電線電纜行業(yè)如何用好氯化聚乙烯

日期：2025-04-30 23:33

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摘要：電線電纜行業(yè)如何用好氯化聚乙烯一、橡膠型CPE應用的現狀和推廣前景 1. 國外橡膠型CPE在線纜行業(yè)的應用領域 ⑴ 按美國UL標準規(guī)定，橡膠型CPE主要用途： ?耐油平行軟線（典型代表是HPN線）的絕緣和纖維編織軟線（C型或PD型）的絕緣； ?多種服務性、消費性電器（如吸塵器、電熱器、炊具、空調機、車輛等）用軟線和軟纜的護套； ? 十多種輕、中、重型耐油橡套電纜的護套； ? 二種建筑用線（RH型和RHW型）的護套； ? 用戶引入電纜的護套等。 ⑵ 國際電工委員會（IEC）標準規(guī)定： ?IEC92-359-1987規(guī)定可用于船用電纜護套，其...

電線電纜行業(yè)如何用好氯化聚乙烯

一、橡膠型CPE應用的現狀和推廣前景 1. 國外橡膠型CPE在線纜行業(yè)的應用領域 ⑴ 按美國UL標準規(guī)定，橡膠型CPE主要用途： ?耐油平行軟線（典型代表是HPN線）的絕緣和纖維編織軟線（C型或PD型）的絕緣； ?多種服務性、消費性電器（如吸塵器、電熱器、炊具、空調機、車輛等）用軟線和軟纜的護套； ? 十多種輕、中、重型耐油橡套電纜的護套； ?
二種建筑用線（RH型和RHW型）的護套； ? 用戶引入電纜的護套等。 ⑵ 國際電工委員會（IEC）標準規(guī)定： ?IEC92-359-1987規(guī)定可用于船用電纜護套，其工作溫度為85℃； ?IEC245-1994規(guī)定可用于通用橡套電纜、電梯電纜、電焊機電纜的護套，其工作溫度為60℃。 2.國內橡膠型CPE在線纜行業(yè)的應用由于CPE與氯丁橡膠（以下簡稱CR）和氯磺化聚乙烯（以下簡稱CSM）膠性能相近，將CPE理解為“氯丁橡膠或其它相當材料的混合物組成”，已經為絕大多數電線電纜生產廠和用戶接受。因此用CPE膠替代CR或CSM膠具有一定的認知度。GB5013-1997規(guī)定通用橡套、電焊機電纜、電梯電纜的護套，其工作溫度為60℃，此標準與IEC245-1994版相同。目前國內橡膠型CPE用量大的還是以空調線為主體的橡套軟電纜，如YZW以及相似德國VDE標準的H05RN-F和H07RN-F等橡套軟電纜的護套和絕緣的用料占橡膠型CPE產量的90%左右，其中絕緣用CPE占一小部分。電梯電纜和電焊機電纜的護套也可用CPE作護套，但由于生產技術的原因，至今沒有得到推廣，僅在少數有條件的廠家試用。GB9331-1988規(guī)定，可將CPE替代CR用作某些型號的船用電纜護套，其工作溫度為85℃，一些有條件的廠已在今年試用，但品種不多，尚未推廣。GB12972-91規(guī)定，可將CPE用作礦用電纜的護套，其工作溫度為65℃、90℃；對于有抗撕性能要求的護套，很多廠在技術上還沒有解決好。中型、重型橡套扁電纜在我國新老國家標準中尚沒有相應的產品標準，但近十多年來，市場的需求量卻很大，如起重機、行車、電梯和電站輸送煤炭軌道車等用重型橡套扁電纜，其工作條件惡劣，且都有阻燃和耐油、耐氣候的要求，CPE膠是很適合做此類電纜的護套。其工作溫度是60℃或65℃；也可與三元乙丙膠配合做絕緣膠料，工作溫度達到75℃或90℃；按美國標準規(guī)定的雙芯平行線、三芯平行線可用CPE做外護套，這種線柔軟、美觀，非常適用于做家用電器、儀器、儀表的插頭線，用量很大。在我國南方的一些企業(yè)按國外標準大量生產并出口這類電線。而我們國內之所以很少應用，問題涉及到新標準執(zhí)行、用戶是否認可等等；CPE輻照交聯僅有少數單位在搞試驗，由于不用過氧化物交聯劑，所以電性能良好，體積電阻率比過氧化物交聯要高100倍，同時又具備過氧化物交聯的優(yōu)點，有很好的耐油、耐氣候、耐熱、阻燃和高強度等性能，這在國內是一個尚待開發(fā)的新材料；根據美國UL1581-1996標準規(guī)定，熱塑性護套的工作溫度是90℃，在國內用CPE作為熱塑性彈性體的護套材料還是一個待開發(fā)的品種，需要投入力量去研究和開發(fā)；對照國外CPE的應用領域，國內CPE在應用上的差距很大，要做的工作非常多，需要專門來研究和解決這些問題，才能縮小和國外的差距，將CPE的應用推向更廣闊的領域。