CN105632595B - 一种耐火电源线缆的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐火电源线缆的生产工艺，包括铜线拉制、铜线软化、软化后的铜线表面绕包云母带形成耐火层、绕包耐火层的铜线通过氟塑挤出机挤出上聚四氟乙烯绝缘层制备芯线、芯线冷却、芯线绞对成缆、成缆芯线与阻燃低烟阻燃聚烯烃绝缘护套料通过单螺杆挤出机挤出成型以及电源线收卷存盘等步骤，该制备工艺简单、易于控制实现，通过该生产工艺制备出的电源线具有优异的电气传输性能、机械抗拉性能和更强的阻燃和耐火能力，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源线缆的生产工艺，具体地说是一种耐火电源线缆的生产工艺。
背景技术
众所周知，电源线缆是传输电流的电线，主要是由铜导线线芯和护套组成，其中护套是电源线不可缺少的结构部分，起到防护电线绝缘的作用，保证电源线的通电安全，让铜导体和水、空气等介质隔绝，避免出现漏电现象。电源线的种类随着护套料品种的变化而变化，如护套料采用低烟阻燃材料，则该种电源线就成为低烟阻燃耐火电线。传统的电源线多采用聚氯乙烯(PVC)作护套材料，由于PVC材料含有卤素，具有一定的阻燃性能，但是采用这种护套料的电源线在传电能中常因自身发热或外部火灾而引起燃烧，存在火灾安全隐患，一旦发生火灾时，这些电线护套燃烧后后会产生有害气体和大量的烟雾，会造成“二次灾害”。当前，随着科技水平的不断提高，越来越多地要求电源线缆具备一定的耐火性能，然而传统电源线的绝缘护套多采用PVC材料制成，耐火能力差，并且传统生产工序不宜用于生产耐火性能好的电源线，因此，亟需开发一种适用于生产阻燃耐火电源线的生产工艺。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种耐火电源线缆的生产工艺，该工艺易于实现，操作方便，能高效生产耐火电源线缆，并能有效保证低烟阻燃耐火电源线缆的高阻燃耐火品质。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种耐火电源线缆的生产工艺，包括以下步骤：
(1)采用拉丝机拉制铜线作为电源线的导电线芯，将拉制好的铜线依次输送至退火炉和铜软化罐中进行处理；
(2)将经过软化处理的铜线经过云母带绕包机重叠绕包两层云母带，并将重叠率控制在50％，绕包角度控制在45-50°；
(3)将聚四氟乙烯(PTFE)材料经过烘干后加入到氟塑挤出机的机筒中进行塑化熔融，并通过机筒内的螺杆将PTFE熔料挤入到机头模具中，采用恒张力放线装置拉出绕有云母带作为耐火层的铜线芯经过氟塑挤出机的机头模具，经过机头模具后铜线芯被PTFE料包覆后成为芯线，将芯线依次经过温度控制在40-60℃的活动温水冷却槽和冷水冷却回转箱冷却后再经过吹风干燥器干燥，采用水中电容检测仪、芯线直径检测仪、同心度检测仪、偏心检测仪对干燥后的芯线进行在线检测，并通过恒张力牵引装置送至高频火花试验机进行测试，经检测合格的芯线依次经过储线架、收线计米器和双轴卷取收线机进行收线存储；
(4)通过绞线机对存储的芯线进行绞对，其中，在绞对过程中，绞距控制在10-20mm，绞线的速度为50-60m/min；
(5)通过成缆机将绞对后的芯线进行S向绞合成缆，并将成缆节距控制在130-150mm，成缆速度设置为40-50m/min；
