淺析電線電纜用氯化聚乙烯護(hù)套的制造工藝

張建國(guó)

摘? 要：我國(guó)現(xiàn)代所生產(chǎn)的電線電纜、電焊機(jī)電纜以及阻燃電纜等，使用的橡膠護(hù)套通常都是氯丁橡膠。事實(shí)上我國(guó)生產(chǎn)氯丁橡膠的能力、數(shù)量等都非常有限，并且價(jià)格也非常昂貴，質(zhì)量方面的穩(wěn)定性是無(wú)法保證的。對(duì)比來(lái)講，氯化聚乙烯的密度較小，并且儲(chǔ)存熱穩(wěn)定的性能較好，良好的加工工藝和低廉的價(jià)格等都是其優(yōu)勢(shì)，使用氯化聚乙烯代替氯丁橡膠來(lái)作為電線電纜的護(hù)套是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：電線電纜;氯化聚乙烯;護(hù)套;制造工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TM215? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

氯化聚乙烯是聚乙烯實(shí)施氯化改性之后得到的高分子材料，其具有良好的耐熱、耐臭氧老化的作用，更具有極為良好的抗電暈作用和阻燃作用，而且其在抗撕裂、抗曲折、耐磨損等方面具有良好的物理機(jī)械作用。

1 配方設(shè)計(jì)方面

1.1 選擇對(duì)應(yīng)的氯化聚乙烯牌號(hào)

商品氯化聚乙烯中橡膠當(dāng)中的氯含量一般為25%～40%。隨著氯化聚乙烯中氯含量的逐漸增加，氯化聚乙烯橡膠的耐油性、密度、阻燃性等也在不斷提升，并且其耐寒性、抗壓性、抗曲折性與回彈性也會(huì)逐漸下降。電線具有良好的拉伸強(qiáng)度，并且更需要具備耐老化性、耐油性與良好的阻燃作用，所以電線電纜企業(yè)一般都會(huì)選擇山東某化工廠所生產(chǎn)的140B牌號(hào)的氯化聚乙烯膠片，其中氯的含量為40%。

1.2 明確其硫化體系

能夠用在氯化聚乙烯當(dāng)中的硫化體系種類(lèi)較多，其中使用有機(jī)過(guò)氧化物硫化體系的硫化膠片，與成品電線電纜護(hù)套間存在較為顯著的不足，其并不具備良好是抗撕裂性。相關(guān)試驗(yàn)已經(jīng)表明，氯化聚乙烯的配方當(dāng)中適當(dāng)加入醇類(lèi)，不但能夠硫化體系進(jìn)行火花，更能提升硫化過(guò)程的速度，降低交聯(lián)劑與交聯(lián)助劑的使用數(shù)量，切實(shí)提升了抗撕裂的強(qiáng)度，其更加適合電線電纜橡膠護(hù)套的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3 增塑體系

針對(duì)氯化聚乙烯橡膠物料的有機(jī)過(guò)氧化物硫化體系來(lái)講，芳烴體系、環(huán)烷類(lèi)的增塑劑等，都能夠延緩自由基的形成速度，減少有機(jī)過(guò)氧化物的硫化作用，因此，要盡量減少或者避免使用這類(lèi)物品。一般都會(huì)使用氯化石蠟和環(huán)氧酯類(lèi)同用的方式構(gòu)建增塑體系，氯化石蠟具有良好的阻燃作用，環(huán)氧酯類(lèi)則能夠切實(shí)提升膠料的熱穩(wěn)定作用。

