低煙無鹵電纜料的特性

低煙無鹵電纜料的配方是比較獨特的，在基材

［如乙烯-醋酸乙烯（EVA）樹脂］中添加大量的無機填充劑或有機化合物，以滿足燃燒發煙量少、無鹵、環保無毒、阻燃等性能。但由于低煙無鹵電纜料填充量大，熔料的粘度也比較大，生產中螺桿旋轉剪切，以及低分子物之間、低分子物與螺桿、機筒之間及低分子物與高聚物之間的摩擦比其他電纜材料嚴重，會產生大量的熱，使擠出機溫度迅速升高，易使阻燃劑提前分解，產生氣孔。

通常，低煙無鹵電纜料在80℃就會軟化，在100～160℃即可擠出。而部分廠家的產品使用EVA比例較高，熔料粘度大，擠出需要較高溫度。不熟悉情況的電纜廠擠出電纜時如低溫低速，會造成生產速度下降，效率降低，同時材料的各項性能也 不能充分地顯現。 2擠出設備 電線電纜擠塑成型設備較基本和較通用的是單 螺桿擠出機。螺桿是擠出機的較主要部件，關系到擠出機的應用范圍和生產效率。鑒于低煙無鹵電纜料填充高，生產中，因剪切而產生熱量多，這就需要一個較好的冷卻系統來冷卻降溫。同時，與電纜相對應的擠出模具也是電纜擠出成功的關鍵。2.1 螺桿 電線電纜擠出設備的主要部件是螺桿，它關系到擠出機的應用范圍和生產效率，為適應不同塑料加工的需要，螺桿的型式有許多種。低煙無鹵電纜料中填充大量的氫氧化鎂和氫氧化鋁，當擠出螺桿的壓縮比大時，很容易造成聚合物的化學鍵斷裂，產品的抗張強度和斷裂伸長率等機械特性下降。同時螺桿壓縮比較大，擠出機速度達不到正常水平，致使物料在機筒和螺桿間滯留時間過長，且擠出過程中熔融物料摩擦較大，會產生大量摩擦熱。熔融物料在機筒內處于難以控制的高溫態，從而引發阻燃劑的提前分解，在材料內部產生氣泡，較終導致材料失效。 所以對低煙無鹵電纜料來說，一般選用無鹵料的推薦螺桿，這種螺桿前端（擠出端，計量段）1/3處壓縮比為1∶1，后端2/3壓縮比為1.2∶1。圖1為低煙無鹵材料的推薦螺桿。如無推薦螺桿，可使用普通型的螺桿，但它的壓縮比不能過大，一般在1∶1-1∶2.5之間比較適宜

 

擠出機的冷卻裝置在擠出過程中，因低煙無鹵電纜料的特殊性，熔 融物料因磨擦而產生大量的熱量，這就要求擠出設備要有良好的冷卻裝置，才能控制工藝溫度。這是一個不可忽視的問題，如果溫度過高，將使線纜的表面產生很大的氣孔，溫度過低又會使設備的整機電流加大，容易損傷設備。我曾經見過上海某電纜廠將擠出機冷卻系統的風冷改掉，換成水冷系統，變更后，升溫有點緩慢，但升溫平穩，冷卻速度很快，系統溫度穩定。2.3 擠出模具 低煙無鹵電纜料中填充材料很多，導致它在熔融狀態下熔體的強度、拉伸比和粘度與其它電纜材料存在較大的差異，所以對模具的選配也有所不同。低煙無鹵電纜料的機械性能沒有普通型電纜料和低煙低鹵的材料優越，其拉伸比小，只有2.5～3.2左右，所以在選擇模具的時候也要充分考慮它的拉伸性能，這就要求模套的選配不能過大，否則電纜的表面可能不致密，且擠包比較松。 3擠出溫度設置 低煙無鹵電纜料在80℃環境下就會軟化， 100℃即可熔融擠出。擠出溫度（設備內實際溫度）達到180～200℃則有阻燃劑分解的風險，超過230℃已無法使用；擠出溫度過低又會使設備的整機電流增大，影響設備壽命和生產效率。同時因配方體系不同，各種低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的擠塑工藝溫度也是不同的。且同一種料在不同的擠塑設備上擠塑工藝溫度也略有不同，主要隨擠出機螺桿結構不同而相異。一般來說，在剪切力大的擠出機上，擠塑工藝溫度要比剪切力小的擠出機上低。另 外，不同溫區溫度對電纜擠出表面質量影響程度不 同，其中機頭影響較大，其次是計量段，該兩區溫度過高后極易引起材料分解，從而影響擠出表面質量。 隨著技術的不斷進步，目前市場上比較成熟的 低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料工藝溫度范圍還是比較寬的，一般各區溫度控制在110～170℃范圍內，均能得到光潔細膩的電纜表面。低煙無鹵電纜料在90擠出機的溫度設置，推薦：第1區125～140℃；第2區130～150℃；第3區150～165℃；第4區155～170℃；法蘭160～175℃；機頭160～175℃；模口155～170℃。一般情況下，低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料比聚氯乙烯、非阻燃及含鹵阻燃聚烯烴電纜料工藝溫度范圍窄。相應地，擠出溫度設置，應該有溫度梯度，這樣可使低煙無鹵電纜料能更好地塑化、擠出。 擠出溫度設置與擠出設備有關，小型擠出機溫度設置偏高一些，大型擠出機溫度設置低一些。以90擠出機為例，第1區的溫度不能太高，溫度高會使電纜料在第1區塑化，導致推力不勻，模口出料不均，甚至導致螺桿與機筒不同心，螺桿蹭機筒，發出異常響聲；第4區為螺桿的計量段，電纜料要在這里完整塑化，溫度不宜過高，否則會導致阻燃劑提前分解，產生氣泡；法蘭段溫度不宜低于第4區，否則對電纜料擠出后性能會產生不利影響；模口的溫度不宜過高，否則會產生模口外翻現象，俗稱“流涎”或“流延”。 4冷卻方式 低煙無鹵的護套在擠出時收縮更急劇，導致護 套外層已冷卻定型，而內層電纜料還處于高溫未定型狀態，進而埋下應力集中的隱患，甚至較終導致電纜外護套的應力開裂。為減少生產過程中的應力集中，建議在護套擠出過程中，采用分段冷卻的方式進行冷卻。如熱水冷卻（循環水）—溫水冷卻—空氣冷卻—冷水冷卻。在電纜冷卻過程中，尤其要注意的一點是：從模口出來后進入水槽的電纜，必須完整浸泡在冷卻水中，否則除應力集中問題外，還可能在電纜表面出現一系列的小圓點，使電纜外護套的表面出現坑坑洼洼，影響電纜外觀. 塑料造粒機