硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣電纜絕緣擠出工藝探討

郭志斌

摘 要：硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣電線由于具有良好的耐溫等級(jí)（125℃）、簡(jiǎn)便的操作過程，使其具有廣闊的前景，本文通過比較和分析，探討了硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣電線電纜生產(chǎn)時(shí)，在絕緣單線制造中應(yīng)采取相應(yīng)的對(duì)策和注意事項(xiàng)，指出了導(dǎo)體的制造、絕緣擠出工藝中的質(zhì)量控制要求。

關(guān)鍵詞：125℃硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣 絕緣 擠出工藝

1 引 言

隨著技術(shù)進(jìn)步和材料工業(yè)的發(fā)展，普通聚氯乙烯絕緣電線電纜存在的工作溫度低，熱老化壽命短，傳輸容量小，過載能力低，特別是火災(zāi)時(shí)煙霧、酸氣會(huì)造成二次危害等缺陷，在使用中受到了越來越多的限制。因此，硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣電線電纜產(chǎn)品就具有非常重大的意義。硅烷自然交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣料耐溫等級(jí)為125℃，產(chǎn)品低煙、無鹵、阻燃，是一種環(huán)保型產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的輻照交聯(lián)工藝相比，減少了巨大的設(shè)備投資，與硅烷溫水交聯(lián)工藝相比，也節(jié)省了水煮的時(shí)間和電能消耗，因此具有良好的市場(chǎng)前景。

硅烷自然交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電線電纜由改性聚烯烴樹脂為主要原料，加入阻燃劑、引發(fā)劑、催化劑、抗氧劑、阻聚劑等助劑，通過混煉、擠出、造粒而制得，硅烷自然交聯(lián)采用二步法生產(chǎn)，其中A料為已經(jīng)接枝了的無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣料，B料為催化母料，在擠出時(shí)，A料和B料按23.75比1.25的比例混合均勻，配方中提高了A料的接枝率，通過選用更高效的催化母料，使材料即使在低溫、水分不充足時(shí)也能發(fā)生交聯(lián)，因此，硅烷自然交聯(lián)料的交聯(lián)時(shí)間與溫度、濕度以及絕緣層的厚度有著密切的關(guān)系，本文結(jié)合近期的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討了一些企業(yè)過程質(zhì)量控制的方法。

2 絕緣層

硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣料擠出時(shí)，擠出機(jī)承擔(dān)融化和輸送物料，而同時(shí)也是化學(xué)反應(yīng)器，這一方面需要擠出機(jī)本身的性能保證，還必須依賴合理的溫區(qū)、溫度設(shè)置和較精確的控制來保證。溫度過低或物料擠出機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間過短，接枝不完全，導(dǎo)致絕緣交聯(lián)度不足，降低絕緣層機(jī)械性能和耐熱老化壽命；而溫度過高或物料在擠塑機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間過長(zhǎng)，又會(huì)造成物料在擠塑機(jī)內(nèi)發(fā)生預(yù)交聯(lián)。

造成絕緣擊穿一般由于物料發(fā)生預(yù)交聯(lián)、物料防護(hù)不當(dāng)混進(jìn)了雜質(zhì)、料斗或機(jī)身流道內(nèi)存有殘?jiān)仍?；溫度設(shè)定不合理或溫控波動(dòng)范圍太大會(huì)因溫度過高發(fā)生預(yù)交聯(lián)；擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速過慢或螺桿與機(jī)筒間隙偏大，或機(jī)頭流道設(shè)計(jì)不合理，均會(huì)導(dǎo)致料流或部分物料在機(jī)中停留時(shí)間過長(zhǎng)而發(fā)生預(yù)交聯(lián)；物料開封后擱置時(shí)間太久，密封不好或庫存物料袋的破損，也會(huì)因受潮產(chǎn)生預(yù)交聯(lián)。因此，生產(chǎn)中必須注意一下幾點(diǎn)：

（1）擠出時(shí)螺桿一定要選用壓縮比為1：1的低煙無鹵專用螺桿，保證物料擠出順暢，擠出時(shí)的轉(zhuǎn)速一般應(yīng)不高于滿速的2/3。則應(yīng)策劃選用大型號(hào)的設(shè)備。擠出前必須徹底清理或檢查料斗、機(jī)頭、螺桿和機(jī)筒，確認(rèn)無雜物滯留。