(6)将低烟阻燃聚烯烃绝缘料经过烘干后加入到单螺杆挤出机的机筒中进行塑化熔融，并通过机筒内的螺杆将熔料挤入到机头模具中，采用恒张力放线装置对已成缆芯线进行牵引通过单螺杆挤出机的机头模具，经过机头模具后成缆芯线被低烟阻燃聚烯烃绝缘料包覆后成为低烟阻燃电源线，将电源线依次经过活动温控冷却水槽和固定冷水冷却回转箱冷却后再经过吹风干燥器干燥，采用偏心检测仪、高压检测仪对干燥后的电源线进行在线检测，经检测合格的电源线依次经过储线架、收线计米器和双轴卷取收线机进行收线存盘。
作为本发明的一种改进，所述云母带采用在玻璃纤维布上双面涂覆低烟无卤阻燃胶制成，所述低烟无卤阻燃胶是采用重量份为100份的丙烯酸乳液、重量份为75份的草酸铝、重量份为2份的羟甲基纤维素钠、重量份为23份的三聚氰胺氰尿酸盐以及适量的水充分混合均匀并搅拌至粉料全部溶解到液体中制得，上述配料简单易得，制作方法也比较简单。制得的云母带具有较高的氧指数，表面柔软效果好且经济实用。
作为本发明的一种改进，所述低烟阻燃聚烯烃绝缘料采用高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)混合体系为基料，以三元乙丙橡胶(EPDM)、氢氧化铝和氢氧化镁为复配阻燃剂，并将基料和复配阻燃剂混合到一起再加入常用的润滑剂、抗氧剂和加工助剂先通过挤出机挤出造粒并干燥后接受钴-60γ辐射装置的125℃辐射交联而成。该低烟阻燃聚烯烃绝缘料具有较高的氧指数、优异的拉伸强度和断裂伸长率。
作为本发明的一种改进，所述单螺杆挤出机的机筒温度和机头温度的初始温度均设定成比正常挤出温度低5～10℃左右，由于低烟阻燃聚烯烃绝缘料比低烟低卤及普通阻燃聚烯烃电缆料的摩擦升温快，因此，初始温度这样设定能使挤塑稳定时，温度正好在低烟阻燃聚烯烃绝缘料的挤出温度范围内，从而能够保证挤出电源线的机械拉伸性能。
作为本发明的一种改进，所述单螺杆挤出机的螺杆的长径比L/D控制在20-25之间，且螺杆压缩比为1:1～2.5:1，从而能得到较理想的挤出表面。
作为本发明的一种改进，在生产过程中，PTFE材料的塑化温度是十分重要的，温度过高，氟料易分解出氟气，对铜线的耐火层产生腐蚀作用，且对挤出设备的使用寿命有影响，因此，通过实验发现将氟塑挤出机上的机筒到机头模具的温度设置范围为327-350℃为宜。
相对于现有技术，本发明的优点如下，本生产工艺操作方便，生产成本低，经济效益好，采用本工艺所制得的耐火电源线的阻燃耐火特性佳，在电源线的铜导线芯上绕附的耐火层具有优异的耐火性能，且耐火层所使用的云母带制备简单，比现有市售的云母带具有更好的阻燃耐火特性；电源线采用PTFE材料作为铜导线的绝缘层制作的芯线具有耐高温、防腐和防粘性能，从而能够有效防止了电源线在使用过程中由于自身发热而产生火灾的现象，有效增强了电源线的阻燃能力；本工艺生产的电源线外部护套层采用以高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)混合体系为基料混合以三元乙丙橡胶(EPDM)、氢氧化铝和氢氧化镁为复配阻燃剂共挤制备的阻燃低烟阻燃聚烯烃绝缘料具有良好的低烟阻燃性能，氧指数较高，阻燃等级可达到FV-0级；整个工艺通过对电源线挤出工艺参数的设定与控制，能够使得制备的电源线具有比普通阻燃电线更加优异的电气传输性能、机械抗拉性能和更强的阻燃和耐火能力。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面对本发明作进一步描述和介绍。
一种耐火电源线缆的生产工艺，(1)采用拉丝机拉制铜线作为电源线的导电线芯，将拉制好的铜线依次输送至退火炉和铜软化罐中进行处理；
