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氟塑料電纜的擠出工藝和加工工藝

文章出處：責任編輯：發布時間：2020-10-28 13:30:52 點擊數：- 【大 中 小】

氟塑料電纜用來專指以氟塑料為外套的電線電纜。氟塑料電纜具有優良的耐候性、耐熱性，摩擦系數較小，化學性能穩定，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，下面分享下氟塑料電纜的擠出工藝和加工工藝。
擠出工藝
由于氟塑料原料價格較高，電纜生產擠出工藝難度大，在生產過程中材料擠出時會有有毒氣體排出，所以氟塑料電纜的生產成本高，其市場銷售價格也較高。以下為氟塑料電纜擠出工藝的幾個注意點：
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，依據熔體有足夠的強度且允許拉伸，故可采用套管式模具擠出方式生產氟塑料電線電纜。
2、擠出模具
套管式模具擠出時，模具是熱塑性氟塑料擠出工序中最關鍵的影響因素，不合適的模具可能會造成松套、熔體斷裂、表面波紋、外徑波動大等問題出現，嚴重時可能無法擠出成型。在實際生產中，控制合理的拉伸系數以確保絕緣與導體間的粘結力就顯得尤為重要。拉伸平衡DRB值不應小于1.0，否則會出現絕緣松套現象，尤其是單線擠出時，其值應調到1.05～1.15之間，但DRB值不能大于1.2，否則會在擠出速度較快時出現熔融椎體破裂，影響產品質量。一般情況下，熱塑性氟塑料擠出模具的承線長度不超過15mm比較合適。對于加工線徑較大，拉伸比DDR在5～10之間的情況下，需將擠出模具的承線長度提高到12mm左右，以便加大模具內熔融樹脂的壓力和減小擠出外徑的波動，達到穩定擠出的目的。
3、擠出溫度
擠出熱塑性氟塑料時，其溫度的設定與所擠出的線徑和速度成正比關系，線徑越大，擠出機螺桿轉速越高，那么設定的溫度也越高。在擠出過程中，通過觀察氟塑料熔融椎體的狀態判斷溫度是否得當。若溫度過低，則會導致絕緣應內應力的存在而開裂；受熱過度則會導致氟塑料局部發生分解，造成電纜絕緣或護套表面存在氣泡，嚴重影響產品質量。同時，線芯進入機頭前應經過預熱，在模具和熔融椎體外增加保溫加熱罩，避免溫度變化導致熔融椎體粘度變化，而影響擠出速度及產品質量。
4、冷卻控制
氟塑料是一種結晶型有機高分子材料，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，所以冷卻介質的溫度應達到材料晶核生長速度和晶粒生長速度的最佳比例。擠出后的絕緣或護套應采用分段冷卻方式進行冷卻，即水槽水溫從高到低進行設置，避免急速冷卻造成松套或在擠出物中形成內應力。
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，根據不同氟塑料的加工特點，一般采用以下三種加工工藝。
1、熱擠工藝當擠出機內部機筒溫度達到350°C----390°C左右時，把F46氟塑料加入料斗，利用螺桿旋轉的推力，通過成型模具均勻連續的包覆在導電線芯上，冷卻后定型。此方法用Φ30、Φ60、Φ90等高溫塑料擠出機，常生產F46型、F40型等氟塑料絕緣產品。
2、推擠工藝把粉狀的聚四氟乙烯塑料預壓成筒型，放人機筒，利用活塞推力，通過成型模具均勻連續的包覆在導電線芯上，然后進行380。C的高溫燒結，冷卻后定型。此方法用F4推壓機，生產F4(PTFE)型產品。
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，然后進行燒結定型。此方法用繞包機及燒結爐，通常生產AFR型、FSFB型等電線。
工藝發展
PTFE不能熔融擠出，必須通過薄膜繞包或糊狀擠出來生產電線電纜，需使用專門設備，設備復雜，工藝流程長，且生產是間歇性的，生產速度也受限制。因此開發可熔融擠出的氟塑料一直是高分子界的重大課題。 FEP是首先開發成功的可熔融擠出氟塑料。它幾乎保持了PTFE的所有優異性能，至今仍是除PTFE外使用最為廣泛、用量最大的含氟塑料。 FEP的連續使用溫度為200℃，PFA的成功開發才真正有了可在250℃下使用的熔融擠出氟塑料，但價格昂貴。 ETFE、PVDF，在基本保持了PTFE的各種性能下，以他們比重小、強度大、耐輻照三大優勢在含氟塑料中嶄露頭角，且在電線電纜中也獲得了廣泛應用。
擠出設備
除PVDF允許用一般擠出機擠出電線外，其他各種氟塑料都要用高溫擠出機生產電線電纜。熔融氟樹脂用高溫擠出機的要求：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（包括國內的新三號鋼），主要是由于擠出過程中可能產生的HF等含氟氣體具有很強的腐蝕性。
擠出材料
與不同氟塑料有不同的使用溫度一樣，導體也需不同的適用溫度。考慮到擠出時可能產生的氣體對導體的腐蝕，氟塑料電線電纜幾乎都使用鍍銀、鍍錫、鍍鎳等鍍復導體。電線電纜研究、生產者應根據電線電纜用戶的需要，正確選擇導體和絕緣材料，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（否則會對設備提出太苛刻的要求）；但熔體有足夠的強度，允許拉伸，所以幾乎都是采用"套管式"擠出來生產電線電纜，通過控制合理的拉伸系數保證絕緣與導體間的粘結力。 "套管式"擠出中，模具的設計或生產中的"配模"，都應保證DDR、DBR兩個參數之值在擠出材料允許的合理范圍之內。
DBR稱之為（平衡）拉伸系數（拉伸度），表示外層熔體與內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速度。 DDR、DBR都是材料參數，DDR、DBR允許值越大，評價為材料擠出工藝好。不同材料，DDR、DBR不一樣；同種材料，牌號不同（MI不同），DDR、DBR也不一樣。不同材料、不同牌號的這兩個參數及其允許范圍，線纜研究、生產者必須掌握。作為其性，MI越大，DDR、DBR允許較大；絕緣擠出的DBR、DDR比護套擠出時大。

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