無鹵阻燃護(hù)套電纜的擠制工藝

而低煙無鹵阻燃材料是近幾年來出現(xiàn)的一個(gè)新品種，其性能符合IEC92-359標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)熱塑性材料的規(guī)定，和普通PVC阻燃材料相比，低煙無鹵材料在著火燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大量的黑色煙霧與有害的HCl氣體，可以避免對(duì)人體健康及監(jiān)控設(shè)備造成嚴(yán)重危害，減少火災(zāi)二次損失。為了達(dá)到低煙無鹵與阻燃的技術(shù)要求，各廠家在材料配方中加入填充料、消煙劑、EVA、含結(jié)晶水的Al(OH)3、Mg(OH)2及無機(jī)阻燃劑等添加劑，由于各成分用量控制不一，粒徑大小及表面活化處理的效果也各有差異，致使各廠家的低煙無鹵阻燃料的密度差別較大(1.40～1.50)，性能參差不齊，而且材料的流動(dòng)性較差，擠出性能遠(yuǎn)不如普通PVC、PE料，在擠護(hù)套過程中帶來不少的問題。本文就對(duì)低煙無鹵阻燃聚烯烴材料的加工工藝與常見問題進(jìn)行總結(jié)分析與探討，以便與同行交流。

隨著3G移動(dòng)通信事業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑物智能化程度的提高，對(duì)電力能源的需求不斷提高，同時(shí)對(duì)室內(nèi)機(jī)房、地鐵工程、智能化大樓的安全性和可靠性的要求越來越高，同軸電纜室內(nèi)敷設(shè)的數(shù)量也不斷增加。由于普通電纜料在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧、毒氣和腐蝕性氣體，置人于死地，影響搶險(xiǎn)救災(zāi)人員的撤離，同時(shí)危害了高精密控制系統(tǒng)。

阻燃材料的選擇

所謂阻燃料是指能延緩著火、降低火焰?zhèn)鞑ニ俣�，且在離開外部火焰后，其自身燃燒火焰能迅速自行熄滅的護(hù)套料。如何評(píng)價(jià)聚合物可燃性，氧指數(shù)(OxygenIndex)是阻燃料的一個(gè)重要參數(shù)。氧指數(shù)是指在規(guī)定條件下，試樣在氧、氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒所需的最低的氧氣濃度。以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)(%)表示。它是評(píng)價(jià)聚合物材料相對(duì)燃燒性的一種表示方法，以此判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度。要想達(dá)到技術(shù)關(guān)鍵指標(biāo)，必須進(jìn)行材料的合理選擇：

原材料質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)RF同軸電纜產(chǎn)品質(zhì)量與擠出工藝有著直接的影響,因而選擇合適的低煙無鹵阻燃聚乙烯護(hù)套料較為重要。通過對(duì)以上廠家材料的跟蹤使用，發(fā)現(xiàn)無鹵阻燃護(hù)套料的加工與擠出設(shè)備、模具選用、加工溫度、線速度等因素有著非常密切的聯(lián)系。

護(hù)套擠制工藝

擠制設(shè)備

無鹵阻燃護(hù)套擠制較困難，由于無鹵阻燃護(hù)套料中含有較多的氫氧化鋁或氫氧化鎂填充劑(水化合物)，導(dǎo)致膠料硬度高，擠塑時(shí)生熱大，護(hù)套擠制困難。特別是使用普通PE螺桿生產(chǎn)時(shí)，螺腔內(nèi)由于壓力過大易導(dǎo)致實(shí)際溫度比設(shè)定溫度要高得多，從而影響擠塑質(zhì)量(氣孔、焦料、老化等現(xiàn)象)。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐，加強(qiáng)對(duì)主機(jī)溫度的控制可以消除此種現(xiàn)象，其最佳的方法是采用低壓縮比螺桿(最佳壓縮比1～1.2：1，長(zhǎng)徑比至少應(yīng)為25：1)，90或160型擠塑機(jī)擠制護(hù)套，其塑化效果好，螺桿負(fù)荷較小，護(hù)套表面質(zhì)量較好，且能大大提高生產(chǎn)效率。同時(shí)為了保證達(dá)到更佳的擠塑質(zhì)量，一般在生產(chǎn)前需對(duì)無鹵阻燃料進(jìn)行烘干，烘干溫度控制在70℃(最高不得超過80℃)，時(shí)間控制在4小時(shí)左右。

