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华东电缆厂PVC电线电缆国标品质
作者:admin 来源: 点击:739次 日期:2017年-05月-08日

  华东电缆给您介绍:我国PVC电缆料发展历史

  PVC因其具有良好的物理、化学、电气、阻燃性能,二十世纪三四十年代国外就开始采用软PVC作为电线的绝缘材料,我国PVC电缆料的开发应用始于上世纪五十年代。随着PVC树脂、增塑剂及工业助剂生产能力的提高和新品种的推广与应用开发,电缆行业有了质的飞跃。进入21世纪,随着人类环保意识的增强和人们对自身健康的关注,环境问题成为人类社会关注的焦点,许多国家、地区及组织纷纷制定了严格的标准与法规,限制有害物质的使用,特别是RolS和REACH法规。寻求新方法新工艺,提高资源利用率,适应环保法规要求,环保PVC电缆料应运而生,并迅速成为当前PVC电缆料开发的主题之一。

  电线电缆(简称线缆)市场需求的日益变化与扩大,以及PVC各种新型添加助剂(如阻燃助剂、抑烟剂)的深度研究,租金了PVC材料新技术、新材料、新产品的推广应用。在线缆行业使用的大量有机材料(如塑料、橡胶类)中,PVC电缆料的用量居我国有机材料之首。

  1984年,我国PVC电缆料年产量约10万吨,约占PVC树脂总用量的12%;1998年,我国PVC电缆料产量19.61万吨,约占PVC树脂总 用量的13.4%;2000年,PVC电缆料产量已达到25.4万吨。随着PVC树脂、增塑剂及工业助剂生产能力的提高和新品种的推广与应用开发,线缆行 业又有了质的飞跃。

  目前,我国线缆行业发展较快,现有近4000多家线缆制造厂,300多家电缆材料厂,仅云南省就有40多家生产规模大小不一的线材厂。

  当前,各线缆厂家对电缆材料的应用与要求有很大差异:①部分大规模重信誉、重质 量的线缆厂家对PVC材料的要求甚高,除了产品性能达到《电线电缆用软质聚录乙烯塑料》标准(GB 8815-88、GB8815-2000)外,还相应提出如密度、硬度、经济性能等技术指标及产品工艺性能的要求;②部分小规模线缆厂以低价钱材产品参与 激烈的市场竞争,因而除要求产品性能达到考核指标外,还要考虑材料的成本。

  总而言之,线缆厂家为了降低生产材料成本,提高经济效益,适应市场需求与竞争,在不同时期对PVC材料的要求与开发也就不同。近20多年来,PVC材料的发展与应用大致经历了普通型PVC、阻燃性PVC、非铅型PVC、技术型特种PVC等阶段。

  PVC电线电缆的环保要求

  发达国家严禁使用非环保电缆,我国也十分重视这个领域。我国相关法律法规明令要求重要建筑禁止使用聚氯乙烯电线电缆,必须采用无卤低烟交联聚烯烃绝缘电线电缆,以避免火灾发生时大量浓烟、氯气,造成人员伤亡。

  环保电缆将有力带动电缆行业发展,提升电缆生产企业竞争力,并在绿色实践和创新中,使电缆产业在可持续发展道路上越走越稳。近年来,我国电缆企业逐步向环保电缆、低烟无卤型电缆等方向努力,尽可能做到不含有铅、镉、汞等重金属,不含有溴系阻燃剂,不产生有害的卤素气体,不产生腐蚀性气体,燃烧时发热量少,不污染土壤等等,环保电缆将会更加受到市场的青睐,在电网公司招标中更容易获得高额订单。

  用户对环保型电线电缆的要求,归纳起来有以下几点:

  1.要求铅和重金属的含量低

  众所周知,铅和某些重金属会对人体健康造成不利影响,而在PVC配方中,通常需要混入铅、镉、钡等重金属化合物的添加剂。但是,从上世纪90年代以来,一些发达国家及大电气公司相继制定法规,在所用的PVC电线电缆中,有八种重金属含量不得大于规定。这些新规定既给电线电缆制造商带来新的商机,又给PVC电缆料制造商带来严重的挑战。

  2.要求其低烟与低氧化氢

  良好的阻燃性能是PVC电线电缆一个十分明显的优点,但是,普通阻燃PVC线缆在起火燃烧时,会释放出浓浓的黑烟和大量的HCI气体,从而造成起火后的“二次灾害”,严重影响人员撤离和消防救护工作的开展。所以,在对电线电缆提出阻燃要求的同时,在某些使用场合还会进一步提出“低烟”和“低HCI”的要求。

