建筑用聚氯乙烯絕緣尼龍護(hù)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(yīng)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(hù)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(hù)套簡稱尼龍護(hù)套）電線所代替。本文主要論述尼龍護(hù)套電線優(yōu)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、制造工藝要點(diǎn)及部分的性能試驗(yàn)?！　?尼龍護(hù)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(diǎn)電流過載能力低、短路時(shí)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(yán)重，受熱后的收縮會(huì)引起電線端頭露銅的現(xiàn)象，影響線路的安全?！　C(jī)械強(qiáng)度較低，極易被鼠類咬破，造成供電事故當(dāng)電線敷設(shè)于油污、油蒸汽的廚房或油庫附近時(shí)，往往會(huì)使絕緣層溶脹、老化或龜裂，影響其使用壽命穿管敷設(shè)時(shí)易損傷電線，造成供電事故的隱患?！　∷忠捉腚娋€，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(diǎn)，所以，目前我國許多建筑設(shè)計(jì)單位已明確采用尼龍護(hù)套電線代替全聚氯乙烯電線尼龍護(hù)套電線實(shí)際上是在聚氯乙烯絕緣外增加一層尼龍護(hù)套，則產(chǎn)品性能卻有了較大改善和提高，可彌補(bǔ)上述的不足2. 2尼龍護(hù)套材料的優(yōu)點(diǎn)具有優(yōu)異的機(jī)械物理性能，其抗張強(qiáng)度是聚氯乙烯的5.5倍及以上，被譽(yù)為“柔軟鎧裝”　　耐熱性好，連續(xù)使用溫度可達(dá)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?xì)浠衔锏?，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良?！　∮捎谀猃堊o(hù)套材料具有上述眾多優(yōu)點(diǎn)，因此其作為新一代建筑用尼龍護(hù)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(hù)套電線的特點(diǎn)尼龍護(hù)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(hù)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(hù)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(shí)因受熱收縮而引起銅線裸露，提高線路運(yùn)行的安全性83標(biāo)準(zhǔn)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(jià)格均優(yōu)于BV電線?！　”?尼龍護(hù)套電線和全聚氯乙烯電線性能比較型號(hào)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(hù)套電線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為提高建筑用線的機(jī)械物理性能和電性能，并實(shí)現(xiàn)建筑電線的耐磨、阻燃和耐油等性能要求，必須對(duì)尼龍護(hù)套電線進(jìn)行合理的選材和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足JB/T 83標(biāo)準(zhǔn)的性能要求3.1產(chǎn)品性能要求電性能：導(dǎo)體直流電阻、耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻?！　C(jī)械物理性能：絕緣老化前后機(jī)械性能、失重試驗(yàn)、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(yàn)、耐磨性能化學(xué)穩(wěn)定性能：耐油試驗(yàn)、單根垂直燃燒試驗(yàn)?！　?.2電線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求3956-1997中第1種實(shí)芯導(dǎo)體或第2種絞合導(dǎo)體，絞合圓形銅導(dǎo)體應(yīng)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(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10261所規(guī)定的標(biāo)稱厚度和最薄厚度尼龍護(hù)套擠制是本產(chǎn)品的關(guān)鍵工序，尼龍護(hù)套厚度應(yīng)符合JB/T10261標(biāo)準(zhǔn)（與UL83―致）的規(guī)定。　　尼龍護(hù)套電線的結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡單，即在銅導(dǎo)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(hù)套；對(duì)于多芯扁電纜應(yīng)再擠包一層聚氯乙烯外護(hù)套。其主要結(jié)構(gòu)如所示3.3實(shí)現(xiàn)尼龍護(hù)套結(jié)構(gòu)的技術(shù)關(guān)鍵按照結(jié)構(gòu)，制造尼龍護(hù)套電線的工藝流程見制造工藝流程圖在以上工序中，導(dǎo)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(hù)套擠出相對(duì)陌生采用尼龍護(hù)套結(jié)構(gòu)，主要解決下列技術(shù)關(guān)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(hù)套的最小厚度為0.實(shí)現(xiàn)這超薄護(hù)套的擠出，需配置相關(guān)的工藝及工裝；（3）對(duì)于絞合導(dǎo)體，厚度減薄后的絕緣線芯表面有時(shí)會(huì)有絞線的絞形痕跡，將影響尼龍護(hù)套與絕緣層的結(jié)合，所以應(yīng)根據(jù)擠塑機(jī)機(jī)頭特點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)無偏芯擠壓式模具；（4）為確保擠包密實(shí)，在絕緣和護(hù)套的擠出過程中，均應(yīng)采用抽真空擠出?！　?