

聚四氟乙烯绝缘导线的挤出工艺
发布时间 : 2019-03-11 浏览次数 : 次聚四氟乙烯是氟塑料的一种,用于加工绝缘层,由于聚四氟乙烯在熔点327 ℃以及高于熔点360 ℃用一次性推压挤出再烧结成型的方式,工艺过程比较复杂,工艺质量控制牵涉到的因素很多,一旦控制不好,会使挤出过程难以进行或出现各种质量问题;一次挤出和烧结不成功,就会造成材料部分或全部报废,聚四氟乙烯的价格昂贵,这样造成了较大的浪费。因此,对聚四氟乙烯的推压挤出工艺进行合理全面有效控制十分必要,是保证产品质量、减小浪费的必要条件。
根据聚四氟乙烯材料在电线电缆上的应用加工惯例以及通过实践摸索和总结的实践经验,对聚四氟乙烯绝缘挤出工艺做一简要概述,希望有助于生产工艺人员在聚四氟乙烯挤出工艺过程当中作出正确的选择和控制。
工艺流程:
F4粉料过筛
聚四氟乙烯粉料是聚合后的粉状小颗粒,柔软、强度很小,在包装容器中存放时极易因自重或在运输过程中颠簸振动而发生结团,造成混料不均的现象,因此在混料前必须先采用一定规格的筛网对聚四氟乙烯粉料进行过筛,滤除较大的结团粉料,筛网的规格以8、12目为宜。如果结团严重,应先将粉料置于较低的温度下,一段时间后如果结团有松散迹象,再进行过筛。粉料应存放在较低温度的环境中,在搬运过程中应轻拿轻放,以免聚四氟乙烯粉料结团严重而不能使用。另外,应保证环境卫生,避免杂质或灰尘混人聚四氟乙烯粉料中。由于聚四氟乙烯粉料的静电吸附力很强,很容易吸附空气或周围的微小杂质及灰尘,因此要保持环境清洁无灰尘,在打开包装容器前应先将包装容器表面清洁干净再开盖
色粉或色浆处理
当绝缘需要着色用于识别时,在聚四氟乙烯粉料中应加人一定比例的色粉或色浆。色粉是经过微细研磨的耐高温的有机或无机颜料粉末,容易吸潮、结团,因此事先应进行加热处理,去除潮气,并进行过筛,滤除较大的颗粒。一般筛网的规格以180、 200目为宜,如筛网小于180目,则过滤后的颜料颗粒较大,不利于绝缘层的绝缘性能;筛网大于200 目,虽然保证了绝缘层的绝缘性能,但过滤时比较困难。色浆是色粉和油性液体的混合体,色粉在油性液体中呈悬浮状态,但静止一段时间会沉淀,因此使用前应摇晃混均,使沉淀的色粉颗粒均匀地悬浮在油性液体中再使用。
配料
配料是混料前的重要准备工作,按配比将聚四氟乙烯粉料与助挤剂、或色粉或色浆准备好,待之后的混料。
色粉的成本较低,直至现在还常被使用。采用色粉对聚四氟乙烯绝缘进行着色时,由于色粉的分散性不如色浆,色粉与聚四氟乙烯粉料是干混,且色粉添加量又相对很少,易造成混料时结团、分散性差,不容易混合均匀,严重时会导致绝缘不同部位存在色差,因此选用色粉时要求其粒度越小越好,一般进口的色粉质量比较好。在色粉配料时,应选择耐温400
℃以上的颜料粉,否则经过高温烧结(烧结温度一般基本在350、400
℃)后可能出现产品褪色现象。一般无机颜料的耐高温性较好,有机颜料的耐高温性稍差,因此采用无机颜料作为色粉较为可靠,但其环保性较差。色粉的配比量一般不超过]%,在实际生产中可根据色粉的种类、色粉的质量、色度的要求、绝缘层厚度等对其配比量进行适当调配。
助挤剂的品种较多,如20俨航空汽油、甲苯、石油醚,或其他易挥发的溶剂油、有机溶剂等,不同助挤剂的挥发速度不同,应根据设备的实际情况、挤出速度选择合适的助挤剂。助挤剂挥发过快,虽然可以缩短干燥的时间,有利于挤出速度的提高,但对挤出前准备工作的操作时间要求严格,准备工作操作时间不能过长,否则会使料坯的助挤剂因过分挥发而失效;助挤剂挥发过慢,虽然可以有充分的准备工作的操作时间,但必须加长烘干的时间或对设备能力提出了更高的要求。助挤剂的配比量一般在