  3.要求低毒或无毒

  对于某些可能与食品、血液制品接触的家用电器、医疗卫生电器以及儿童电动玩具上使用的线缆,除要求无铅无重金属外,还要求无毒(或低毒)。这就是说,在PVC配方中使用的所有成分材料均应是无毒的。电缆料中含有大量的增塑剂,但制造无毒料必须选用无毒的增塑剂。因此,这种PVC料的要求比无铅无重金属料的更高,售价也自然更贵。

  4.其他禁物用

  目前,欧盟正审理的法规,对下列物品进行了限制,以确保电线电缆能复合环保要求。例如:1)石棉;2)多由联苯及其醚类,多溴苯酚;3)多氯联苯;4)短链(C10~C13)氯化石蜡。

  随着环境问题越来越受到重视,许多国家已经纷纷制定了各种环保政策,因此人们更倾向于使用绿色环保电缆。低烟无卤阻燃电缆材料就是目前较热门的环保电缆之一。尽管我国市场对绿色环保电缆的需求日益增长,但与发达国家相比,我国在相关政策制定和强制性应用方面还有很长的一段路要走,我国应尽快完善环保电缆标准。

  配方设计

  pvc电缆料内部成分组成主要有:聚氯乙烯树脂、邻苯二甲酸二辛酯、稳定剂、增塑剂、无机填充物、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等经过混配捏合挤出而制备组成。

  增塑剂含量通常在50PHR到60PHR之间。往往选择耐热性能和电绝缘性能优秀的增塑剂为了更好的提高耐热性可以加入偏苯三酸三辛酯。多种增塑剂一起使用通常效果为最好,事实上pvc电缆料配方里的增塑剂也都是一起使用的。绝缘性强的pvc电缆料主剂可选择磷酸酯,苯二酸酯作主剂则适用于通用级。增塑剂的抗热能力和耐挥发性是电缆料的耐高温性能决定性因素。

  参考配方

  低烟阻燃PVC电缆料配方: PVC 100 稳定剂 7 DOP 30 水合硼酸锌 4-6 氯化石蜡 20 氢氧化铝 20-40 TCP 15 抗氧剂 0.5

  PVC绝缘级电缆料:PVC 100 二碱式亚磷酸 2 DOP 20 硬脂酸铅 0.8 氯化石蜡 18 硬脂酸钙 0.4 M-50 18 碳酸钙 4 三碱式硫酸铅 3 煅烧陶土 6

  低成本:PVC 100 DOP 38 环氧大豆油 3 氯化石蜡 12 三盐基性硫酸铅 5 二盐基性硬脂酸铅 2 陶土 10 碳酸钙 10

  PVC 三型 75PHR--活性碳酸钙 35PHR---DOP(增塑剂) 25PHR---环氧大豆油大豆油 3PHR --氯化石蜡 20PHR--稳定剂 2.8PHR--硬质酸 0.6PHR -- CPE 9PHR --- 石腊 1PHR

  PVC电缆料的生产工艺

  PVC电缆料因生产设备的不同主要有如下四种方式:

  1、双辊开炼切粒:原辅料→配料→高速混合机→密炼机→双辊开炼机→冷却水槽→干燥→切粒机→筛选磁选→计量→包装。

  2、单螺杆挤出机造粒:原辅料→配料→高速混合机→冷却混合机→单螺杆挤出机→热切机头→风冷→筛选磁选→计量→包装。

  3、双阶挤出机(一阶双螺杆挤出机,二阶单螺杆挤出机)造粒:原辅料→配料→高速混合机→冷却混合机→双阶挤出机→热切机头→风冷→筛选磁选→计量→包装。

  4、双螺杆挤出机造粒:原辅料→配料→高速混合机→冷却混合机→双螺杆挤出机→热切机头→风冷→筛选磁选→计量→包装。


  具体工艺:

  1、双辊开炼切粒生产工艺

  (1)准备工作:着色剂、填充剂分别用80目筛网过筛,并分别加入增塑剂浸透后用三辊研磨机或胶体磨进行研磨,备用。稳定剂、抗氧剂及少量填充剂加入增塑剂中,搅拌成糊状浆料,然后用三辊研磨机或胶体磨研磨,使浆料粒度小于0.050mm,升温到90℃并一直搅拌,备用。PVC树脂用60目筛网过筛。

  (2) 捏合:高速混合机中通入0.2MPa的蒸汽进行加热,投入PVC树脂,然后缓慢加入研磨好的混合浆,待树脂将增塑剂基本吸收后再加入填充剂、着色剂,物料呈膨胀疏松粉末时卸料,此时料温在110℃左右。全过程约需要5~10分钟。

