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[硅胶电缆 ] 浅谈硅橡胶电缆挤制中的几点注意事项

P: 2019-02-26 08:50:34

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  • 摘要:本文提出硅橡胶在电缆行业的运用情况,硅橡胶电缆生产中常遇到的一些问题以及解决的办法。

关键词:硅橡胶、混炼、挤制、焦烧、起泡、工艺

一.前言

硅橡胶由于具有很高的耐热性和优异的耐寒性,长期使用温度范围可达-90~250℃,同时具有优良的电绝缘性能、耐老化等性能,因此硅橡胶在电缆行业的发展非常迅速。

在过去的几十年间,硅橡胶工业不断面临着满足日益增长的现代挤出产品市场需要的挑战。硅橡胶在耐磨性、耐割穿性能、耐化学药品性、耐油性及机械强度方面都有了提高。硅橡胶作为具有较高热老化温度的材料,其价值和可靠性促进了它在制造商和用户中的广泛使用。如今,硅橡胶在电线电缆行业的应用在不断发展,主要用作舰船电缆、航空电线、电机引接线、加热电线以及许多特殊用途(如原子能工业、航天工业、冶金工业等)电线电缆的绝缘和护套。

近两年来,公司不断接到客户关于硅橡胶绝缘和护套电缆的订货,但由于该类产品并不是公司的主导产品,因此加工工艺、生产设备并不完善,虽然在生产过程中我们遇到很多困难,但是经过大家的共同努力,产品最终还是如期交货给了客户,我们也从中学到了许多。

二.硅橡胶电缆在生产过程中遇到的问题

1.胶料混炼加硫后在挤制过程中易焦烧并含有大量杂质,导致绝缘电压击穿。

2.护套挤制过程中出现松壳和起泡现象。

三.解决方法

1.混炼与返炼技术要求

虽然硅橡胶的加工设备和有机橡胶的加工设备没什么两样,但最好不要用同一台开炼机来加工有机橡胶和硅橡胶。最好能有硅胶专用的操作间,而且要保持清洁的环境,因为被污染的硅橡胶的机械性能和电性能都要降低。如果不能为硅橡胶配置专用的加工设备和加工场地,那么一定要注意将污染性材料与硅橡胶和硅橡胶的配合助剂完全隔离,因为大部分杂质都来自胶料的混炼。

由于硅橡胶本身的特点,确实需要返炼的胶料在返炼后塑性会发生变化,容易包到转速较快的辊筒上。开炼机的辊筒应该通入冷却水,以避免胶料焦烧,对采用含双2.4-二氯化苯甲酰过氧化物作为硫化体系的胶料尤其应该注意。因为双2.4-二氯化苯甲酰的分解温度约为45℃,分解产物2.4-二氯化苯甲酸和2.4-二氯苯均不易挥发,胶料易胶烧。 为了得到高质量的产品,硅橡胶混炼时必须遵循以下基本步骤:

(1).仔细称量每种要用到的配合组份(如阻燃剂、硫化剂、色母料等)。

(2).将硅橡胶纯胶或补强胶料放到开炼机上后,调节辊距,让硅橡胶包到转速较快的辊筒上,并且充分返炼。纯硅橡胶通常只需稍加返炼或不用返炼就可以加入填料。但是,由于补强硅橡胶中含有白炭黑,必须经过充分返炼。只要胶料包到转速较快的辊筒上就表明返炼程度合适了。

(3).如果需要,就要将阻燃剂、色母料等加入胶料中。有些填料在混炼过程中会经过辊筒掉到接料盘中,应该将这些填料收集起来在下一次填料加入之前加到胶料中。常用使用橡胶刮板来刮取接料盘中的填料,最好不要使用刷子,因为一些刷毛有可能从刷子上掉下来混到胶料中去。尤其要注意的是不能将所有填料一次加入胶料中,而应该分成2~3次分批加入。每加入一批填料,都要充分翻炼胶料。这样就能保证填料分散均匀,避免形成硬的填料凝块。合理的辊距可以保证最佳的胶料混炼速度和混炼质量。

(4).最后加入胶料中的是硫化剂。由于我们目前采用的硫化剂为2.4-二氯化苯甲酰过氧化物,所以当胶料太热(最多不超过4O℃)时,不要加硫化剂,否则会产生部分先期硫化,导致胶料或硫化剂损耗。向辊筒中通入足够的冷却水,可以避免胶料过热。最后,为了使硫化剂分散均匀,还要将整辊胶料薄通几遍。

