CN101533688A - 无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带按一定缠绕角度，使其均匀地无缝隙绕包在镀镍铜绞线上，通过整形工艺提升缠绕带的表观密度，然后进行烧结，制得无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线。本发明具备的优点是：1.厚度均匀，表面光滑，致密性非常高；2.制作流程简单，操作简便；3.制作成本可以比糊膏状挤出的生产方式的成本降低50％；4.耐击穿电压达到6000～8000伏，使用额定电压600V，长期使用温度范围达到～65℃至260℃，限氧指数95以上，具不燃性，耐强酸强碱强氧化剂，耐老化。
Description
技术领域
本发明涉及电线制造领域，具体为一种无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法。
背景技术
目前，电线主要有裸电线和绝缘电线两种。绝缘电线的结构是由绝缘层包裹金属芯导体组成的。绝缘层大多采用的是阻燃(耐火)塑料；按照绝缘材料的种类不同可以将绝缘电线分为以下几类：聚乙烯(XLPE)电线，聚氯乙烯(PVC)电线以及乙丙橡胶(EPR)电线等。
聚四氟乙烯因氟碳键键能高及氟原子的屏蔽作用，因此具有优越的电绝缘性、耐电压性和优良的耐化学腐蚀性能、介电性能和耐候性能，而且具有不燃烧、不产生浓烟、低摩擦系数等特点以及具有较广的使用温度范围；是一种优良的电绝缘材料。近几年开始被应用于电线金属芯的绝缘保护。
氟塑电线主要有：可溶性聚四氟乙烯(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)三种，PFA和FEP都是采用熔融挤出工艺生产，但耐温性不高(180～200C°)。而性能上更高一档次的聚四氟乙烯(PTFE)又不能像其它的氟塑料能采用融熔挤出的加工方法，所以目前的聚四氟乙烯(PTFE)电线都采用糊膏挤出成型加工方法。这种加工方法存在以下不足：1、必须采用高压缩比的进口原料，同心度难以控制，只能靠增加壁厚来弥补，造成制作成本很高；2、会受到牵引频率的波动、原料质量不同等因素的影响，挤出的光滑度不够；3、糊膏状的挤出加工方法受坯体重量的限制，在换坯时必须剪断导线，导致电线的连续长度不够；4、挤出的绝缘层表面出现表面粗糙、厚薄不均的不良质量问题；5、致密度不够，挤出绝缘层的横断面偶尔有针孔、气泡的存在。由于以上问题的存在，因此，造成聚四氟乙烯(PTFE)电线综合性能不稳定，安全性较低，成本过高，难以大规模生产及民间推广应用。
发明内容
本发明的目的是为了发挥聚四氟乙烯电线优越的性能，及针对以上所述聚四氟乙烯(PTFE)电线生产和工艺上存在的不足，提供一种操作简便，用缠绕工艺生产的同心度好、连续长度长、表面光滑、致密性非常高、成本低的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法。
本发明是这样实现的：无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法其制作步骤如下：
(1)将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带按一定角度缠绕包在裸导线上；
(2)进行烧结处理。
所述的(1)步骤中，缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包裸导线时的绕包角度为30°～50°。
所述的(1)步骤中，缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包裸导线上的叠覆率为100～200％。
所述的(1)步骤中，缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包裸导线时的绕包转速为200～300r/min，引取转速为200～300r/min。
所述的(2)步骤中，烧结温度控制在380℃～400℃。
所述的烧结的收线速度为200～300r/min，引取转速为200～300r/min。
所述的(2)步骤是在烧结炉中进行的。
所述的(1)步骤中之后进行整形出来，以提高绝缘层致密性，进一步提升耐击穿强度。
所述的整形的定型温度为100～200℃。
所述的裸导线采用镀镍铜绞线，镍镀在铜上可以防止生锈老化，可大大改善铜的强度、耐锈蚀性和提高其耐高温性能。
本发明将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带按一定的缠绕角度，使其均匀地无缝隙绕包在镀镍铜绞线上，通过整形提升缠绕带的表观密度，然后进行烧结，制得无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线。绕包过程中，利用整形工艺使分子重新定向排列，多次提升绝缘体的表观密度，使得绕包电线综合性能特别是耐电压性能明显增强；另外，烧结过程中，利用聚四氟乙烯受热体积膨胀25％的特性，令绕包时重叠的缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带融结在一起。本发明具备的优点是：1、同心度高，厚度均匀，表面光滑，致密性非常高；2、制作流程简单，操作简便；3、制作成本可以比糊膏状挤出的生产方式的成本降低50％；4、耐击穿电压达到6000～8000伏，长期使用温度范围达到-65℃至260℃，比普通氟塑电线(FEP)耐温性高提升30％，限氧指数95以上，具有不燃烧、不产生浓烟、耐高温、耐强酸强碱强氧化剂，耐老化等特点。