二、CPE應用過程中存在的問題在九十年代初，當濰坊亞星化學引進德國赫斯特全套的CPE生產線投產后，上海電纜研究所作為國內線纜行業(yè)的技術開發(fā)中心，曾召開過二次CPE應用技術交流會，并提出CPE可以替代CR，對某些產品還可以用CPE代CSM。但是幾年來卻受到市場推廣、材料、技術、設備、標準等方面滯后的影響。1. 市場因素 ⑴ CPE作為一種新材料，其優(yōu)缺點尚未真正被認識。 ⑵作為橡套電纜的大用戶是煤礦用橡膠電纜，90年代以后出現了許多中小型生產廠，依托煤礦生產電纜，技術力量差，設備落后，只能按老標準生產氯丁膠護套的礦用電纜。另外前幾年的煤炭工業(yè)不景氣對礦用電纜的技術提高帶來影響。⑶我國線纜的品種結構與國外有差異，在國外很早就使用橡膠阻燃電線和電纜軟線，在國內建筑用線和家用電器軟線仍大量使用PVC電線。我國空調機行業(yè)有正式文件下達，不準使用塑料電線，必須用橡膠阻燃軟電纜，即執(zhí)行GB5013-1997規(guī)定的YZW（245IEC57）產品，但CR價格比較貴，加工出來的電纜護套外觀不好，在加工過程中很容易造成膠料焦燒而增加損耗和成本。CPE橡膠型材料的改進，促進了CPE在空調機用橡膠阻燃電纜護套和絕緣方面的應用，其用量達到橡膠型CPE產量的90%以上，這一事實值得我們認真總結，以利于CPE在其它線纜品種中的應用和推廣。⑸南方有一些廠在按美國UL標準、加拿大CAS標準或德國VDE標準生產家用電器及各種服務性電器用的橡膠軟線或軟電纜，采用CPE硫化膠作基材的橡膠電線電纜，直接出口或者為出口配套，但國內市場還沒有推廣。2. 材料與技術 ⑴材料九十年代后期南方地區(qū)橡膠型氯化聚乙烯（CPE）的用量逐年加大，濰坊亞星化學非常重視這個發(fā)展方向，加大了橡膠型CPE品種的開發(fā)，如我們現在使用量非常大的CPE135B，就是前幾年開發(fā)出來的品種，并且根據用戶反映將生膠門尼粘度從過去的90左右，降至現在的65－75（ML1+4125℃）之間。特別是今年，用戶對65－75之間的粘度使用是比較滿意的，為此進一步推出了滿足客戶要求的高、中、低門尼粘度的產品以供選用。另外根據用戶需要，將繼續(xù)開發(fā)電線電纜用的絕緣型氯化聚乙烯新品種，為電纜行業(yè)開發(fā)新品種創(chuàng)造條件，以滿足電線電纜行業(yè)對橡膠型CPE日益增長的需要。⑵技術橡膠型CPE經過南方一些企業(yè)生產空調機用軟電纜的護套，在連續(xù)硫化擠出機上使用CPE護套膠料的技術基本掌握，但在配方、橡膠混煉和擠橡連續(xù)硫化設備、加工工藝和中間控制都存在一些問題，現分述如下：a.CPE的橡膠配方上海電纜研究所在九十年代曾召開過兩次CPE的應用技術交流會,當時由于材料、標準等問題一直沒有推廣開來。九十年代后期南方一些廠急需要CPE護套料配方替代氯丁膠(CR)護套料,不僅降低了生產成本，而且護套表面特別漂亮，這樣浙江一些廠直接使用電纜所配方，廣東地區(qū)使用早的是臺資企業(yè)，均是自己搞的配方，或者從臺灣本部帶來的配方。大多數企業(yè)是用錢買配方，很多生產廠都沒有搞橡膠配方的測試設備和儀器，因此都不具備配方試驗的條件，從目前情況看，無論是CPE的絕緣還是CPE的護套膠，國內均尚無進行系統研究，這樣橡膠型CPE是無法挑起替代CR和CSM在電線電纜行業(yè)應用的任務。CPE護套橡膠配方主要是硫化系統，目前大多數廠是使用過氧化物DCP（過氧化二異丙苯）和硫化助劑TAIC（三烯丙基異腈脲酸酯）。而這個硫化系統出來的硫化膠有氣味，為了解決此問題，很多廠使用天津荷蘭阿克蘇諾貝爾有限公司生產的無氣味的14S[1，3-雙（叔丁基過氧異丙基）苯]，其價格高達125元/kg；浙江也有一些廠硫化助劑是用TMPTA（三羥基丙烷三丙烯酸酯）代替比利時進口的TAIC，但該品接觸皮膚后要立即沖洗，有一定毒性；而南京吉化潤滑油有限公司生產的TMPTM（三羥基丙烷**基丙烯酸酯）效果和TMPTA相同，沒有毒性，對皮膚的刺激性基本消除，而售價和進口的TMPTA一樣，希望用戶能改過來。