CN107644714A - 一种电线电缆的制造方法及其检测方法 - Google Patents

一种电线电缆的制造方法及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电线电缆的制造方法,具体按照以下步骤实施:步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为0.8‑1.5MPa,温度为170℃‑190℃。制备出的电线电缆具有无卤低烟、阻燃性。本发明还公开了一种检测上述方法制造的电线电缆的方法。

Description

一种电线电缆的制造方法及其检测方法
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域,涉及一种电线电缆的制造方法,本发明还涉及检测电线电缆的方法。
背景技术
目前,国内市场的电线电缆多采用聚氯乙烯辅加一般添加剂作为绝缘或护套层,电线电缆的耐温等级低(70℃左右),其机械性能、阻燃性、耐候性、抗老化性不好。实际运行寿命短。特别是在受热、日晒、火烧的情况下会引起降解,产生氯化氢气体导致人员中毒身亡。因此,为消除卤化物降解产生毒害,现也有人使用其它聚合物替代聚氯乙烯来生产电线电缆,但当此类电线电缆在使用中遇到周围环境湿度较大或被水浸泡后,其绝缘性能急剧下降,严重影响电线电缆的安全使用。
现有阻燃电线、电缆是否含有卤素的检测方法,如国家标准GB/T17650.2-1998《取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法第2部分:用测量PH值和电导率来测定气体的酸度来测定燃烧时释出气体的酸度》,公开的该方法是测量电缆或光缆燃烧时释出气体的酸度,即以阻燃电线、电缆为样品,先对样品进行预处理(即放入温度为21~25℃和相对湿度为45~55%的养护室中养护16h以上);后制备试样(试样应切成小碎片),并检查试验装置;然后对试样进行检测(即将试样均匀放入燃烧舟的底部,确保燃烧舟所在位置的温度应不低于935℃,沿空气流方向高燃烧舟300mm处的温度应不低于900℃,在有气流条件下的燃烧过程应在炉内持续30min);最后用盛有蒸馏水或软化水的洗气瓶冒泡吸收释出气体,并测定其溶液PH值和电导率。当测得的PH加权值≥4.3和电导率加权值≤10μS/mm即为无卤阻燃电线、电缆。该方法的主要缺点是:①样品检测前,需要将样品放入温度和湿度恒定的养护室中养护,养护条件苛刻,还需要配套的设备,从而增加了检测成本;②需养护16h以上再测量,且测量时间为30min,整个测量周期长,因此检测速度慢;③样品检测时,样品在温度不低于935℃的条件下进行,能源消耗大;再者,升温到935℃耗时较长,进一步增加了测量周期;同时在较高的温度下操作,对实验操作人员危害较大,另外设备长期在高温下工作,设备寿命将大大降低,因此检测的安全性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种电线电缆的制造方法,制备出的电线电缆具有无卤低烟、阻燃性。
本发明的另一目的是提供了一种检测上述方法制造的电线电缆的方法。
本发明所采用的技术方案是,一种电线电缆的制造方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;
步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;
步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;
步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;
步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为0.8-1.5MPa,温度为170℃-190℃。
优选地,绝缘材料的配比份数是作为非卤化物聚合物基体的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-80份、乙烯-醋酸乙烯甲酯聚合物60-20份,作为阻燃剂的氮、磷系复合物60-100份,Mg(OH)2 100-60份;作为抗氧剂的四[3(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]合成的醇酯1-4份、硫代二丙二月桂酯2-5份;作为抗铜剂的C40H60N2O8 1-3份;作为相容剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1-3份,作为润滑剂的硬脂酸2-5份;作为流变剂的低分子硅酮化合物0.5-4份,以及作为化学交联剂的α,α-2(叔丁过氧基)二异丙苯1-3份。
优选地,将二种聚合物经高速搅拌混匀,然后加入二种阻燃剂、相容剂和抗铜剂,再次经高速搅拌混匀后,加入二种抗氧剂、润滑剂和流变剂再次高速搅拌混匀,最后加入交联剂,经单螺杆挤出机制成绝缘体料。
优选地,阻燃剂为氮、磷系复合物60-100份、Al2(OH)3 100-60份混合。
优选地,单根线交联速度为0.5-8.0km/小时,多根电线电缆连续交联是通过水气平衡密封的“人”字形交联管道实施的。
检测上述方法制造的电线电缆的方法,利用国标GB/T17650.2-1998的试验装置,具体按照以下步骤:
(1)制备试样并检查试验装置
①制备试样