18%、23%为宜,同时还应根据导线的规格、绝缘层厚度、挤出速度及挤出压力等情况进行调整。一般导线规格较大、绝缘厚度较厚、挤出速度较快、压缩比较小时,助挤剂的配比量可适当小些;相反,导线规格较小、绝缘厚度较薄、挤出速度较慢、压缩比较大时,助挤剂的配比量可适当大些。
虽然色浆成本较高,但有利于混料的均匀性,是较为理想的选择,可以有效保证产品质量,操作简单方便、效率高、浪费少。在色浆配料时,可将色浆加人助挤剂中先预混均匀。由于助挤剂的添加量相对较大,与聚四氟乙烯粉料是湿混,因此不存在色粉结团问题,分散性非常好,很容易混均匀。色浆的配比量一般在0.3%、0.5 ‰之间,以3 ‰居多,只有几种特殊的情况需要配比0.5 ‰。当绝缘层缘层厚度较薄时色浆的配比量应适当增加0.1%、0.2‰
混料
混料是将聚四氟乙烯粉料与助挤剂、或色粉或色浆混合均匀,以确保挤出绝缘时润滑均匀及颜色均匀一致。为了便于混料均匀,一般混料瓶(广口瓶)的容积以4、5升为宜,装料质量在800、 1 000 g左右,装料体积约占混料瓶容积的2 / 3左右为佳,这样可有足够的空间混料。
本色混料(主要用于挤制射频电缆的绝缘)不需要添加色粉,混料时先将聚四氟乙烯粉料装人混料瓶中;为使加人的助挤剂尽量不与混料瓶的瓶壁接触,在加人助挤剂时可用洁净的薄片工具轻轻将混料瓶中表面中心的聚四氟乙烯粉料拨至瓶壁,使其表面中心形成一个深度约为2、3 c俯的锥形坑,再将一定比例的助挤剂直接加人在锥形坑中即可;之后,将混料瓶加盖并严格密封,以防止助挤剂挥发,先人工对混料瓶进行摇晃混合不少于5 min,再将混料瓶放在混料机上摇摆滚动30 min以上,直到混合均匀为止。
压坯
压(料)坯的作用是将松散的多孔隙的聚四氟乙烯粉料压成比较紧实的料坯,消除其中所含有的孔隙及空气,以供挤出使用。通常应在20 ℃以上的环境中进行压料坯,将均匀化后的粉料徐徐倒人压料缸筒中,同时应保证心杆与压料缸筒同心,并轻轻将压料缸筒中的料面晃平,再在其上加上压料盖。压料坯时的压力应适当,过大或过小都会对挤出质量产生影响。如果压料坯压力过大,则助挤剂易被过分压出,挤出时的润滑性能降低,挤出压力增大,物料所受的剪切应力较大,导致过分纤维化以至于不利于挤出绝缘外径的稳定,并且绝缘烧结后收缩率较大,也同样容易造成绝缘开裂。
挤出
聚四氟乙烯绝缘挤出时的准备工作主要包括选择压缩比、挤出缸筒及模具预热加温、模套与模芯针管间隙的调整、装料坯、导体检查、导体穿模、放线张力调整、机头与挤出缸筒结合密封等,以下将对其进行一一介绍。
不同牌号聚四氟乙烯粉料在挤出时的压缩比也不同,应根据聚四氟乙烯粉料的性质确定其合适的压缩比,以保证挤出时的工艺性能和工艺质量。挤出压缩比是指挤出模口的环形面积与料坯的环形面积之比。一般挤出机缸筒分为小、中、大三种规格,小规格缸筒直径约为38 mm、中规格缸筒直径约为 5 0 mm、大规格缸筒直径约为6 5 mm。在实际生产时,应根据挤出的绝缘层截面积选择挤出机缸筒的规格·使挤出压缩比与聚四氟乙烯粉料的性质相适应,以确保挤出质量。
为使料坯保持稳定的温度,以利于挤出后助挤剂的挥发,挤出缸筒及模具一般需适当加温预热,挤出缸筒的预热温度宜为30、40 ℃,模具的预热温度宜为5 0、6 0 ℃。
挤出时应根据产品的规格选配相应的配套模具并按位置装好,并将模套承线颈人口与针管之间的距离(间隙)调整至合适位置。间隙过大或过小都会对挤出绝缘层的质量造成影响。间隙过小,会使聚四氟乙烯料向模外挤出的流速加快,物料受到过分剪切,导致其过分纤维化,造成绝缘层横向强度降低,产品容易产生纵向开裂或绝缘内裂纹问题,以及绝缘与导体包覆不紧密(有“松套”)现象;间隙过大,会使聚四氟乙烯料向模外挤出的流速减慢,物料对导体的压力加大,经常会发生挤出不稳定或造成导体受压擀而产生“松花”问题,以及导体不能顺利通过针管造成堵塞现象。