时，温度正好位于材料正常挤塑温度范围之内，可以较好地控制挤出的工艺温度，不致造成主产过程中挤塑质量出现波动。一般情况下，低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料比低烟低卤及普通阻燃电缆料摩擦升温快、工艺温度范围窄。在挤出过程中，温度控制要得当，无卤料在挤出过程中剪切力大，料筒和螺杆之间会自然生热，建议将设控温度相对调低。

对于阻燃聚烯烃电缆料来说，挤塑时螺（下转第269页）（上接第264页）杆转速设置也是-个不容忽视的问题，基于其配方特点、挤塑时它不可能达到非阻燃聚烯烃电缆料那样快的螺杆转速，其原因主要为：螺杆转速快后物料受到的剪切作用大，易引起其中的阻燃剂机械热分解；螺杆转速快后物枓摩擦生热也大，温度难于控制，易造成阻燃剂受热分解。例如：对低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料而言，在普通90挤出机上当螺杄转速超过20～22r/min时，即使在较低挤出温度下也会造成无卤阻燃剂分解，导致挤出表面毛糙。而且在这种情况下对下于只有风冷的挤塑设备来说，其工艺温度是难于控制的，会一直往上升。但对于低姻低卤及普通阻然聚烯烃电缆料来说，温度难于控制的情况比较少见，只是有可能造成阻燃剂机械热分解，引起挤出表面毛糙。一般这类电缆料在90挤出机上挤出时螺杆转速可达35-40 r/min甚至更高。另外，对于低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料来说，因其挤塑过程中主机电流一般比较大，当螺杆转速过快时很容易引起主机电流过大，导致电机超负荷运转。

低烟无卤料在挤出的时候出现气泡现象，按常规来分析：

一个是低烟无卤料很容易受潮，在挤出之前，最好要做烘干处理；

二是在挤出过程中，温度控制要得当，无卤料在挤出过程中剪切力大，料筒和螺杆之间会自然生热，建议将设控温度相对调低；

三是材料本身的质量原因，有许多电缆料厂单纯的为了降低成本，而添加大量的填充剂，致使材料比重过大。

（5）辐照。利用电子加速器产生的高能量电子束流轰击绝缘层，使绝缘由原来的链状分子结构而形成交联。

（6）成缆。对于多芯的电缆为了保证成型度、减小电缆的外形，一般都需要将其绞合为圆形。绞合的机理与导体绞制相仿，由于绞制节径较大，大多采用退扭方式。成缆的技术要求：大部分电缆在成缆的同时伴随另外两个工序的完成：一个是填充，保证成缆后电缆的圓整和稳定；一个是绑扎，保证缆芯不松散。

（7）外护套：外护套是保护电线电缆的绝缘层防止环境因素侵蚀的结构部分。外护套的主要作用是提高电线电缆的机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人、阻止电缆燃烧等能力。根据对电缆的不同要求利用挤塑机直接挤包塑料护套。护套挤出的过程中应选用半挤压式，这样才能充份保证材料的抗拉强度和伸长率以及表面光洁度。

结束语

阻燃聚烯烃电缆料适宜使用剪切作用及挤压力较小的螺杆进行挤制，并要求挤出设备有较好的冷却装备【例如；各温控区均有风冷，大规格螺杆其芯部应有冷却）。

阻燃聚烯烃电缆料拉伸比比非阻燃聚烯烃电缆料小，对挤塑模具的选配有一定要求。

阻燃聚烯烃电缆料与非阻橪烃电料相比，挤塑时工艺温度范围较窄，主机电流较大，要求螺杆转速较低。这-点，低烟无卤聚烯烃电缆科表现尤为明显。