无卤阻燃护套电缆的挤制工艺

无卤阻燃护套电缆的挤制工艺

而低烟无卤阻燃材料是近几年来出现的一个新品种，其性能符合IEC92-359标准中对热塑性材料的规定，和普通PVC阻燃材料相比，低烟无卤材料在着火燃烧时不会产生大量的黑色烟雾与有害的HCl气体，可以避免对人体健康及监控设备造成严重危害，减少火灾二次损失。为了达到低烟无卤与阻燃的技术要求，各厂家在材料配方中加入填充料、消烟剂、EVA、含结晶水的Al(OH)3、Mg(OH)2及无机阻燃剂等添加剂，由于各成分用量控制不一，粒径大小及表面活化处理的效果也各有差异，致使各厂家的低烟无卤阻燃料的密度差别较大(1.40～1.50)，性能参差不齐，而且材料的流动性较差，挤出性能远不如普通PVC、PE料，在挤护套过程中带来不少的问题。本文就对低烟无卤阻燃聚烯烃材料的加工工艺与常见问题进行总结分析与探讨，以便与同行交流。

随着3G移动通信事业的迅猛发展，建筑物智能化程度的提高，对电力能源的需求不断提高，同时对室内机房、地铁工程、智能化大楼的安全性和可靠性的要求越来越高，同轴电缆室内敷设的数量也不断增加。由于普通电缆料在燃烧时产生大量的烟雾、毒气和腐蚀性气体，置人于死地，影响抢险救灾人员的撤离，同时危害了高精密控制系统。

阻燃材料的选择

所谓阻燃料是指能延缓着火、降低火焰传播速度，且在离开外部火焰后，其自身燃烧火焰能迅速自行熄灭的护套料。如何评价聚合物可燃性，氧指数(OxygenIndex)是阻燃料的一个重要参数。氧指数是指在规定条件下，试样在氧、氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的低的氧气浓度。以氧所占的体积百分数(%)表示。它是评价聚合物材料相对燃烧性的一种表示方法，以此判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度。要想达到技术关键指标，必须进行材料的合理选择：

原材料质量的优劣对RF同轴电缆产品质量与挤出工艺有着直接的影响,因而选择合适的低烟无卤阻燃聚乙烯护套料较为重要。通过对以上厂家材料的跟踪使用，发现无卤阻燃护套料的加工与挤出设备、模具选用、加工温度、线速度等因素有着非常密切的联系。

护套挤制工艺

挤制设备

无卤阻燃护套挤制较困难，由于无卤阻燃护套料中含有较多的氢氧化铝或氢氧化镁填充剂(水化合物)，导致胶料硬度高，挤塑时生热大，护套挤制困难。特别是使用普通PE螺杆生产时，螺腔内由于压力过大易导致实际温度比设定温度要高得多，从而影响挤塑质量(气孔、焦料、老化等现象)。经过生产实践，加强对主机温度的控制可以消除此种现象，其佳的方法是采用低压缩比螺杆(佳压缩比1～1.2：1，长径比至少应为25：1)，90或160型挤塑机挤制护套，其塑化效果好，螺杆负荷较小，护套表面质量较好，且能大大提高生产效率。同时为了保证达到更佳的挤塑质量，一般在生产前需对无卤阻燃料进行烘干，烘干温度控制在70℃(高不得超过80℃)，时间控制在4小时左右。

挤制温度

在塑料的挤出过程中，物料聚集态的转变以及决定物料流动的粘度都取决于温度，因此，温度是塑料挤出工艺中重要的工艺参数。

由于低烟无卤阻燃护套料中含有较多的氢氧化铝或氢氧化镁填充剂(水化合物)，导致胶料硬度高、流动性差，挤塑时生热大，所以相对普通PE、PVC的加工温度范围要窄。以90护套机为例，其温度范围一般在110～155℃，温度偏差在±10℃，高温度不超过170℃为宜。　

挤制模具

低烟无卤阻燃料挤出中的关键工艺因素之一是挤出模具的设计。挤出模具分三种形式：挤压式、半挤管式和挤管式。

(图a)挤压式模具，模芯没有管状承径部分，模芯缩在模套承径后面。料流是靠压力通过模套实现后定型的，挤出的塑胶层结构紧密、外表平整。但出胶量要较挤管式小得多，且偏心调节困难，护套厚薄不易控制。

(图b)半挤管式模具，模芯有较短的管状承径部分，这是挤压式和挤管式的过渡型式，模芯伸在模套承径处，适用于生产编织型同轴电缆，可以防止芯线在模芯内摆动而引起的偏心。另外，它有一些压力，使塑胶层压实，能填充编织网孔的间隙，使护套与编织层之间结合紧密，护套表面光滑圆整。

(图c)挤管式模具，模芯有较长的管状承径部分，模芯口端面伸出模套口或持平。故有挤出速度快、生产操作简单、偏心易调节、护套厚薄容易控制等优点，但该模具类型的缺点是塑胶层致密性较差、外表不如挤压式模具圆整。

因此，结合本公司产品特点，生产移动通信用RF同轴电缆时宜选用挤管式模具。

根据塑料的拉伸比S(拉伸比越大，则收缩率越大，一般为1.5左右为佳)按下式计算模套内径尺寸，模芯内孔选用比外导体略大1.0~1.5㎜左右。

DD=√(DO2-Di2)S+DT2

式中，DD为模套内径;DT为模芯外径;

D0为护套外径;Di为护套内径

配模系数：K=(DD：D0)/(DT：Di)，其范围定在0.95~1.05之间。

以7/8″电缆在90护套上生产为例，外导体直径为24.9mm，选用挤管式模具，模芯内孔选26mm，模芯壁厚选1.0mm，护套外径按27.5mm计算，模套内径为31.4mm，则配模系数K=1.015，当K>1时，则电缆生产速度快，塑料经过一定的拉伸与外导体包得紧密，且机械强度高，有助于提高生产效率和产品质量。

虽然低烟无卤阻燃聚烯烃材料与普通的PVC、PE材料相比，其加工温度范围窄、设备负荷高、出胶量小，挤制较为困难，但它具有低烟、低毒、高阻燃等优异性能，只要在挤制中注意选择合适的模具与挤塑设备，掌握材料性能与挤出特性，是完全可以克服不利因素，稳定提升产品质量的。低烟无卤阻燃RF同轴电缆被誉为新一代环保型同轴电缆，更多地满足3G系统用室内覆盖的需求。

常见问题及解决办法

由于低烟无卤阻燃聚烯烃护套料性能与挤出加工的特殊性，如不加注意，在挤制护套时就会出现很多质量问题，下面列举了一些常见问题及解决办法：

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