高发泡聚乙烯绝缘同轴电缆的氮气挤出新工艺

1.引言

具有80%发泡度的聚乙烯绝缘同轴电缆,由于其优秀的传输性能而被广泛用作CATV系统。

2.挤出生产线

制造高发泡聚乙烯绝缘线芯的氮气挤出生产线﹕

2.1.1挤出性能好: 它由串联式的挤出机组成,螺杆被设计为在压缩区的氮气和聚乙烯有一个良好的混合状态,并且不会引起有规律的波动。

2.1.1氮气注射装置: 代替碳氟化合物,氨气被用作发泡剂,它被带有注射装置的第一个挤出机不断的供给。

2.1.3粘附用树脂涂敷器: 粘附层涂敷在内导体的表面.在内导体和绝缘层之间提供了一个良好的粘合作用。

2.2 采用两级挤出机,在第一个挤出的压缩区获得一个稳定的气压,第一个挤出机的螺杆是通气型的。它的通气区域正好位于进气口上并且安装了专门的混合装置。挤出机的螺杆是普通的混合型,在此工艺过程中,挤出机的温度必须是精确地控制,第二个挤出机的机身﹑十字头和挤出模具的温度的调整,采用无级控制。

2.3. 氮气注射装置为了防止流量的波动,制定了用于稳压器以至两级挤出机的P₁和P₂常数。粘附塑料,象过一个弹簧压模,把紧接着是发泡绝缘的挤出,导体的发泡绝缘之间的良好的粘附,如果粘附层没有足够的粘附力,将不是园整的绝缘而会被压缩成8字形状。

3.绝缘材料

树脂A是专门为新工艺改进的化学物,它由LDPE和专门一些数量的HDPE所组成,其中的LDPE具有侧链的极好排列,而HDPE提供了发泡绝缘的高机械 强度和改进了挤出性能。树脂A给出的是蜻最合乎要求的发泡度和品格结构, 但树脂B和树脂C没有表明良好的结果。粘附材料对于氮气挤出工艺来说比碳氟化合物挤出显得更为重要。因而,树脂D是在树脂E配方的基础上,增加专门Z的添加剂而改进的。

4.挤出状况

4.1氮气注射状况

氮气压力P₁﹑与注入区压力P₂的发泡度之间关系密切。P₁将被控制在高于P₂的20~30kg/cm²范围内,鉴于高压的安全性和P₂的稳定性,一般P₂被选在30~80kg/cm² 之内。

芯线容易塌陷是由于发泡度高于70%以上造成。为此,为了获得充分的粘合,应适当改进了十字头模具和改进了粘附树脂以及精选适当的预热温度和机座温度,从而获得了园整的线芯。如果电缆的线芯直径和电容被控制在±0.4%内,则它们的波动是优秀的,均恒的。

* 生产线配备之必需﹕

一个专门设计的两级挤出机,获得聚乙烯和氮气混合的良好的均匀性。一个专门设计的十字头模具和专门的改型粘附材料,获得圆整的绝缘线芯。

物理发泡PE绝缘挤出时氮气压力与流量的控制

气体所占绝缘体总体积的百分比称为发泡度,其大小是由氮气注入时的压力控制的。不适当的气体注入量非但不能达到预期的发泡度,甚至会导致绝缘生产过程无法进行,,研究气体注入时的压力和流量甚为重要。

1.气体发泡工艺和注入系统

气体发泡工艺过程,气体在压力下进行挤塑机机筒,一定量的气体以分了状态溶 解并扩散进入熔融塑料中,在螺杆的作用下混合均匀,同时被推挤到机头口模成型，发泡剂氮气装在钢瓶内,通过减压阀调节到适当的压力,经过滤器,清除气体中的杂质，进入增压装置,将氮气增压到预定的工作压力,输送到与挤塑机机筒连接的注气杆中的喷嘴,定量地注入筒并扩散到熔融塑料之中。

为了将流量Q_V直接与气源压力P_g联系起来,可以将置于注气杆中的进气喷嘴视为一个节流孔,流量Q_V由注气气压P_g﹑塑料阻力产生的背压P_C﹑喷嘴的进气面积A来决定,即Q_V =f ( P_R, P_C, A)。流量方程为: (C_V为系数),当气体为氮气时, C_V=3.7L/s．mm²．Mpa。由式(2)可知,只要注气压P_g大于塑料背压P_c,气体就可以注入机筒。

Q_V=1.45D²P_g (L/s) 或 Q_V=5223D²P_g (L/h) Q_V为气体流量(L/h);

D²为喷嘴直径(mm);P_g为注气压力(MPa)

注气压力必须大于或等于“临界压力”,即P_g=1.90P_c

喷嘴的直径由下式得出: 式中,D为喷嘴直径(mm);d₁, d₂为绝缘体的内﹑外直径(mm);L为生产线速度(m/min);W为发泡度(氖);P_g为注气压力(MP_a)。

采用上述理论,可以较准确地设计和使用注气系统。应用指出的是,注气系统对零部件的精度要求高,可能会由于各种因素的影响而使实际值与理论计算值有差异, 此应对系统作细心的检查,并根据实际作必要的调整。