附图说明
图1为绕包角度的示意图；
图2为绕包装置的结构示意图；
图3为烧结装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法进行详细的说明。
无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其制作步骤如下：
(1)将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包在裸导线上。裸导线优选镀镍铜绞线，铜经镀镍后可以防止生锈老化，也可大大改善铜的强度、耐锈蚀性以及提高其耐高温性能。缠绕烧结用聚四氟乙烯生料带通过绕包装置绕包在镀镍铜绞线上，绕包角度为30°～50°，叠覆率控制在100～200％，绕包张力电压为5～10V，绕包转速为200～300r/min，引取转速为200～300r/min，收线张力电压为8～10V。绕包完成后进行整形，以提高绝缘层致密性，进一步提升耐击穿强度，整形的定型温度为100～200℃。所述的绕包角度如图1所示，为装置在桩带机构18上的缠绕烧结用聚四氟乙烯生料带20与裸导线19在裸导线延伸方向的夹角A。
(2)、进行烧结处理。将绕包完毕裸导线通过烧结炉进行烧结，烧结温度控制在380℃～400℃，收线速度为200～300r/min，引取转速为200～300r/min，收线张力电压为8～10V。烧结处理可以是通过烧结装置来进行。
绕包装置如图1所示，包括放线机构1、绕包机构4和收线机构9，放线机构1中的裸电线通过绕包机构4后收卷于收线机构9。放线机构1上内设置有放线架，放线架可以采用磁粉张力放线架。放线机构1上设置有缓冲作用的张力控制机构2。绕包机构4内设置有绕包用的旋转盘5。在绕包机构4和收线机构9之间可以设置有辅助的牵引机构7。在牵引机构7与收线机构9之间可以设置有整形机构8，以对绕包后的电线绕包绝缘层进行整形。绕包装置的控制机构设置在电气控制柜6内，电气控制柜6设置有监控显示屏和开关。
烧结装置，如图2所示，包括烧结放线机构10、烧结炉12和烧结收线机构17，烧结放线机构10中的绕包后电线通过烧结炉12后收卷于烧结收线机构17上。烧结放线机构10上内设置有放线架，烧结放线机构10上设置有缓冲作用的张力控制机构。烧结炉12与烧结收线机构17之间设置有烧结牵引机构13，烧结牵引机构13上面设置有储线器14。在烧结牵引机构15与烧结收线机构17之间设置有计数器15。在计数器15与烧结牵引机构15之间设置有耐压测试仪16。烧结装置的控制机构设置在电气控制柜11内，电气控制柜6设置有监控显示屏和开关。
缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带可以通过以下步骤来制作：
(1)将聚四氟乙烯分散树脂进行冷藏，然后筛分。聚四氟乙烯分散树脂可以置于冰柜中冷藏，温度为10～19℃，时间为20～30小时，筛分可以是通过8～10目的筛分机进行过筛筛分；
(2)将筛分出来的聚四氟乙烯分散树脂与助推剂混合，静置；聚四氟乙烯分散树脂和助推剂的重量份组成为：聚四氟乙烯分散树脂为60～90％，助推剂为10～30％。助推剂可以为煤油、溶剂油、石油醚或石腊油中的一种或者数种混合。聚四氟乙烯分散树脂与助推剂混合后应静放2～3小时；然后搅拌10～20分钟，混料温度不高于19℃；静放18～32小时；
(3)进行熟化处理；熟化温度50～60℃，熟化时间为20～36小时左右。
(4)预成型，制得筒状坯料；预成型的压力为25～30kg/cm2；坯料腔的直径比推压料腔的直径小1mm左右；
(5)进行推压；推压的推压模具的锥角为38～48度，压缩比为60～200；口模料腔温度控制在50℃～70℃；
(6)压延；压延可以通过两辊压延机来进行，压延时辊筒温度控制在50℃～70℃，压延速度控制在0.05～5m/min；
(7)除油；除油的温度控制在100℃～200℃；
(8)整形、分切、收卷。整形的温度为100～200℃。
实施例1
(1)将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包在裸导线上。缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带通过绕包装置绕包在镀镍铜绞线上，绕包角度为30°，叠覆率控制在100％，引取转速为200r/min。绕包完成后进行整形，以提高绝缘层致密性，进一步提升耐击穿强度，整形的定型温度为100℃。
