建筑用聚氯乙烯絕緣尼龍護套電線的制造

中國注塑網(wǎng)

隨著我國改革開放不斷地深入，建筑行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，廣泛應用于建筑工程電氣線路的低壓電線需求量也快速地增長我國建筑用線長期使用聚氯乙烯絕緣、護套（簡稱全聚氯乙烯）電線，但這種傳統(tǒng)產(chǎn)品存在著很多缺陷，目前已逐漸被聚氯乙烯絕緣尼龍護套簡稱尼龍護套）電線所代替。本文主要論述尼龍護套電線優(yōu)點、結(jié)構(gòu)、制造工藝要點及部分的性能試驗?！　?尼龍護套電線與全聚氯乙烯電線的比較2.1全聚氯乙烯電線的缺點電流過載能力低、短路時熱容量小，長期工作溫度較低（70C），不能承受較高的環(huán)境溫度，而且聚氯乙烯絕緣熱收縮嚴重，受熱后的收縮會引起電線端頭露銅的現(xiàn)象，影響線路的安全。　　機械強度較低，極易被鼠類咬破，造成供電事故當電線敷設于油污、油蒸汽的廚房或油庫附近時，往往會使絕緣層溶脹、老化或龜裂，影響其使用壽命穿管敷設時易損傷電線，造成供電事故的隱患。　　水分易浸入電線，使絕緣性能下降，影響電線的使用?！　∮捎谄胀ㄐ腿勐纫蚁╇娋€存在著上述眾多缺點，所以，目前我國許多建筑設計單位已明確采用尼龍護套電線代替全聚氯乙烯電線尼龍護套電線實際上是在聚氯乙烯絕緣外增加一層尼龍護套，則產(chǎn)品性能卻有了較大改善和提高，可彌補上述的不足2. 2尼龍護套材料的優(yōu)點具有優(yōu)異的機械物理性能，其抗張強度是聚氯乙烯的5.5倍及以上，被譽為“柔軟鎧裝”　　耐熱性好，連續(xù)使用溫度可達120°C，而且尼龍只具有玻璃態(tài)和粘流態(tài)等兩種形態(tài)，無高彈態(tài)，因此，即使在150°C的高溫下也無明顯的變形現(xiàn)象耐油、耐碳氫化合物等，化學穩(wěn)定性優(yōu)良?！　∮捎谀猃堊o套材料具有上述眾多優(yōu)點，因此其作為新一代建筑用尼龍護套電線而替代原有的全聚氯乙烯電線的原因是顯而易見的，突出表現(xiàn)在工程施工方便和使用安全可靠2.3建筑用尼龍護套電線的特點尼龍護套電線的外徑比同截面的全聚氯乙烯電線要小，所以在電線管中可容納更多的電線或截面較大電線（4）尼龍護套具有優(yōu)良的自潤滑性，使電線穿管極為方便，工作效率顯著，并能有效地防止因穿管而損傷電線（3）尼龍護套電線的絕緣收縮率顯著降低，可減少電線與電器裝置連接時因受熱收縮而引起銅線裸露，提高線路運行的安全性83標準的要求，與普通的全聚氯乙烯電線（BV）性能的比較，見表1就截面積為1.卜10mm2的電線而言，BVN電線成品外徑僅為BV電線的0.89，重量為BV電線的0.93，材料成本僅為BV電線的0. 98由此可見，BVN電線的性能和價格均優(yōu)于BV電線。　　表1尼龍護套電線和全聚氯乙烯電線性能比較型號過載性能熱穩(wěn)定性耐磨耐油施工差一般良優(yōu)3建筑用尼龍護套電線的結(jié)構(gòu)設計為提高建筑用線的機械物理性能和電性能，并實現(xiàn)建筑電線的耐磨、阻燃和耐油等性能要求，必須對尼龍護套電線進行合理的選材和合理的結(jié)構(gòu)設計，以滿足JB/T 83標準的性能要求3.1產(chǎn)品性能要求電性能：導體直流電阻、耐壓試驗、絕緣電阻?！　C械物理性能：絕緣老化前后機械性能、失重試驗、成品電線抗開裂性能變形性能低溫卷繞性能低溫沖擊試驗、耐磨性能化學穩(wěn)定性能：耐油試驗、單根垂直燃燒試驗?！　?.2電線結(jié)構(gòu)的設計要求3956-1997中第1種實芯導體或第2種絞合導體，絞合圓形銅導體應表面圓整，以提高絕緣的圓整度絕緣采用聚氯乙烯絕緣料，厚度應符合行業(yè)標準JB/T10261所規(guī)定的標稱厚度和最薄厚度尼龍護套擠制是本產(chǎn)品的關鍵工序，尼龍護套厚度應符合JB/T10261標準（與UL83―致）的規(guī)定?！　