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氟塑料電纜的擠出工藝和加工工藝

文章出處：責(zé)任編輯：發(fā)布時(shí)間：2020-10-28 13:30:52 點(diǎn)擊數(shù)：- 【大 中 小】

氟塑料電纜用來(lái)專指以氟塑料為外套的電線電纜。氟塑料電纜具有優(yōu)良的耐候性、耐熱性，摩擦系數(shù)較小，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有較好的電絕緣性能。電纜的制作工藝決定這電纜的品質(zhì)，下面分享下氟塑料電纜的擠出工藝和加工工藝。
擠出工藝
由于氟塑料原料價(jià)格較高，電纜生產(chǎn)擠出工藝難度大，在生產(chǎn)過程中材料擠出時(shí)會(huì)有有毒氣體排出，所以氟塑料電纜的生產(chǎn)成本高，其市場(chǎng)銷售價(jià)格也較高。以下為氟塑料電纜擠出工藝的幾個(gè)注意點(diǎn)：
1、擠出方式的選擇
含氟塑料熔體的熔融粘度極大，在熱塑性氟塑料的加工過程中，不宜采用壓力式擠出，依據(jù)熔體有足夠的強(qiáng)度且允許拉伸，故可采用套管式模具擠出方式生產(chǎn)氟塑料電線電纜。
2、擠出模具
套管式模具擠出時(shí)，模具是熱塑性氟塑料擠出工序中最關(guān)鍵的影響因素，不合適的模具可能會(huì)造成松套、熔體斷裂、表面波紋、外徑波動(dòng)大等問題出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)可能無(wú)法擠出成型。在實(shí)際生產(chǎn)中，控制合理的拉伸系數(shù)以確保絕緣與導(dǎo)體間的粘結(jié)力就顯得尤為重要。拉伸平衡DRB值不應(yīng)小于1.0，否則會(huì)出現(xiàn)絕緣松套現(xiàn)象，尤其是單線擠出時(shí)，其值應(yīng)調(diào)到1.05～1.15之間，但DRB值不能大于1.2，否則會(huì)在擠出速度較快時(shí)出現(xiàn)熔融椎體破裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。一般情況下，熱塑性氟塑料擠出模具的承線長(zhǎng)度不超過15mm比較合適。對(duì)于加工線徑較大，拉伸比DDR在5～10之間的情況下，需將擠出模具的承線長(zhǎng)度提高到12mm左右，以便加大模具內(nèi)熔融樹脂的壓力和減小擠出外徑的波動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定擠出的目的。
3、擠出溫度
擠出熱塑性氟塑料時(shí)，其溫度的設(shè)定與所擠出的線徑和速度成正比關(guān)系，線徑越大，擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速越高，那么設(shè)定的溫度也越高。在擠出過程中，通過觀察氟塑料熔融椎體的狀態(tài)判斷溫度是否得當(dāng)。若溫度過低，則會(huì)導(dǎo)致絕緣應(yīng)內(nèi)應(yīng)力的存在而開裂；受熱過度則會(huì)導(dǎo)致氟塑料局部發(fā)生分解，造成電纜絕緣或護(hù)套表面存在氣泡，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，線芯進(jìn)入機(jī)頭前應(yīng)經(jīng)過預(yù)熱，在模具和熔融椎體外增加保溫加熱罩，避免溫度變化導(dǎo)致熔融椎體粘度變化，而影響擠出速度及產(chǎn)品質(zhì)量。
4、冷卻控制
氟塑料是一種結(jié)晶型有機(jī)高分子材料，所以不宜采用定型冷卻驟冷方式，由于氟塑料的擠出溫度較高，所以冷卻介質(zhì)的溫度應(yīng)達(dá)到材料晶核生長(zhǎng)速度和晶粒生長(zhǎng)速度的最佳比例。擠出后的絕緣或護(hù)套應(yīng)采用分段冷卻方式進(jìn)行冷卻，即水槽水溫從高到低進(jìn)行設(shè)置，避免急速冷卻造成松套或在擠出物中形成內(nèi)應(yīng)力。
加工工藝
用作氟塑料絕緣電線的絕緣材料主要有聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯FEP以及其它氟塑料，根據(jù)不同氟塑料的加工特點(diǎn)，一般采用以下三種加工工藝。