  (3) 密炼:蒸汽压力0.3~0.4MPa,压缩空气压力0.5MPa,密炼时间3~5分钟,上顶拴抬起次数2~3次,物料密炼成团状小块,无粉料时卸料。

  (4) 双辊开炼:蒸汽压力0.4~0.5MPa,辊温160~170℃(绝缘料温度宜高些)至料完全塑化均匀后,以3mm厚度出片,所出料片应塑化均匀,韧而光洁、无生料。

  (5)冷却:采用逆流浸没式水冷却槽,鼓风机除去料片上粘着的水分。

  (6) 切粒:采用平板切粒机。切好的电缆料无长条、斜方形及连粒现象。

  (7) 包装:经筛选磁选、计量后包装。

  2、 普通单螺杆挤出机造粒生产工艺

  (1) 准备工作:稳定剂、填充剂、着色剂分别用80目筛网过筛,并分别加入增塑剂浸透后用三辊研磨机或胶体磨研磨。称量后备用。增塑剂混合均匀后预热90℃待用;树脂用60目筛网过筛。

  (2) 捏合:投入PVC树脂,然后加入增塑剂搅拌片刻,待树脂将增塑剂基本吸收后,加入稳定剂,靠摩擦热使料温升到90℃左右,再加入填充剂、着色剂,料温升至110℃时,将料卸到冷却混合机中降温,至45~50℃以下时出料。

  (3) 挤出造粒:挤出机(以SJ-120/20为例)温度为80℃、120℃、160℃、170℃,机头165℃(增塑剂添加量少时,温度提高5~10℃左右);挤出机螺杆转速10~30转/分;机头过滤网80目、120目各一层;风冷采用风压0.07MPa(544mmHg)、风量2250m3/h功率7.5kw的离心式通风机。

  (4) 包装:经筛选磁选、计量后包装。

  3、双螺杆挤出机造粒生产工艺

  (1)准备工作和捏合工艺同单螺杆挤出机造粒工艺。

  (2) 挤出造粒:机身温度130~150℃;机头温度140~186℃;主机转速5~15转/分。

  (3) 包装:经筛选磁选、计量后包装。

  4、双阶挤出机造粒生产工艺

  (1) 准备工作和捏合工艺同单螺杆挤出机造粒工艺。

  (2) 挤出造粒:双阶挤出机由两部分组成,第一阶为高速同向双螺杆混炼机,第二阶为低速单螺杆挤出机,两者呈垂直正交布置,构成双阶式复合机组;将同向双螺杆与单螺杆优势结合互补。双螺杆强制输送、高效塑化混炼与剪切分散,无机头背压回流,避免了高剪切过热;单螺杆高压挤出,但低速低剪切,同样回避了过热矛盾。特别适合PVC等热敏性物料的加工。双螺杆加工温度150~185℃,单螺杆温度130~165℃。采用风冷磨面热切粒方式,粒料经旋风分离器、振动筛进入料仓。

  (3)包装:经筛选磁选、计量后包装。

  PVC电缆料实际生产,可根据设备情况和现场条件灵活组合及搭配,关键是要保证配方准确、物料混合充分均匀、塑化良好。因为电缆成型时还要再次受热成型,所以造粒温度不能太高。

  目前很多电缆料的生产,为了方便省事,研磨物料的种类和数量有所减少,甚至不研磨直接混合使用,往往会造成一些质量方面的问题。

  常用于PVC电缆料的着色剂

  铬黄,钼铬红,钴蓝,铬绿,碳黑,联苯胺黄,联苯胺橙,异吲哚啉酮黄,异吲哚啉酮红,偶氮缩合红,单偶氮红,奎吖啶酮红,奎吖啶酮紫,酞青蓝,酞青绿

  PVC电缆质量问题解析

  1、 电缆料气孔问题

  造成此问题的原因主要有两个,一是原料中水分偏高,有可能水分超标的原料有PVC树脂、增塑剂、填料和稳定剂,由于添加量比较大,PVC树脂和填料应作为检查的重点。这种状况,一般在捏合过程和挤出机抽真空处会有所表现。二是因为配方体系稳定性差或物料高温停留时间过长,物料分解而导致气孔出现。此问题严重时,一般会伴有颜色的变化。

  2、 电缆料析出问题

  因为电缆料中增塑剂比例较高,加之为降低成本一些抵挡增塑剂的混用,实际生产中析出问题出现还是较多的。该问题主要和增塑剂品种及PVC树脂颗粒结构有关,如果增塑剂与PVC树脂的相容性差,这类增塑剂比例过高时,析出问题就不可避免。一般都会归结到增塑剂这里。其实PVC树脂颗粒形态也与此有很大关系,如果颗粒过于紧密,皮膜太厚,增塑剂就不易进入到颗粒中,从而影响树脂与增塑剂分子的“结合”。100gPVC树脂增塑剂吸收量只能部分反应树脂的这种性能,可以作为一个参照。但和实际情况还是有较大差异的。如果是因树脂原因造成的析出,一般还会出现料偏硬或塑化不好现象,出现一些类似鱼眼状的小颗粒物质。

