硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘电缆绝缘挤出工艺探讨

郭志斌

摘 要：硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘电线由于具有良好的耐温等级（125℃）、简便的操作过程，使其具有广阔的前景，本文通过比较和分析，探讨了硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘电线电缆生产时，在绝缘单线制造中应采取相应的对策和注意事项，指出了导体的制造、绝缘挤出工艺中的质量控制要求。

关键词：125℃硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘 绝缘 挤出工艺

1 引 言

随着技术进步和材料工业的发展，普通聚氯乙烯绝缘电线电缆存在的工作温度低，热老化寿命短，传输容量小，过载能力低，特别是火灾时烟雾、酸气会造成二次危害等缺陷，在使用中受到了越来越多的限制。因此，硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘电线电缆产品就具有非常重大的意义。硅烷自然交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料耐温等级为125℃，产品低烟、无卤、阻燃，是一种环保型产品。与传统的辐照交联工艺相比，减少了巨大的设备投资，与硅烷温水交联工艺相比，也节省了水煮的时间和电能消耗，因此具有良好的市场前景。

硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃电线电缆由改性聚烯烃树脂为主要原料，加入阻燃剂、引发剂、催化剂、抗氧剂、阻聚剂等助剂，通过混炼、挤出、造粒而制得，硅烷自然交联采用二步法生产，其中A料为已经接枝了的无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，B料为催化母料，在挤出时，A料和B料按23.75比1.25的比例混合均匀，配方中提高了A料的接枝率，通过选用更高效的催化母料，使材料即使在低温、水分不充足时也能发生交联，因此，硅烷自然交联料的交联時间与温度、湿度以及绝缘层的厚度有着密切的关系，本文结合近期的生产实际经验，探讨了一些企业过程质量控制的方法。

2 绝缘层

硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料挤出时，挤出机承担融化和输送物料，而同时也是化学反应器，这一方面需要挤出机本身的性能保证，还必须依赖合理的温区、温度设置和较精确的控制来保证。温度过低或物料挤出机内停留的时间过短，接枝不完全，导致绝缘交联度不足，降低绝缘层机械性能和耐热老化寿命；而温度过高或物料在挤塑机内停留的时间过长，又会造成物料在挤塑机内发生预交联。

造成绝缘击穿一般由于物料发生预交联、物料防护不当混进了杂质、料斗或机身流道内存有残渣等原因；温度设定不合理或温控波动范围太大会因温度过高发生预交联；挤出机螺杆转速过慢或螺杆与机筒间隙偏大，或机头流道设计不合理，均会导致料流或部分物料在机中停留时间过长而发生预交联；物料开封后搁置时间太久，密封不好或库存物料袋的破损，也会因受潮产生预交联。因此，生产中必须注意一下几点：

（1）挤出时螺杆一定要选用压缩比为1：1的低烟无卤专用螺杆，保证物料挤出顺畅，挤出时的转速一般应不高于满速的2/3。则应策划选用大型号的设备。挤出前必须彻底清理或检查料斗、机头、螺杆和机筒，确认无杂物滞留。

（2）按工作任务量逐渐随用随开物料带；倒料清扫袋外，以防杂物混入。开封后必须用尽，A料和B料混合后极易自交联，开封后的A料和B料也容易吸潮、变质。挤出过程中更换规格时，换模速度要快，应确保物料在机中停滞时间不超过20min。

（3）采用40目的不锈钢滤网，或者采用多孔板支撑，尽量减少物料在机筒螺杆内的反压力，使其尽快挤出定型。

（4）最好选用挤压式模具，使其获得较好的挤出外观，如果选用半挤压式模具，内模的选择不能过大，一般不超过线芯最大外径+0.3mm，模具过大，势必使得拉伸比也大，对于硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料挤出时，其拉伸比最好不要超过1.6：1，否则极易造成挤出脱料，外径竹节。

（5）温度的控制，硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料挤出时，由于物料硬度大、弹性差，物料与机筒螺杆接触产生很大的摩擦力，使得挤出时温度难以控制，物料容易因为挤出温度过高而产生先期交联，因此，温度的控制至关重要。

3 绝缘线芯的识别

硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘电线电缆绝缘线芯的颜色由于本身为白色绝缘，因此其颜色识别只能采用色母料，取决于采购的色母粒料，换色时，大量地排料是使人心疼的浪费。

但是从满足客户和节约原材料两方面来考虑绝缘线芯识别就有文章可做。如采用双层挤出，所谓双层挤出是指挤出时采用主机和注条机同时开机挤出，主机采用本色料，而注条机采用配色料，主机挤出绝缘的内层，注条机挤出绝缘外层，这样由于注条机只负责绝缘的着色，可以挤得很薄，因此，用量很少，换色时的浪费也就降低了不少，这样挤出的产品从外观上看起来就有了非常鲜明的颜色标识，和只用色母料挤出时的颜色一致了，只是在端面看时，可以看到内圈是白色的，外圈是配色的。

4 交联工艺

由于硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃的交联速度与温度、湿度以及绝缘层的厚度有关，因此，使用者必须根据实际情况来确定各种产品的实际交联时间。当然，为了能够快速实现交联，在有条件的情况下也可以采用提高环境温度进行交联，一般来说，在60℃的温度下，硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料4小时即可交联，这种交联方法一般用在试验和检验中。夏季的温度一般高于25℃，湿度也比较大，通过试验，自然状态下放置3到5天即可自然交联；而冬季北方地区室内温度（车间）一般低于20℃，气温比价干燥，因此交联时间比较长，经试验，在温度为9℃的环境温度下放置13天，才可以交联，在温度为3℃的环境温度下放置25天，才能自然交联完成。因此，为了提高交联速度，在冬季，常将挤出后的成品放在一个密封性较好的房间内，房间内安装供热暖气使其温度保持在30℃左右，这样，3到5天就可以自然交联了。

5 结束语

硅烷自交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘电线电缆由于其耐温性能高（125℃），无卤低烟阻燃等优异的产品性能，便捷的加工性能（直接挤出，自然交联）已越来越受到广大用户的青睐。