1、熱擠工藝當(dāng)擠出機(jī)內(nèi)部機(jī)筒溫度達(dá)到350°C----390°C左右時(shí)，把F46氟塑料加入料斗，利用螺桿旋轉(zhuǎn)的推力，通過成型模具均勻連續(xù)的包覆在導(dǎo)電線芯上，冷卻后定型。此方法用Φ30、Φ60、Φ90等高溫塑料擠出機(jī)，常生產(chǎn)F46型、F40型等氟塑料絕緣產(chǎn)品。
2、推擠工藝把粉狀的聚四氟乙烯塑料預(yù)壓成筒型，放人機(jī)筒，利用活塞推力，通過成型模具均勻連續(xù)的包覆在導(dǎo)電線芯上，然后進(jìn)行380。C的高溫?zé)Y(jié)，冷卻后定型。此方法用F4推壓機(jī)，生產(chǎn)F4(PTFE)型產(chǎn)品。
3、繞包工藝用切成一定寬度的聚四氟乙烯薄膜帶繞包到線芯上，然后進(jìn)行燒結(jié)定型。此方法用繞包機(jī)及燒結(jié)爐，通常生產(chǎn)AFR型、FSFB型等電線。
工藝發(fā)展
PTFE不能熔融擠出，必須通過薄膜繞包或糊狀擠出來(lái)生產(chǎn)電線電纜，需使用專門設(shè)備，設(shè)備復(fù)雜，工藝流程長(zhǎng)，且生產(chǎn)是間歇性的，生產(chǎn)速度也受限制。因此開發(fā)可熔融擠出的氟塑料一直是高分子界的重大課題。 FEP是首先開發(fā)成功的可熔融擠出氟塑料。它幾乎保持了PTFE的所有優(yōu)異性能，至今仍是除PTFE外使用最為廣泛、用量最大的含氟塑料。 FEP的連續(xù)使用溫度為200℃，PFA的成功開發(fā)才真正有了可在250℃下使用的熔融擠出氟塑料，但價(jià)格昂貴。 ETFE、PVDF，在基本保持了PTFE的各種性能下，以他們比重小、強(qiáng)度大、耐輻照三大優(yōu)勢(shì)在含氟塑料中嶄露頭角，且在電線電纜中也獲得了廣泛應(yīng)用。
擠出設(shè)備
除PVDF允許用一般擠出機(jī)擠出電線外，其他各種氟塑料都要用高溫?cái)D出機(jī)生產(chǎn)電線電纜。熔融氟樹脂用高溫?cái)D出機(jī)的要求：有足夠的加熱功率，確保高溫（例如450 ℃左右）條件下樹脂能夠熔融擠出；與熔體接觸的部件：螺桿、螺膛、機(jī)頭及其組件、模具等，都要用高溫耐腐蝕合金，如鎳基合金（包括國(guó)內(nèi)的新三號(hào)鋼），主要是由于擠出過程中可能產(chǎn)生的HF等含氟氣體具有很強(qiáng)的腐蝕性。
擠出材料
與不同氟塑料有不同的使用溫度一樣，導(dǎo)體也需不同的適用溫度?？紤]到擠出時(shí)可能產(chǎn)生的氣體對(duì)導(dǎo)體的腐蝕，氟塑料電線電纜幾乎都使用鍍銀、鍍錫、鍍鎳等鍍復(fù)導(dǎo)體。電線電纜研究、生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)電線電纜用戶的需要，正確選擇導(dǎo)體和絕緣材料，既要滿足客戶要求，又要讓絕緣材料用得恰到好處。因此，應(yīng)熟悉、掌握各種氟塑料的特性。
擠出工藝
含氟塑料熔體的熔融粘度極大，不宜采用"壓力式"擠出（否則會(huì)對(duì)設(shè)備提出太苛刻的要求）；但熔體有足夠的強(qiáng)度，允許拉伸，所以幾乎都是采用"套管式"擠出來(lái)生產(chǎn)電線電纜，通過控制合理的拉伸系數(shù)保證絕緣與導(dǎo)體間的粘結(jié)力。 "套管式"擠出中，模具的設(shè)計(jì)或生產(chǎn)中的"配模"，都應(yīng)保證DDR、DBR兩個(gè)參數(shù)之值在擠出材料允許的合理范圍之內(nèi)。
DBR稱之為（平衡）拉伸系數(shù)（拉伸度），表示外層熔體與內(nèi)層熔體受拉伸程度的比。 DDR稱之為拉伸比（配模比），表示拉伸程度或允許生產(chǎn)速度。 DDR、DBR都是材料參數(shù)，DDR、DBR允許值越大，評(píng)價(jià)為材料擠出工藝好。不同材料，DDR、DBR不一樣；同種材料，牌號(hào)不同（MI不同），DDR、DBR也不一樣。不同材料、不同牌號(hào)的這兩個(gè)參數(shù)及其允許范圍，線纜研究、生產(chǎn)者必須掌握。作為其性，MI越大，DDR、DBR允許較大；絕緣擠出的DBR、DDR比護(hù)套擠出時(shí)大。

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