  另外,物料的混合工艺对此影响也很大。特别是混合过程中各种助剂的添加顺序及时机(温度或前面物料混合程度),对混合过程中增塑剂分散吸收以及电缆料析出问题有明显影响,这也是大家容易忽视的问题。混料时要尽量保证增塑剂与PVC树脂有充足的混合时间和一定的混合温度(90℃左右)。

  3、 电缆料表面粗糙问题

  表面粗糙分两种,一种是疙瘩,一种是麻点。

  疙瘩主要是由一些混合时分散不均匀的粉料聚集体,挤出过程中不能塑化,被塑化的PVC物料包覆一起由口模挤出,而在电缆料中形成的。前面提到的鱼眼和未充分吸收增塑剂的PVC树脂颗粒,也会造成疙瘩现象,但一般比较小。如今配方,追求填料更细更多,填料如果表面处理不好,混合时效果不佳,出现团聚现象的几率会比较大,只不过团聚程度的大小以及电缆料中表现是否严重,是否成为了问题。

  麻点问题相对要复杂一些,一般认为和物料中跑出的小分子物质有关。这些小分子物质来源于树脂本身、增塑剂、润滑剂。由于挤出造粒生产电缆料时,都需要抽真空,按道理这些小分子物质应该被抽提走,但为什么还会出现呢?通过分析发现,其实这些小分子物质更多是抽真空后,物料中产生出来的,很多是来自量不是很大的润滑剂,当然也有增塑剂中的。因为电缆料作为软制品,有大量的增塑剂,所以配方设计时一般不太注意润滑剂,会使用一些低档滑剂,这些低档滑剂熔点低,挤出后期很多成分易挥发出来,此时已无法排除,只好被熔融物料夹裹着前行,由于气体比重轻,会尽可能逃逸到表面,占据一定空间,和物料一起被强制输送,从模口出来后它立即进入空气中,但在电缆料上却留下了点点痕迹。        推荐产品:电力电缆

  还有一种情况是,配方外润滑严重不够,特别是后期润滑不够,熔融物料在挤出过程中与机械表面产生粘连现象,造成表面粗糙,会有出现一些坑洼。发生这种情况时,一般电缆料表面的整体都不会太好。

  4、 绝缘性不好

  因为PVC材质局限及增塑剂等助剂影响的原因,PVC电缆料的绝缘性是有一定限度的。对于普通电缆料来说,如果绝缘性明显偏差,主要有如下几个原因:

  (1)杂质偏多。杂质的混入会对电缆料产生不利影响,过多的杂质会造成绝缘性的问题。这些杂质有可能来源于PVC树脂和各种助剂,也有可能来源于混料和加料环节。

  (2)粉状颗粒太粗。电缆料中粉状助剂一般是要经过研磨后才使用的,如果图省事或者一些机械故障,造成加入的粉状物质颗粒过粗,会对电缆料的绝缘性产生不利影响。

  (3)着色剂重金属问题。很多颜料都是一些重金属盐类,这些重金属离子会提高电缆料的导电性,降低其绝缘性。所以电缆料颜料的选择是很重要的。

  5、 电缆料受潮

  因为电缆料中有一定比例的填料,有些还会有一定比例的低档增塑剂(或增塑剂替代品),本来不易产生受潮现象的电缆料,在一定季节也会出现这类问题。电缆料受潮和包装过程及包装物有很大关系,应该强化干燥,使其冷却到一定温度下再封口密闭,另外还应改善包装物,增加防潮措施。同时,还应注意由潜在降解和表面附层引起的假受潮现象,这方面杨涛已在“PVC电缆料受潮现象剖析”[1]一文中进行了详细的分析和说明,这里不再重述。

  6、 电缆料发脆

  电缆料脆的问题,一般和PVC树脂型号、增塑剂、润滑剂、填料等配方组分有关。PVC树脂如果选用偏高的型号,由于PVC分子链短,做出的电缆料性能就会偏脆。增塑剂添加量少,电缆料偏硬,有时也会有偏脆的感觉。更多的是因为填料添加量太大,而造成的电缆料性能下降,强度不好。润滑剂是另一重点,如果外润滑过量,往往会造成塑化不好(塑化温度低也是塑化不好的另一主要原因),此时电缆料就会明显强度不好,发脆。

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