浅析电线电缆用氯化聚乙烯护套的制造工艺

张建国

摘  要：我国现代所生产的电线电缆、电焊机电缆以及阻燃电缆等，使用的橡胶护套通常都是氯丁橡胶。事实上我国生产氯丁橡胶的能力、数量等都非常有限，并且价格也非常昂贵，质量方面的稳定性是无法保证的。对比来讲，氯化聚乙烯的密度较小，并且储存热稳定的性能较好，良好的加工工艺和低廉的价格等都是其优势，使用氯化聚乙烯代替氯丁橡胶来作为电线电缆的护套是非常有必要的。

关键词：电线电缆;氯化聚乙烯;护套;制造工艺

中图分类号：TM215                      文献标志码：A

氯化聚乙烯是聚乙烯实施氯化改性之后得到的高分子材料，其具有良好的耐热、耐臭氧老化的作用，更具有极为良好的抗电晕作用和阻燃作用，而且其在抗撕裂、抗曲折、耐磨损等方面具有良好的物理机械作用。

1 配方设计方面

1.1 选择对应的氯化聚乙烯牌号

商品氯化聚乙烯中橡胶当中的氯含量一般为25%～40%。随着氯化聚乙烯中氯含量的逐渐增加，氯化聚乙烯橡胶的耐油性、密度、阻燃性等也在不断提升，并且其耐寒性、抗压性、抗曲折性与回弹性也会逐渐下降。电线具有良好的拉伸强度，并且更需要具备耐老化性、耐油性与良好的阻燃作用，所以电线电缆企业一般都会选择山东某化工厂所生产的140B牌号的氯化聚乙烯胶片，其中氯的含量为40%。

1.2 明确其硫化体系

能够用在氯化聚乙烯当中的硫化体系种类较多，其中使用有机过氧化物硫化体系的硫化胶片，与成品电线电缆护套间存在较为显著的不足，其并不具备良好是抗撕裂性。相关试验已经表明，氯化聚乙烯的配方当中适当加入醇类，不但能够硫化体系进行火花，更能提升硫化过程的速度，降低交联剂与交联助剂的使用数量，切实提升了抗撕裂的强度，其更加适合电线电缆橡胶护套的相关标准要求。

1.3 增塑体系

针对氯化聚乙烯橡胶物料的有机过氧化物硫化体系来讲，芳烃体系、环烷类的增塑剂等，都能够延缓自由基的形成速度，减少有机过氧化物的硫化作用，因此，要尽量减少或者避免使用这类物品。一般都会使用氯化石蜡和环氧酯类同用的方式构建增塑体系，氯化石蜡具有良好的阻燃作用，环氧酯类则能够切实提升胶料的热稳定作用。

1.4 补强增充相关体系

因为酸性环境会对过氧化物的硫化体系产生不良影响，并且氯化聚乙烯混炼过程中因为摩擦出现严重的生热状况，需要使用堿性或者是接近于碱性且生热不明显的炭黑品种，象半补强炭黑或者是混气炭黑，尽量不要使用具有高耐磨作用的炭黑和色素炭黑。一定要着重强调的是，氯化聚乙烯胶片的塑性能力较低，要对填充剂和补强剂间的调配比例进行合理有效的调整，以此来保证混炼胶能够具有良好的塑性。

1.5 其他种类的添加剂

使用有机过氧化物作为硫化机的时候，防老剂RD是最为合适的，防老剂RD是淡黄色至琥珀色的粉末或者薄片，无毒无害，其软化点在74 ℃以上，不溶于水，溶于氯仿、丙酮以及二氧化碳，并且微溶于石油烃。环氧酯类具有良好的稳定剂作用，因此其中不需要另外添加稳定剂。虽然氯化石蜡有良好的润滑作用，橡胶制作过程中依然需要在配方中添加适量的硬脂酸金属的盐类作为润滑剂，以此来降低氯化聚乙烯实际提炼过程中产生的热能。相关试验已经表明，在氯化聚乙烯的生产配方中添加适量的硬脂酸物质，能够提升粉料的分散速度，更能够起到润滑的作用，对氯化聚乙烯胶料的成型加工制作工艺相关性能具有良好的改善作用。

1.6 氯化聚乙烯胶料的配方和作用

氯化聚乙烯橡胶护套的胶料配方一般为：氯化聚乙烯100，DCP交联剂为3，交联助剂为2，适量的甘油，防老剂RD为0.2，氧化镁为8～12，硬脂酸为1～3，适量的硬脂酸类金属盐，氧化石蜡为20，环氧大豆油为5，轻质的碳酸钙为27，半补强炭黑为10～20，混气的炭黑为30～40，含胶是比率为45%。这个配方中胶料温度与时间会更易于掌控，并且硫化曲线也较为理想，在国家有关机械工业厅对电线电缆产品质量相关的实际检验工作中，硫化物和成品的氯化聚乙烯护套都是符合国家有关规定的，是能够进行大量应用的。