1.4 補(bǔ)強(qiáng)增充相關(guān)體系

因?yàn)樗嵝原h(huán)境會(huì)對(duì)過(guò)氧化物的硫化體系產(chǎn)生不良影響，并且氯化聚乙烯混煉過(guò)程中因?yàn)槟Σ脸霈F(xiàn)嚴(yán)重的生熱狀況，需要使用堿性或者是接近于堿性且生熱不明顯的炭黑品種，象半補(bǔ)強(qiáng)炭黑或者是混氣炭黑，盡量不要使用具有高耐磨作用的炭黑和色素炭黑。一定要著重強(qiáng)調(diào)的是，氯化聚乙烯膠片的塑性能力較低，要對(duì)填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑間的調(diào)配比例進(jìn)行合理有效的調(diào)整，以此來(lái)保證混煉膠能夠具有良好的塑性。

1.5 其他種類(lèi)的添加劑

使用有機(jī)過(guò)氧化物作為硫化機(jī)的時(shí)候，防老劑RD是最為合適的，防老劑RD是淡黃色至琥珀色的粉末或者薄片，無(wú)毒無(wú)害，其軟化點(diǎn)在74 ℃以上，不溶于水，溶于氯仿、丙酮以及二氧化碳，并且微溶于石油烴。環(huán)氧酯類(lèi)具有良好的穩(wěn)定劑作用，因此其中不需要另外添加穩(wěn)定劑。雖然氯化石蠟有良好的潤(rùn)滑作用，橡膠制作過(guò)程中依然需要在配方中添加適量的硬脂酸金屬的鹽類(lèi)作為潤(rùn)滑劑，以此來(lái)降低氯化聚乙烯實(shí)際提煉過(guò)程中產(chǎn)生的熱能。相關(guān)試驗(yàn)已經(jīng)表明，在氯化聚乙烯的生產(chǎn)配方中添加適量的硬脂酸物質(zhì)，能夠提升粉料的分散速度，更能夠起到潤(rùn)滑的作用，對(duì)氯化聚乙烯膠料的成型加工制作工藝相關(guān)性能具有良好的改善作用。

1.6 氯化聚乙烯膠料的配方和作用

氯化聚乙烯橡膠護(hù)套的膠料配方一般為：氯化聚乙烯100，DCP交聯(lián)劑為3，交聯(lián)助劑為2，適量的甘油，防老劑RD為0.2，氧化鎂為8～12，硬脂酸為1～3，適量的硬脂酸類(lèi)金屬鹽，氧化石蠟為20，環(huán)氧大豆油為5，輕質(zhì)的碳酸鈣為27，半補(bǔ)強(qiáng)炭黑為10～20，混氣的炭黑為30～40，含膠是比率為45%。這個(gè)配方中膠料溫度與時(shí)間會(huì)更易于掌控，并且硫化曲線也較為理想，在國(guó)家有關(guān)機(jī)械工業(yè)廳對(duì)電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的實(shí)際檢驗(yàn)工作中，硫化物和成品的氯化聚乙烯護(hù)套都是符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定的，是能夠進(jìn)行大量應(yīng)用的。

2 制造工藝方面

氯化聚乙烯屬于現(xiàn)代新研發(fā)出來(lái)的橡膠種類(lèi)。具有常用膠類(lèi)不同的特殊屬性，工藝也和其他種類(lèi)的膠料存在很多不同。

2.1 混煉

對(duì)比傳統(tǒng)形式的氯丁橡膠，氯化聚乙烯不需要實(shí)施塑煉，也省去了塑煉之后的停放，氯化聚乙烯配方當(dāng)中液體形式的添加劑，可在配料過(guò)程中通其他粉料實(shí)施攪拌與吸收，這樣能夠避免實(shí)際混煉過(guò)程中出現(xiàn)打滑、滴漏的情況。氯化聚乙烯的硫化溫度要求超過(guò)160 ℃，在由冷卻水的前提下可實(shí)施連續(xù)性的生產(chǎn)，但是溫度一般不會(huì)超出160 ℃。所以，氯化聚乙烯所使用的硫化劑并不要去同其他助劑分開(kāi)添加，可以直接同其他粉料進(jìn)行攪拌。氯化聚乙烯的混煉溫度要求較為寬泛，為40 ℃～120 ℃時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)黏輥也不會(huì)焦燒。當(dāng)使用的混煉機(jī)是開(kāi)煉機(jī)時(shí)，需要關(guān)掉冷卻水或者要及時(shí)打開(kāi)蒸汽。因?yàn)槁然垡蚁┻M(jìn)行混煉時(shí)會(huì)因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生大量的熱能，密煉機(jī)混煉的時(shí)候一定要加足冷卻水。排膠溫度一般為110 ℃～120 ℃，這樣能夠進(jìn)行大量、連續(xù)混煉工作，對(duì)于氯化聚乙烯的質(zhì)量并不會(huì)形成不良影響。