∧猃堊o套電線的結(jié)構(gòu)相對較簡單，即在銅導體外擠包薄壁的聚氯乙烯（PVC）絕緣，然后擠包一層極薄的尼龍護套；對于多芯扁電纜應再擠包一層聚氯乙烯外護套。其主要結(jié)構(gòu)如所示3.3實現(xiàn)尼龍護套結(jié)構(gòu)的技術關鍵按照結(jié)構(gòu)，制造尼龍護套電線的工藝流程見制造工藝流程圖在以上工序中，導體的拉制絞合、聚氯乙烯絕緣擠包均為成熟工藝，容易滿足要求，而尼龍護套擠出相對陌生采用尼龍護套結(jié)構(gòu)，主要解決下列技術關鍵：（1）盡管減薄了絕緣厚度，例如，小規(guī)格電線的絕緣厚度僅是全PVC電線的一半，但仍要有較高的電性能；（2）尼龍護套的最小厚度為0.實現(xiàn)這超薄護套的擠出，需配置相關的工藝及工裝；（3）對于絞合導體，厚度減薄后的絕緣線芯表面有時會有絞線的絞形痕跡，將影響尼龍護套與絕緣層的結(jié)合，所以應根據(jù)擠塑機機頭特點，專門設計無偏芯擠壓式模具；（4）為確保擠包密實，在絕緣和護套的擠出過程中，均應采用抽真空擠出?！　?尼龍護套的擠出工藝4.1尼龍材料的主要性能線型熱塑性樹脂，其分子間的作用力較大，且能形成氫鍵、易結(jié)晶，因而具有許多普通塑料無法相比的特性在物理機械性能上，總的說來，尼龍比較柔韌、耐磨、機械強度高，表面呈透明或半透明狀態(tài)，其主要性能指標見表24.2尼龍護套的制造工藝由于尼龍材料具有不同于普通塑料的特性，因而在擠出成型時，會表現(xiàn)出獨特的工藝要求（1）材料干燥與線芯預熱尼龍料易吸濕，而且熱穩(wěn)定性差，在高溫時易氧化為防止原料從空氣中吸收水份，保證連續(xù)穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，一般采用真表2尼龍材料的主要性能指標項目指標熔點/c抗張強度/MPa斷裂伸長率（％）含水量（％）50%相對濕度時飽和時空干燥吸料機輸送尼龍料，是否需要進行干燥，以尼龍料的吸濕程度為準，其中尼龍6的含水量如果高于0. 3%時需干燥。通常新購的封裝完好的尼龍料不需要進行干燥，可以直接吸入料斗擠出。但應注意，拆封的尼龍料不能在空氣中暴露太久，尼龍6通常不超過45min另外，為確保尼龍護套與線芯絕緣層的擠包密實，防止護套彎曲時起皺，線芯在擠包尼龍護套時應進行在線預熱，預熱溫度可控制在6士90°C.模具選配尼龍的熔點較高，熔體流動性好，有利于高強度的薄壁護套成型，但必須采用特制模具在模具選配中，為適應尼龍護套的薄壁擠出，必須嚴格執(zhí)行模芯、模套的配合要求，其模具的結(jié)構(gòu)如所示，其中，模芯承線段長度/=8W（w為模芯與模套之間間隙），通常> 1.524mm在實際生產(chǎn)中，還應保持模芯與分流器的緊密配合，否則會有剩膠從螺紋縫隙中漏出。尼龍擠出模具的孔徑尺寸主要依據(jù)電線的直徑和尼龍厚度確定，配模尺寸的具體計算可以參照阻燃性能單根垂直燃燒試驗結(jié)果要求：未燒焦距離50mmGB/T12666.2-1990未燒焦距離390mm耐磨性能試驗條件：23±8C未經(jīng)任何溫濕處理摩檫次數(shù)：800次結(jié)果要求：電線不露銅LL 1581-1996電線不露銅浸油試驗油的溫度：100t 1C；浸油時間：96h結(jié)果要求：抗張強度和斷裂伸長率最大變化率均‘50%GB/T2951.5-1997最大變化率17%①試樣為25mm長的成品線芯，先將烘箱預熱到指定溫度，再將指定重量的砝碼。靜重千分表（讀數(shù)精度0.01mm，有測砧和壓腳）和試樣置于烘箱預熱1h，然后將試樣置于烘箱內(nèi)的靜重千分表的測砧上，將加了砝碼的壓腳輕壓在試樣上，保持1 h后，從千分表的刻度盤讀出試樣的外徑，減去導體的直徑再除以2，即得絕緣護套變形后的總厚度?？