取被检测的阻燃电线或电缆的绝缘层或护套为样品,取样品时勿将电线或电缆内的导线粉末引入试样中,先用干净的毛巾对样品进行搽拭;后进行粉碎并过60~100目的筛,收集过筛的小碎片,即为制备出的待检测的试样;
②检查试验装置
第(1)-①步完成后,先查看所述试验装置的完好性,并重点查看所述装置的空气过滤器中的活性炭的活性和空气干燥器中的硅胶吸附剂的颜色,即为蓝色,先打开通气阀,通入流量为272~332ml/min的压缩空气,并向已经用塑料管连接起来的两只洗气瓶中分别装入420~480ml的PH值为5~7,且电导率为0.1~0.6μS/mm的蒸馏水或软水,同时在所述两只洗气瓶中的一只内放置一个磁力搅拌器,然后将所述放置有磁力搅拌器的洗气瓶连接在所述试验装置的尾部;再开启所述装置的加热装置,同时打开所述装置的PH计及电导率仪;最后查看所述装置的气密性;
(2)进行试样检测
第(1)步完成后,先称取第(1)步制备出的试样995~1005mg,放入经检查合格的所述试验装置的燃烧舟内,并将试样均匀地分布在所述燃烧舟的底部;然后,当所述装置温度达到350~450℃时,将装有试样的所述燃烧舟迅速地送入所述装置内并开始计时,恒温15~25min;最后,分别配置相应的PH缓冲溶液校准PH计和氯化钾标准溶液校准电导率仪,将两只第(1)-②步所述的洗气瓶内的溶液倒在一起,然后补加至1000ml容量瓶中定容,分别测量溶液的PH值和电导率,并分别计算出PH加权值和电导率加权值;
(3)检测结果的判断
第(2)步完成后,先将第(2)步计算出的加权的PH值和电导率,按照本发明方法的测量值与国标GB/T 17650.2-1998的测试结果的相关性方程,即以下公式进行换算,如下:
Y1=3.604×103x14-6.611×104x13+4.547×105x12-1.390×106x1+1.593×106;
Y2=-2.299×10-1x24+7.040×100x23-7.918×101x22+3.878×102x2-6.925×102;
式中:Y1为换算后的PH加权值;x1为本发明方法测量后计算出的PH加权值;Y2为换算后的电导率加权值;x2为本发明方法测量后计算出的电导率加权值;然后进行判断:当换算后的PH加权值Y1≥4.3和换算后的电导率加权值Y2≤10μS/mm时,则被测阻燃电线或电缆为低烟无卤阻燃电线或电缆;当换算后的PH加权值Y1<4.3或换算后的电导率加权值Y2>10μS/mm时,则被测阻燃电线或电缆为劣质低烟无卤阻燃电线或电缆,即为含卤阻燃电线或电缆。
本发明的有益效果是:本发明的一种电线电缆的制造方法由于绝缘材料为在非卤化物基料中加入Mg(OH)2或Al2(OH)3,在遇到意外燃烧时,氢氧化物受热分解,吸收周围燃烧时产生的大量热量,并生成金属氧化物,这样可降低燃烧现场的温度,反应中生成金属氧化物结壳,阻止了氧气与有机物的再一次接触,达到了阻燃、隔热、低烟,甚至无烟、无毒的效果保证了现场人员的安全并有利于救助;本发明检测电线电缆的方法不需要将样品放入温度和湿度恒定的养护室中养护,需要的设备大大减少,检测成本大大降低,同时本发明对样品检测前,不需要对样品养护16h以上,大大的缩短了检测周期,进一步节省了检测费用;本发明方法的检测时间为15~25min,进一步缩短了检测周期,提高了检测速度,同时进一步节省了检测费用;本发明方法的检测温度为350~450℃,而GB/T 17650.2-1998为935℃,升温到400℃所需的能耗大大降低。同时样品放入炉中恒温的时间也降低,进一步减少了能耗。另外,从室温升温到400℃所需的时间比升温到935℃所需的时间减少近5min,进一步缩短了检测周期。最后,因实验温度降低了,实验设备寿命将大大降低,同时实验人员的操作也相对较安全;利用反应吸收液的PH值和电导率值与GB 17650.2-1998的测试结果的相关性,计算反应PH值和电导率值,与GB 17650.2-1998标准方法的测试结果的误差≤5%。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种电线电缆的制造方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;
步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;
步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;其中,绝缘材料的配比份数是作为非卤化物聚合物基体的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-80份、乙烯-醋酸乙烯甲酯聚合物60-20份,作为阻燃剂的氮、磷系复合物60-100份,Mg(OH)2 100-60份;作为抗氧剂的四[3(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]合成的醇酯1-4份、硫代二丙二月桂酯2-5份;作为抗铜剂的C40H60N2O8 1-3份;作为相容剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1-3份,作为润滑剂的硬脂酸2-5份;作为流变剂的低分子硅酮化合物0.5-4份,以及作为化学交联剂的α,α-2(叔丁过氧基)二异丙苯1-3份;将二种聚合物经高速搅拌混匀,然后加入二种阻燃剂、相容剂和抗铜剂,再次经高速搅拌混匀后,加入二种抗氧剂、润滑剂和流变剂再次高速搅拌混匀,最后加入交联剂,经单螺杆挤出机制成绝缘体料。
步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;