2.2 停放和熱煉

對(duì)比氯丁橡膠氯化聚乙烯混煉膠具有更為良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并不需要實(shí)施低溫存放，夏季高溫對(duì)其并不會(huì)產(chǎn)生直接的影響。氯化聚乙烯在進(jìn)行熱煉的時(shí)候不用開(kāi)冷卻水，溫度一般要在50 ℃以上。

2.3 制成電線電纜的護(hù)套

氯化聚乙烯在制成電線電纜的護(hù)套時(shí)，一般可以使用長(zhǎng)螺桿擠出機(jī)來(lái)進(jìn)行，也可使用短螺桿擠出機(jī)。通常來(lái)講長(zhǎng)螺桿擠出機(jī)所制成的電線電纜護(hù)套會(huì)更加光亮、圓整，斷面也會(huì)更加密致。擠出氯化聚乙烯膠料的時(shí)候，機(jī)頭溫度一般在65 ℃到90 ℃。因?yàn)槁然垡蚁捴七^(guò)程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的摩擦生熱，膠料內(nèi)部的溫度會(huì)更高，一般在90 ℃到120 ℃，所以，使用長(zhǎng)螺桿擠出機(jī)的時(shí)候，一定要對(duì)基礎(chǔ)溫度進(jìn)行良好地監(jiān)測(cè)、控制，以避免膠料的焦燒。

2.4 硫化過(guò)程

和其他較為通用的膠料種類(lèi)相比，氯化聚乙烯交流硫化過(guò)程的溫度要求較高，通常要求在160 ℃～180 ℃，氯化聚乙烯電線電纜護(hù)套膠料的硫化要求為：當(dāng)其飽和蒸汽壓力在0.54 MPa時(shí)，硫化溫度為160 ℃，硫化時(shí)間一般為25 min～30 min，當(dāng)其飽和蒸汽壓力在0.93 MPa的時(shí)候，硫化溫度為180 ℃，硫化時(shí)間一般為6 min～10 min，當(dāng)其飽和蒸汽壓力在，1.52 MPa的時(shí)候，硫化溫度為200 ℃，硫化時(shí)間一般為1 min～3 min，隨著飽和蒸汽壓力的逐漸升高，硫化溫度也在逐漸升高，而硫化時(shí)間隨之在不斷減少，制作出來(lái)的氯化聚乙烯橡膠具有更為良好的抗撕裂強(qiáng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，基于在國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家引入的先進(jìn)硫化物生產(chǎn)線，我國(guó)很多工廠都已經(jīng)能夠生產(chǎn)多種不同規(guī)格的電線電纜產(chǎn)品了，氯化聚乙烯材質(zhì)的護(hù)套各項(xiàng)性能標(biāo)準(zhǔn)都符合國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與要求。當(dāng)前我正在對(duì)制造相關(guān)的工藝進(jìn)行合理有效地完善，會(huì)把氯化聚乙烯橡膠應(yīng)用到更為廣泛的電線電纜產(chǎn)品中，象橡膠通用的軟電纜，船舶使用的電線電纜，阻燃橡膠的電線電纜護(hù)套等，全面替代氯丁橡膠的應(yīng)用，促進(jìn)電線電纜企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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