偤穸葴p少值為變形前后的總厚度差與變形前總厚度的百分比下轉(zhuǎn)第27頁）顆粒狀樹jrn在擠出機中，尼龍通常不發(fā)生塑料的漸變軟化過程，在熔化溫度直接由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)，為確保尼龍擠出均勻，必須在機筒內(nèi)建立穩(wěn)定的熔融壓力。完成該功能的部件，除了擠出模具和分流器外，還有處于機頸與機頭連接處的篩板和篩網(wǎng)篩板和篩網(wǎng)不僅使尼龍物流在螺桿中的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，而且還濾掉微粒、雜質(zhì)通常篩網(wǎng)選擇要求為：20目+ 80目+20目，共3層影響尼龍擠出的另一方面是絕緣線芯的表面質(zhì)量，不論是絞合導線，還是實芯的單根導線，絕緣擠出均應采用半擠壓式這樣，可使得PVC絕緣表面圓整，從而提高尼龍與絕緣層的結(jié)合程度，形成較好的尼龍護套接觸界面為使尼龍護套擠包緊密，降低尼龍在擠出過程中受到的拉伸應力，提高成品的機械性能，尼龍護套均采用真空擠管式擠出，抽真空的壓力以不使尼龍倒料為準為確保正常的生產(chǎn)，達到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，在線檢測與控制也是十分重要的手段如：熔融壓力、熔融溫度、護套外徑、主機電流和螺桿轉(zhuǎn)速等的顯示和控制尼龍的成型冷卻尼龍成型時收縮率大、方向性明顯，易產(chǎn)生縮孔凹痕和變形等缺陷，因此應嚴格控制成型工藝條偉尼龍6的熔點為215C，在熔點溫度時是無定形的，沒有晶體成份但隨著溫度的降低，尼龍晶體將逐漸形成晶體形成的起始溫度為185C，中止溫度為7fC.在生產(chǎn)中，擠出的尼龍在空氣或冷卻水中形成晶體，其結(jié)晶體的大小取決于冷卻溫度和冷卻時間，冷卻充分才能增加尼龍護套的收縮率，使之包覆緊密并增加耐磨特性?！　∧猃垟D出成型冷卻可分為空氣自然冷卻、溫水冷卻和冷水冷卻等三部分，其中空氣冷卻段的長度為Q 5m左右；熱水冷卻溫度為43- 60°C，水槽長度約卜3.5m這種分步逐級冷卻可防止尼龍受驟冷而脆性增加在冷卻成型中，還應防止受到機械損傷，冷卻后的尼龍護套，表面應光滑圓整?！　∽⒁馐马椩谥圃爝^程中，還應注意做好以下幾點：1）材料的防潮防塵；2）開機前模具同心度的準確調(diào)節(jié)；3）溫度達到設定值時，保溫時間應在15min內(nèi)；4）每次停車應注意模具的維護與清潔；5）抽真空時模芯溫度應大于181°C；6）尼龍擠出時的拉伸比為8：1~14：1，拉伸長度應大于6.35mm；7）冷卻時電線應全部浸在水中?！　?尼龍護套電線的試驗在尼龍護套電線行業(yè)標準中，其成品試驗僅對聚氯乙烯絕緣層規(guī)定了試驗要求，而未對尼龍護套提出試驗要求，我公司在1999年制訂的企業(yè)標準中則對尼龍護套規(guī)定了例行試驗要求，現(xiàn)將其部分試驗內(nèi)容及試驗結(jié)果例舉于表4實際生產(chǎn)中的部分成纜外徑系數(shù)計算值列于表1 4結(jié)束語我廠在產(chǎn)品設計和原材料消耗核算中都采用了圓形電力電纜產(chǎn)品的工藝進行精確計算、原材料的核算以及不同規(guī)格產(chǎn)品相互轉(zhuǎn)換計算等帶來極大的方便，對于簡化工藝設計與計算降低成本等具有很大的意義表1部分的成纜外徑系數(shù)cs的計算值D大/D小三大二小Cs四大一小三大一小Cs二大一小D大/D小三大二小Cs四大一小三大一小二大一?。ㄉ辖拥?7頁）