(2)将经过软化处理的铜线经过云母带绕包机重叠绕包两层云母带，并将重叠率控制在50％，绕包角度控制在45-50°；所述云母带采用在玻璃纤维布上双面涂覆低烟无卤阻燃胶制成，所述低烟无卤阻燃胶是采用重量份为100份的丙烯酸乳液、重量份为75份的草酸铝、重量份为2份的羟甲基纤维素钠、重量份为23份的三聚氰胺氰尿酸盐以及适量的水充分混合均匀并搅拌至粉料全部溶解到液体中制得，上述配料简单易得，制作方法也比较简单。制得的云母带具有较高的氧指数，表面柔软效果好且经济实用。将云母带的重叠率控制在50％以及绕包角度控制在45-50°能够达到耐火性能要求的基础上也大大节省了云母带的绕包成本并能够获得较佳的绕包表面，便于绕包后的铜导线后续顺利通过氟塑挤出机。
(3)将聚四氟乙烯(PTFE)材料经过烘干后加入到氟塑挤出机的机筒中进行塑化熔融，并通过机筒内的螺杆将PTFE熔料挤入到机头模具中，采用恒张力放线装置拉出绕有云母带作为耐火层的铜线芯经过氟塑挤出机的机头模具，经过机头模具后铜线芯被PTFE料包覆后成为芯线，将芯线依次经过温度控制在40-60℃的活动温水冷却槽和冷水冷却回转箱冷却后再经过吹风干燥器干燥，采用水中电容检测仪、芯线直径检测仪、同心度检测仪、偏心检测仪对干燥后的芯线进行在线检测，并通过恒张力牵引装置送至高频火花试验机进行测试，经检测合格的芯线依次经过储线架、收线计米器和双轴卷取收线机进行收线存储；
(4)通过绞线机对存储的芯线进行绞对，其中，在绞对过程中，绞距控制在10-20mm，绞线的速度为50-60m/min；
(5)通过成缆机将绞对后的芯线进行S向绞合成缆，并将成缆节距控制在130-150mm，成缆速度设置为40-50m/min；
(6)将低烟阻燃聚烯烃绝缘料经过烘干后加入到单螺杆挤出机的机筒中进行塑化熔融，并通过机筒内的螺杆将熔料挤入到机头模具中，采用恒张力放线装置对已成缆芯线进行牵引通过单螺杆挤出机的机头模具，经过机头模具后成缆芯线被低烟阻燃聚烯烃绝缘料包覆后成为低烟阻燃电源线，将电源线依次经过活动温控冷却水槽和固定冷水冷却回转箱冷却后再经过吹风干燥器干燥，采用偏心检测仪、高压检测仪对干燥后的电源线进行在线检测，经检测合格的电源线依次经过储线架、收线计米器和双轴卷取收线机进行收线存盘。
其中，所述低烟阻燃聚烯烃绝缘料采用高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)混合体系为基料，以三元乙丙橡胶(EPDM)、氢氧化铝和氢氧化镁为复配阻燃剂，并将基料和复配阻燃剂混合到一起再加入常用的润滑剂、抗氧剂和加工助剂先通过挤出机挤出造粒并干燥后接受钴-60γ辐射装置的125℃辐射交联而成。该低烟阻燃聚烯烃绝缘料具有较高的氧指数、优异的拉伸强度和断裂伸长率。
所述单螺杆挤出机的机筒温度和机头温度的初始温度均设定成比正常挤出温度低5～10℃左右，由于低烟阻燃聚烯烃绝缘料比低烟低卤及普通阻燃聚烯烃电缆料的摩擦升温快，因此，初始温度这样设定能使挤塑稳定时，温度正好在低烟阻燃聚烯烃绝缘料的挤出温度范围内，从而能够保证挤出电源线的机械拉伸性能。所述单螺杆挤出机的螺杆的长径比L/D控制在20-25之间，且螺杆压缩比为1:1～2.5:1，从而能得到较理想的挤出表面。
此外，在生产过程中，PTFE材料的塑化温度是十分重要的，温度过高，氟料易分解出氟气，对铜线的耐火层产生腐蚀作用，且对挤出设备的使用寿命有影响，因此，通过实验发现将氟塑挤出机上的机筒到机头模具的温度设置范围为327-350℃为宜。