2.滤胶网和滤胶垫板的正确使用

滤胶网通常由20~40目的滤胶板和网孔较细的60~100目不锈钢滤胶网组成。 某些生产厂家不喜欢用滤胶网就直接挤出,因为这样可以提高挤出速度,有时也消除了在滤胶板附近生热和焦烧的可能性。但是,滤胶网的使用不容忽视,因为它起着一个显著的作用就是除去胶料中的杂质和未分散的填料颗粒。同时,滤胶网也可以排除混炼和返炼时夹进胶料中的空气,尤其是对较柔软的胶料。

由于硅橡胶只是略有热塑性,并且在其未硫化状态下不容易受到流动应力或剪切应变,所以滤胶板的设计不是关键的。大多数滤胶板设计都适合于硅橡胶加工。

3.挤出设备的选择

在设备的选择上,由于我们根本就没有专门的硅橡胶电缆生产设备,我们没有选择的余地。在我们目前所使用的三台连续硫化生产设备中,可以用于硅橡胶生产的设备有Φ65/Φ90蒸汽连续硫化挤橡机和PLCV 盐浴连续硫化挤橡机。

4.工艺摸索和改进

由于硅橡胶电缆并不是我们的常规产品,我们在生产硅橡胶电缆时总是摸着石头过河。在绝缘挤制时我们分别采用了Φ65/Φ90蒸汽连续硫化挤橡机和PLCV 连续硫化挤橡机。但是由于Φ65/Φ90蒸汽连续挤橡机不能将伸缩管接到机头上,因为将伸缩管接到机头后在蒸汽的加热下,机头温度会很快上升,导致硅橡胶在挤出时先期硫化。所以在实际生产时,我们并没有将伸缩管接到机头,而是开放式使用蒸汽,这样就导致蒸汽压力不能施加过大,影响了生产速度和浪费了大量蒸汽。而在PLCV 机组进行绝缘挤制时,在控制好挤出温度的条件下,挤出并没有太大问题,只需加0.2MPa 压力或不加压力就能满足产品要求。

我们在生产一批硅橡胶绝缘硅橡胶护套单芯电缆,由于客户要求绝缘和护套能易剥离,这就意味着我们平时在生产单芯电缆时所采用的双层共挤工艺不能再使用。在绝缘挤制好准备护套挤制时,问题出现了:绝缘线芯在内模中硅橡胶绝缘层易被赶起,阻塞在内模中,挤制护套后护套起泡炸口。经反复试验,我们采用了在绝缘线芯上纵包一层无纺布,为硅橡胶绝缘在二次硫化时释放出的气体提供一个储存空间,在管道压力为0.2~0.3MPa 的情况下,很好地解决了绝缘在内模中被赶和护套起泡的问题。

2006年9月,有客户定制了一根硅橡胶绝缘硅橡胶护套变频电缆,由于绝缘线芯成缆后绕包铜带作为屏蔽层,在护套挤制时为防止进水,我们先采用等成品头子出封口后在加压的方法,但同样出现了护套松壳、起泡、炸口的问题。经验证,我们同样采用在铜带屏蔽层外绕包一层无纺布,在头子进入硫化管5m 时就加压的方法,很好的解决了护套松壳、起泡、炸口的问题。

鉴于上几次的成功,我们盲目地相信无纺布可以解决硅橡胶电缆生产过程中出现的问题,但事实并非所有的硅橡胶电缆在绝缘上绕包无纺布就能生产出合格的产品。在多芯电缆成缆后挤制护套时,虽然也绕包了无纺布,往往因为成缆填充不够,护套挤制时因熔融压力不够,硅橡胶不能挤入到填充不够的间隙中,但经硫化管加压硫化后出现露勒现象。所以,多芯电缆成缆后在挤制护套时,我们并不赞成在成缆时加填充和绕包无纺布,因为成缆芯有足够的间隙来储存硅橡胶绝缘在二次硫化时释放出来的气体,只要管道压力施加合适,完全可以避免护套松壳和起泡以及露勒现象。

四、结束语

综上所述,通过对生产过程中遇到的问题进行分析,对其特殊之处抓住不放,透过现象看本质,从根本上找出问题产生的原因,并采用切实可行的工艺及技术措施去解决问题。相信通过我们的努力,硅橡胶电缆的生产工艺会不断成熟,产品质量会不断提高,硅橡胶电缆会逐步成为我们的主导产品,公司橡套电缆的市场竞争力将会不断增强。

参考文献:

1. 《挤橡工艺学》机械工艺职能鉴定指导中心杜保域主编

2. 《电缆工艺原理》哈尔滨理工大学韩中洗主编

3. 《电线电缆手册》机械工艺出版社王春江主编


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