尼龍護(hù)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(jī)械性能上，總的說來，尼龍比較柔韌、耐磨、機(jī)械強(qiáng)度高，表面呈透明或半透明狀態(tài)，其主要性能指標(biāo)見表24.2尼龍護(hù)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(shí)，會(huì)表現(xiàn)出獨(dú)特的工藝要求（1）材料干燥與線芯預(yù)熱尼龍料易吸濕，而且熱穩(wěn)定性差，在高溫時(shí)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(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)熔點(diǎn)/c抗張強(qiáng)度/MPa斷裂伸長率（％）含水量（％）50%相對(duì)濕度時(shí)飽和時(shí)空干燥吸料機(jī)輸送尼龍料，是否需要進(jìn)行干燥，以尼龍料的吸濕程度為準(zhǔn)，其中尼龍6的含水量如果高于0. 3%時(shí)需干燥。通常新購的封裝完好的尼龍料不需要進(jìn)行干燥，可以直接吸入料斗擠出。但應(yīng)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(hù)套與線芯絕緣層的擠包密實(shí)，防止護(hù)套彎曲時(shí)起皺，線芯在擠包尼龍護(hù)套時(shí)應(yīng)進(jìn)行在線預(yù)熱，預(yù)熱溫度可控制在6士90°C.模具選配尼龍的熔點(diǎn)較高，熔體流動(dòng)性好，有利于高強(qiáng)度的薄壁護(hù)套成型，但必須采用特制模具在模具選配中，為適應(yīng)尼龍護(hù)套的薄壁擠出，必須嚴(yán)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(shí)際生產(chǎn)中，還應(yīng)保持模芯與分流器的緊密配合，否則會(huì)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(jì)算可以參照阻燃性能單根垂直燃燒試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)油的溫度：100t 1C；浸油時(shí)間：96h結(jié)果要求：抗張強(qiáng)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(yù)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(yù)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(dǎo)體的直徑再除以2，即得絕緣護(hù)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(jī)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(jī)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(jī)頸與機(jī)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(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，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(dǎo)線，還是實(shí)芯的單根導(dǎo)線，絕緣擠出均應(yīng)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(hù)套接觸界面為使尼龍護(hù)套擠包緊密，降低尼龍?jiān)跀D出過程中受到的拉伸應(yīng)力，提高成品的機(jī)械性能，尼龍護(hù)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(zhǔn)為確保正常的生產(chǎn)，達(dá)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(hù)套外徑、主機(jī)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(shí)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(yīng)嚴(yán)格控制成型工藝條偉尼龍6的熔點(diǎn)為215C，在熔點(diǎn)溫度時(shí)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?jiān)诳諝饣蚶鋮s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(shí)間，冷卻充分才能增加尼龍護(hù)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(jí)冷卻可防止尼龍受驟冷而脆性增加在冷卻成型中，還應(yīng)防止受到機(jī)械損傷，冷卻后的尼龍護(hù)套，表面應(yīng)光滑圓整?！　∽⒁馐马?xiàng)在制造過程中，還應(yīng)注意做好以下幾點(diǎn)：1）材料的防潮防塵；2）開機(jī)前模具同心度的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)；3）溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，保溫時(shí)間應(yīng)在15min內(nèi)；4）每次停車應(yīng)注意模具的維護(hù)與清潔；5）抽真空時(shí)模芯溫度應(yīng)大于181°C；6）尼龍擠出時(shí)的拉伸比為8：1~14：1，拉伸長度應(yīng)大于6.35mm；7）冷卻時(shí)電線應(yīng)全部浸在水中?！　?尼龍護(hù)套電線的試驗(yàn)在尼龍護(hù)套電線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，其成品試驗(yàn)僅對(duì)聚氯乙烯絕緣層規(guī)定了試驗(yàn)要求，而未對(duì)尼龍護(hù)套提出試驗(yàn)要求，我公司在1999年制訂的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中則對(duì)尼龍護(hù)套規(guī)定了例行試驗(yàn)要求，現(xiàn)將其部分試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)結(jié)果例舉于表4實(shí)際生產(chǎn)中的部分成纜外徑系數(shù)計(jì)算值列于表1 4結(jié)束語我廠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jìn)行精確計(jì)算、原材料的核算以及不同規(guī)格產(chǎn)品相互轉(zhuǎn)換計(jì)算等帶來極大的方便，對(duì)于簡化工藝設(shè)計(jì)與計(jì)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(jì)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）