CPE護套其它硫化系統，如用Na-22硫脲進行硫化，很少單位在試用，較**的硫化系統由于助劑跟不上，噻二唑衍生物國內還沒有單位在試驗，亞星化學從國外搞到一點樣品，但其它助劑配不上，硫化罐硫化還比較困難。國內仍有許多中小型橡膠電線電纜的生產廠，只有硫化罐生產通用橡膠，而CPE用過氧化物硫化需要160℃以上的溫度，但硫化罐只有145℃左右的溫度，因此至今無法使用CPE。我們亞星化學含氯聚合物材料研究中心，正在研制適合于低溫硫化罐硫化的CPE各種型號的護套膠料，今年底會有所突破。b.CPE膠料的混煉和擠橡連續(xù)硫化設備目前南方一些企業(yè)，除小型廠仍使用開煉機加工CPE膠料外，大多數中型廠都使用翻斗式捏煉機來加工CPE護套膠料以及CPE與EPDM并用的絕緣膠料。這種混煉投資小，設備全部放置在地上，節(jié)省基建投資，用電省。但對橡膠料的混煉效果比較差。一次混煉必須將除硫化劑以外的全部配合劑加入，根據設備容量要加足，如35立升捏煉機差不多要45kg一車料，不存在分階段加料，基本上屬于逆混法一次加料。在混煉中只有一半混煉室發(fā)揮作用，即從輥子的中心線以下的混煉室有密煉作用。當膠料隨輥子帶到上部時，膠料進入一個寬平的空間，上頂栓面積非常大，壓力小，被膠料頂起浮動，很難將上部膠料再帶入下部混煉室，不能進行充分強有力的捏煉。因此混煉不均，也容易造成粉料結粒，對含膠量小的膠料混煉時間長，生產率低，勞動強度大，遇到原料變化很容易出質量問題。針對目前線纜行業(yè)的現狀，亞星化學含氯材料研究中心組建了一個中試車間（橡塑***），配備當前國內比較**的嚙合型密煉機，仿英國弗朗西斯?肖K4密煉機，壓力比國內密煉機大五倍。功率達320kW，確保膠料在里面進行強有力的捏煉，混煉時間短，效果好，可根據工藝控制混煉溫度，控制密煉機的轉速，是目前加工CPE膠料比較理想的密煉機。據上海電纜研究所專家觀點，CPE膠料加工中，就主機而言，擠橡連續(xù)硫化機的擠橡螺桿長徑比要14:1，用這個標準來衡量南方一些企業(yè)，除臺資企業(yè)外，大多數的生產廠都是12:1和10:1螺桿。壓縮比也非常小，要獲表面非常光亮的護套，這只有要求膠料的門尼粘度要低，流動性要好，膠料質量稍有變動，馬上就會出現護套表面不光滑、毛糙沒有光澤。特別是YZW空調軟電纜，滿足不了用戶要求，就要停機。由于CPE膠料磨擦生熱快，發(fā)熱量大，機筒和螺桿均要用冷水控制溫度，就是擠出時的模套都需要用冷水冷卻，防止高壓蒸汽對模套不斷加熱，確保擠橡連續(xù)硫化長時間不出現小熟皮。目前有一些廠螺桿沒有通冷卻水，機筒冷卻不分段，要冷全冷，要熱全熱，都做不到加料口保持所需溫度，機身通過分段冷卻，使溫度不宜過高要求。對膠料的要求也比較高，硫化儀上Ts1在1分30秒以上到2分鐘之間（165℃×16min），才能保持長時間擠出不出小熟皮。臺資企業(yè)一些經驗值得借鑒，他們的擠橡機螺桿長徑比是20:1，絕緣為乙丙橡膠，護套為CPE，雙根導線進入，用大螺桿擠小線，速度很快，每分鐘80米左右，硫化管在100米以上，蒸汽壓力達2.1MPa，勞動生產率很高。c.加工工藝及中間控制橡塑型CPE在南方一些廠用量非常大，由于使用都是翻斗式捏煉機，不可能分段混煉，混煉時間是上頂栓提起以后，看是否結成大塊膠料，如沒有余下的粉料，到開煉機進行補充加工后濾膠和加入硫化劑，這樣一次完成后停放待用。大多數廠都無法進行膠料的中間測試，不知道膠料的硫化曲線，膠料的門尼粘度（即塑性的大?。]有檢驗、使用和管理制度，膠料不停放，或者很少時間停放就使用，擠橡連續(xù)硫化出來的絕緣線芯和電纜護套都不能及時取樣測定，對生產工藝起不到指導作用。有些廠根本就不做，只是在出廠時做一些必須測定的項目，如絕緣電阻、絕緣和護套物理機械性能等，這些都是必不可少的出廠檢驗。建議有條件的電纜企業(yè)應建立CPE膠料的中間測試和控制，配備必要的測試儀器和控制手段，確?？照{用軟電纜的產品質量。

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