擠制溫度

在塑料的擠出過程中，物料聚集態(tài)的轉(zhuǎn)變以及決定物料流動(dòng)的粘度都取決于溫度，因此，溫度是塑料擠出工藝中最重要的工藝參數(shù)。

由于低煙無鹵阻燃護(hù)套料中含有較多的氫氧化鋁或氫氧化鎂填充劑(水化合物)，導(dǎo)致膠料硬度高、流動(dòng)性差，擠塑時(shí)生熱大，所以相對(duì)普通PE、PVC的加工溫度范圍要窄。以90護(hù)套機(jī)為例，其溫度范圍一般在110～155℃，溫度偏差在±10℃，最高溫度不超過170℃為宜�！�

擠制模具

低煙無鹵阻燃料擠出中的關(guān)鍵工藝因素之一是擠出模具的設(shè)計(jì)。擠出模具分三種形式：擠壓式、半擠管式和擠管式。

(圖a)擠壓式模具，模芯沒有管狀承徑部分，模芯縮在模套承徑后面。料流是靠壓力通過模套實(shí)現(xiàn)最后定型的，擠出的塑膠層結(jié)構(gòu)緊密、外表平整。但出膠量要較擠管式小得多，且偏心調(diào)節(jié)困難，護(hù)套厚薄不易控制。

(圖b)半擠管式模具，模芯有較短的管狀承徑部分，這是擠壓式和擠管式的過渡型式，模芯伸在模套承徑處，適用于生產(chǎn)編織型同軸電纜，可以防止芯線在模芯內(nèi)擺動(dòng)而引起的偏心。另外，它有一些壓力，使塑膠層壓實(shí)，能填充編織網(wǎng)孔的間隙，使護(hù)套與編織層之間結(jié)合緊密，護(hù)套表面光滑圓整。

(圖c)擠管式模具，模芯有較長(zhǎng)的管狀承徑部分，模芯口端面伸出模套口或持平。故有擠出速度快、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、偏心易調(diào)節(jié)、護(hù)套厚薄容易控制等優(yōu)點(diǎn)，但該模具類型的缺點(diǎn)是塑膠層致密性較差、外表不如擠壓式模具圓整。

因此，結(jié)合本公司產(chǎn)品特點(diǎn)，生產(chǎn)移動(dòng)通信用RF同軸電纜時(shí)宜選用擠管式模具。

根據(jù)塑料的拉伸比S(拉伸比越大，則收縮率越大，一般為1.5左右為最佳)按下式計(jì)算模套內(nèi)徑尺寸，模芯內(nèi)孔選用比外導(dǎo)體略大1.0~1.5㎜左右。

DD=√(DO2-Di2)S+DT2

式中，DD為模套內(nèi)徑;DT為模芯外徑;

D0為護(hù)套外徑;Di為護(hù)套內(nèi)徑

配模系數(shù)：K=(DD：D0)/(DT：Di)，其范圍定在0.95~1.05之間。

以7/8″電纜在90護(hù)套上生產(chǎn)為例，外導(dǎo)體直徑為24.9mm，選用擠管式模具，模芯內(nèi)孔選26mm，模芯壁厚選1.0mm，護(hù)套外徑按27.5mm計(jì)算，模套內(nèi)徑為31.4mm，則配模系數(shù)K=1.015，當(dāng)K>1時(shí)，則電纜生產(chǎn)速度快，塑料經(jīng)過一定的拉伸與外導(dǎo)體包得緊密，且機(jī)械強(qiáng)度高，有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

雖然低煙無鹵阻燃聚烯烴材料與普通的PVC、PE材料相比，其加工溫度范圍窄、設(shè)備負(fù)荷高、出膠量小，擠制較為困難，但它具有低煙、低毒、高阻燃等優(yōu)異性能，只要在擠制中注意選擇合適的模具與擠塑設(shè)備，掌握材料性能與擠出特性，是完全可以克服不利因素，穩(wěn)定提升產(chǎn)品質(zhì)量的。低煙無鹵阻燃RF同軸電纜被譽(yù)為新一代環(huán)保型同軸電纜，更多地滿足3G系統(tǒng)用室內(nèi)覆蓋的需求。

常見問題及解決辦法

由于低煙無鹵阻燃聚烯烴護(hù)套料性能與擠出加工的特殊性，如不加注意，在擠制護(hù)套時(shí)就會(huì)出現(xiàn)很多質(zhì)量問題，下面列舉了一些常見問題及解決辦法：

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