2 制造工艺方面

氯化聚乙烯属于现代新研发出来的橡胶种类。具有常用胶类不同的特殊属性，工艺也和其他种类的胶料存在很多不同。

2.1 混炼

对比传统形式的氯丁橡胶，氯化聚乙烯不需要实施塑炼，也省去了塑炼之后的停放，氯化聚乙烯配方当中液体形式的添加剂，可在配料过程中通其他粉料实施搅拌与吸收，这样能够避免实际混炼过程中出现打滑、滴漏的情况。氯化聚乙烯的硫化温度要求超过160 ℃，在由冷却水的前提下可实施连续性的生产，但是温度一般不会超出160 ℃。所以，氯化聚乙烯所使用的硫化剂并不要去同其他助剂分开添加，可以直接同其他粉料进行搅拌。氯化聚乙烯的混炼温度要求较为宽泛，为40 ℃～120 ℃时，不会出现黏辊也不会焦烧。当使用的混炼机是开炼机时，需要关掉冷却水或者要及时打开蒸汽。因为氯化聚乙烯进行混炼时会因为摩擦而产生大量的热能，密炼机混炼的时候一定要加足冷却水。排胶温度一般为110 ℃～120 ℃，这样能够进行大量、连续混炼工作，对于氯化聚乙烯的质量并不会形成不良影响。

2.2 停放和热炼

对比氯丁橡胶氯化聚乙烯混炼胶具有更为良好的储存稳定性，并不需要实施低温存放，夏季高温对其并不会产生直接的影响。氯化聚乙烯在进行热炼的时候不用开冷却水，温度一般要在50 ℃以上。

2.3 制成电线电缆的护套

氯化聚乙烯在制成电线电缆的护套时，一般可以使用长螺杆挤出机来进行，也可使用短螺杆挤出机。通常来讲长螺杆挤出机所制成的电线电缆护套会更加光亮、圆整，断面也会更加密致。挤出氯化聚乙烯胶料的时候，机头温度一般在65 ℃到90 ℃。因为氯化聚乙烯炼制过程中会出现严重的摩擦生热，胶料内部的温度会更高，一般在90 ℃到120 ℃，所以，使用长螺杆挤出机的时候，一定要对基础温度进行良好地监测、控制，以避免胶料的焦烧。

2.4 硫化过程

和其他较为通用的胶料种类相比，氯化聚乙烯交流硫化过程的温度要求较高，通常要求在160 ℃～180 ℃，氯化聚乙烯电线电缆护套胶料的硫化要求为：当其饱和蒸汽压力在0.54 MPa时，硫化温度为160 ℃，硫化时间一般为25 min～30 min，当其饱和蒸汽压力在0.93 MPa的时候，硫化温度为180 ℃，硫化时间一般为6 min～10 min，当其饱和蒸汽压力在，1.52 MPa的时候，硫化温度为200 ℃，硫化时间一般为1 min～3 min，随着饱和蒸汽压力的逐渐升高，硫化温度也在逐渐升高，而硫化时间随之在不断减少，制作出来的氯化聚乙烯橡胶具有更为良好的抗撕裂强度。

3 结语

总而言之，基于在国际发达国家引入的先进硫化物生产线，我国很多工厂都已经能够生产多种不同规格的电线电缆产品了，氯化聚乙烯材质的护套各项性能标准都符合国家相关的标准与要求。当前我正在对制造相关的工艺进行合理有效地完善，会把氯化聚乙烯橡胶应用到更为广泛的电线电缆产品中，象橡胶通用的软电缆，船舶使用的电线电缆，阻燃橡胶的电线电缆护套等，全面替代氯丁橡胶的应用，促进电线电缆企业的稳步发展，推动科学技术与社会经济的健康发展。

参考文献

[1]蒋琪，刘景光.矿用电缆护套用氯化聚乙烯配方设计优化与应用[J].电线电缆，2014（6）：12-14.

[2]张新，林磊，张勇，等.电缆用氯化聚乙烯橡胶护套配方研究[J].电线电缆，2012（2）：23-25.

[3]蒋琪，刘景光.矿用电缆护套用氯化聚乙烯配方设计优化与应用[J].电线电缆，2014（6）：12-14.