(2)、进行烧结处理。将绕包完毕裸导线通过烧结炉进行烧结，烧结温度控制在380℃，收线速度为200r/min，引取转速为200r/min。
实施例2
(1)将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包在裸导线上。缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带通过绕包装置绕包在镀镍铜绞线上，绕包角度为50°，叠覆率控制在200％，绕包转速为300r/min，引取转速为300r/min。绕包完成后进行整形，以提高绝缘层致密性，进一步提升耐击穿强度，整形的定型温度为200℃。
(2)、进行烧结处理。将绕包完毕裸导线通过烧结炉进行烧结，烧结温度控制在400℃，收线速度为300r/min，引取转速为300r/min。
实施例3
(1)将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包在裸导线上。裸导线优选镀镍铜绞线，铜经镀镍后可以防止生锈老化，也可大大改善铜的强度、耐锈蚀性以及提高其耐高温性能。缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带通过绕包装置绕包在镀镍铜绞线上，绕包角度为40°，叠覆率控制在150％，绕包转速为250r/min，引取转速为250r/min。绕包完成后进行整形，以提高绝缘层致密性，进一步提升耐击穿强度，整形的定型温度为150℃。
(2)、进行烧结处理。将绕包完毕裸导线通过烧结炉进行烧结，烧结温度控制在390℃，收线速度为250r/min，引取转速为250r/min。
本发明是使用缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带作为绝缘层材料，通过上述缠绕角度，可以使其均匀地无缝隙绕包在镀镍铜绞线上；通过整形可以提升缠绕带的表观密度；通过烧结，利用聚四氟乙烯受热体积膨胀25％的特性，使绕包时重叠的缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带融结在一起。本发明制造出来的电线耐击穿电压达到6000～8000伏，使用额定电压600V，长期使用温度范围达到～65℃至260℃，限氧指数95以上，具不燃性，耐强酸强碱强氧化剂，耐老化。
Claims (10)
1、无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：制作步骤如下：
(1)将缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包在裸导线上；
(2)进行烧结处理。
2、如权利要求1所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(1)步骤中，缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包裸导线时的绕包角为30°～50°。
3、如权利要求1所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(1)步骤中，缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包裸导线上的叠覆率为100～200％。
4、如权利要求1所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(1)步骤中，缠绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带绕包裸导线时的绕包转速为200～300r/min，引取转速为200～300r/min。
5、如权利要求1所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(1)步骤中，绕烧结用聚四氟乙烯彩色生料带通过电线绕包机绕包在裸导线上，绕包张力电压为5～10V。
6、如权利要求1所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(2)步骤中，烧结温度控制在380℃～400℃。
7、如权利要求6所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的烧结的收线速度为200～300r/min，引取转速为200～300r/min。
8、如权利要求6所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(2)步骤是在烧结炉中进行的。
9、如权利要求1所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的(1)步骤中之后进行整形。
10、如权利要求9所述的无烟不燃耐温聚四氟乙烯电线的制作方法，其特征在于：所述的整形时的定型温度为100～200℃。
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