（2）按工作任務(wù)量逐漸隨用隨開物料帶；倒料清掃袋外，以防雜物混入。開封后必須用盡，A料和B料混合后極易自交聯(lián)，開封后的A料和B料也容易吸潮、變質(zhì)。擠出過程中更換規(guī)格時(shí)，換模速度要快，應(yīng)確保物料在機(jī)中停滯時(shí)間不超過20min。

（3）采用40目的不銹鋼濾網(wǎng)，或者采用多孔板支撐，盡量減少物料在機(jī)筒螺桿內(nèi)的反壓力，使其盡快擠出定型。

（4）最好選用擠壓式模具，使其獲得較好的擠出外觀，如果選用半擠壓式模具，內(nèi)模的選擇不能過大，一般不超過線芯最大外徑+0.3mm，模具過大，勢(shì)必使得拉伸比也大，對(duì)于硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣料擠出時(shí)，其拉伸比最好不要超過1.6：1，否則極易造成擠出脫料，外徑竹節(jié)。

（5）溫度的控制，硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣料擠出時(shí)，由于物料硬度大、彈性差，物料與機(jī)筒螺桿接觸產(chǎn)生很大的摩擦力，使得擠出時(shí)溫度難以控制，物料容易因?yàn)閿D出溫度過高而產(chǎn)生先期交聯(lián)，因此，溫度的控制至關(guān)重要。

3 絕緣線芯的識(shí)別

硅烷自然交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣電線電纜絕緣線芯的顏色由于本身為白色絕緣，因此其顏色識(shí)別只能采用色母料，取決于采購的色母粒料，換色時(shí)，大量地排料是使人心疼的浪費(fèi)。

但是從滿足客戶和節(jié)約原材料兩方面來考慮絕緣線芯識(shí)別就有文章可做。如采用雙層擠出，所謂雙層擠出是指擠出時(shí)采用主機(jī)和注條機(jī)同時(shí)開機(jī)擠出，主機(jī)采用本色料，而注條機(jī)采用配色料，主機(jī)擠出絕緣的內(nèi)層，注條機(jī)擠出絕緣外層，這樣由于注條機(jī)只負(fù)責(zé)絕緣的著色，可以擠得很薄，因此，用量很少，換色時(shí)的浪費(fèi)也就降低了不少，這樣擠出的產(chǎn)品從外觀上看起來就有了非常鮮明的顏色標(biāo)識(shí)，和只用色母料擠出時(shí)的顏色一致了，只是在端面看時(shí)，可以看到內(nèi)圈是白色的，外圈是配色的。

4 交聯(lián)工藝

由于硅烷自然交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴的交聯(lián)速度與溫度、濕度以及絕緣層的厚度有關(guān)，因此，使用者必須根據(jù)實(shí)際情況來確定各種產(chǎn)品的實(shí)際交聯(lián)時(shí)間。當(dāng)然，為了能夠快速實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，在有條件的情況下也可以采用提高環(huán)境溫度進(jìn)行交聯(lián)，一般來說，在60℃的溫度下，硅烷自然交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料4小時(shí)即可交聯(lián)，這種交聯(lián)方法一般用在試驗(yàn)和檢驗(yàn)中。夏季的溫度一般高于25℃，濕度也比較大，通過試驗(yàn)，自然狀態(tài)下放置3到5天即可自然交聯(lián)；而冬季北方地區(qū)室內(nèi)溫度（車間）一般低于20℃，氣溫比價(jià)干燥，因此交聯(lián)時(shí)間比較長(zhǎng)，經(jīng)試驗(yàn)，在溫度為9℃的環(huán)境溫度下放置13天，才可以交聯(lián)，在溫度為3℃的環(huán)境溫度下放置25天，才能自然交聯(lián)完成。因此，為了提高交聯(lián)速度，在冬季，常將擠出后的成品放在一個(gè)密封性較好的房間內(nèi)，房間內(nèi)安裝供熱暖氣使其溫度保持在30℃左右，這樣，3到5天就可以自然交聯(lián)了。

5 結(jié)束語

硅烷自交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴絕緣電線電纜由于其耐溫性能高（125℃），無鹵低煙阻燃等優(yōu)異的產(chǎn)品性能，便捷的加工性能（直接擠出，自然交聯(lián)）已越來越受到廣大用戶的青睞。