需要说明的是上述实施方式，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。
Claims (6)
1.一种耐火电源线缆的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括以下步骤：
（1）采用拉丝机拉制铜线作为电源线的导电线芯，将拉制好的铜线依次输送至退火炉和铜软化罐中进行处理；
（2）将经过软化处理的铜线经过云母带绕包机重叠绕包两层云母带，并将重叠率控制在50%，绕包角度控制在45-50°；
（3）将PTFE材料经过烘干后加入到氟塑挤出机的机筒中进行塑化熔融，并通过机筒内的螺杆将PTFE熔料挤入到机头模具中，采用恒张力放线装置拉出绕有云母带作为耐火层的铜线芯经过氟塑挤出机的机头模具，经过机头模具后铜线芯被PTFE料包覆后成为芯线，将芯线依次经过温度控制在40-60℃的活动温水冷却槽和冷水冷却回转箱冷却后再经过吹风干燥器干燥，采用水中电容检测仪、芯线直径检测仪、同心度检测仪、偏心检测仪对干燥后的芯线进行在线检测，并通过恒张力牵引装置送至高频火花试验机进行测试，经检测合格的芯线依次经过储线架、收线计米器和双轴卷取收线机进行收线存储；
（4）通过绞线机对存储的芯线进行绞对，其中，在绞对过程中，绞距控制在10-20mm，绞线的速度为50-60m/min；
（5）通过成缆机将绞对后的芯线进行S向绞合成缆，并将成缆节距控制在130-150mm，成缆速度设置为40-50 m/min；
（6）将低烟阻燃聚烯烃绝缘料经过烘干后加入到单螺杆挤出机的机筒中进行塑化熔融，并通过机筒内的螺杆将熔料挤入到机头模具中，采用恒张力放线装置对已成缆芯线进行牵引通过单螺杆挤出机的机头模具，经过机头模具后成缆芯线被低烟阻燃聚烯烃绝缘料包覆后成为低烟阻燃电源线，将电源线依次经过活动温控冷却水槽和固定冷水冷却回转箱冷却后再经过吹风干燥器干燥，采用偏心检测仪、高压检测仪对干燥后的电源线进行在线检测，经检测合格的电源线依次经过储线架、收线计米器和双轴卷取收线机进行收线存盘。
2.如权利要求1所述的一种耐火电源线缆的生产工艺，其特征在于，所述云母带采用在玻璃纤维布上双面涂覆低烟无卤阻燃胶制成，所述低烟无卤阻燃胶是采用重量份为100份的丙烯酸乳液、重量份为75份的草酸铝、重量份为2份的羟甲基纤维素钠、重量份为23份的三聚氰胺氰尿酸盐以及适量的水充分混合均匀并搅拌至粉料全部溶解到液体中制得。
3.如权利要求2所述的一种耐火电源线缆的生产工艺，其特征在于，所述低烟阻燃聚烯烃绝缘料采用高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合体系为基料，以三元乙丙橡胶（EPDM）、氢氧化铝和氢氧化镁为复配阻燃剂，并将基料和复配阻燃剂混合到一起再加入常用的润滑剂、抗氧剂和加工助剂先通过挤出机挤出造粒并干燥后接受钴-60 γ辐射装置的125℃辐射交联而成。
4.如权利要求3所述的一种耐火电源线缆的生产工艺，其特征在于，所述单螺杆挤出机的机筒温度和机头温度的初始温度均设定成比正常挤出温度低5～10℃。
5.如权利要求4所述的一种耐火电源线缆的生产工艺，其特征在于，所述单螺杆挤出机的螺杆的长径比L/D控制在20-25之间，且螺杆压缩比为1:1～2.5:1。
6.如权利要求5所述的一种耐火电源线缆的生产工艺，其特征在于，所述氟塑挤出机上的机筒到机头模具的温度设置范围为327-350℃。
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