步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为0.8-1.5MPa,温度为170℃-190℃。
优选地,阻燃剂为氮、磷系复合物60-100份、Al2(OH)3 100-60份混合。
优选地,单根线交联速度为0.5-8.0km/小时,多根电线电缆连续交联是通过水气平衡密封的“人”字形交联管道实施的。
检测上述方法制造的电线电缆的方法,利用国标GB/T17650.2-1998的试验装置,具体按照以下步骤:
(1)制备试样并检查试验装置
①制备试样
取被检测的阻燃电线或电缆的绝缘层或护套为样品,取样品时勿将电线或电缆内的导线粉末引入试样中,先用干净的毛巾对样品进行搽拭;后进行粉碎并过60~100目的筛,收集过筛的小碎片,即为制备出的待检测的试样;
②检查试验装置
第(1)-①步完成后,先查看所述试验装置的完好性,并重点查看所述装置的空气过滤器中的活性炭的活性和空气干燥器中的硅胶吸附剂的颜色,即为蓝色,先打开通气阀,通入流量为272~332ml/min的压缩空气,并向已经用塑料管连接起来的两只洗气瓶中分别装入420~480ml的PH值为5~7,且电导率为0.1~0.6μS/mm的蒸馏水或软水,同时在所述两只洗气瓶中的一只内放置一个磁力搅拌器,然后将所述放置有磁力搅拌器的洗气瓶连接在所述试验装置的尾部;再开启所述装置的加热装置,同时打开所述装置的PH计及电导率仪;最后查看所述装置的气密性;
(2)进行试样检测
第(1)步完成后,先称取第(1)步制备出的试样995~1005mg,放入经检查合格的所述试验装置的燃烧舟内,并将试样均匀地分布在所述燃烧舟的底部;然后,当所述装置温度达到350~450℃时,将装有试样的所述燃烧舟迅速地送入所述装置内并开始计时,恒温15~25min;最后,分别配置相应的PH缓冲溶液校准PH计和氯化钾标准溶液校准电导率仪,将两只第(1)-②步所述的洗气瓶内的溶液倒在一起,然后补加至1000ml容量瓶中定容,分别测量溶液的PH值和电导率,并分别计算出PH加权值和电导率加权值;
(3)检测结果的判断
第(2)步完成后,先将第(2)步计算出的加权的PH值和电导率,按照本发明方法的测量值与国标GB/T 17650.2-1998的测试结果的相关性方程,即以下公式进行换算,如下:
Y1=3.604×103x14-6.611×104x13+4.547×105x12-1.390×106x1+1.593×106;
Y2=-2.299×10-1x24+7.040×100x23-7.918×101x22+3.878×102x2-6.925×102;
式中:Y1为换算后的PH加权值;x1为本发明方法测量后计算出的PH加权值;Y2为换算后的电导率加权值;x2为本发明方法测量后计算出的电导率加权值;然后进行判断:当换算后的PH加权值Y1≥4.3和换算后的电导率加权值Y2≤10μS/mm时,则被测阻燃电线或电缆为低烟无卤阻燃电线或电缆;当换算后的PH加权值Y1<4.3或换算后的电导率加权值Y2>10μS/mm时,则被测阻燃电线或电缆为劣质低烟无卤阻燃电线或电缆,即为含卤阻燃电线或电缆。
实施例1
一种电线电缆的制造方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;
步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;
步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;其中,绝缘材料的配比份数是作为非卤化物聚合物基体的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、乙烯-醋酸乙烯甲酯聚合物60份,作为阻燃剂的氮、磷系复合物60份,Mg(OH)2 100份;作为抗氧剂的四[3(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]合成的醇酯1份、硫代二丙二月桂酯2份;作为抗铜剂的C40H60N2O8 1份;作为相容剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1份,作为润滑剂的硬脂酸2份;作为流变剂的低分子硅酮化合物0.5份,以及作为化学交联剂的α,α-2(叔丁过氧基)二异丙苯1份;将二种聚合物经高速搅拌混匀,然后加入二种阻燃剂、相容剂和抗铜剂,再次经高速搅拌混匀后,加入二种抗氧剂、润滑剂和流变剂再次高速搅拌混匀,最后加入交联剂,经单螺杆挤出机制成绝缘体料。
步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;
步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为0.8MPa,温度为170℃℃。
实施例2
一种电线电缆的制造方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;
步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;
步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;其中,绝缘材料的配比份数是作为非卤化物聚合物基体的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、乙烯-醋酸乙烯甲酯聚合物40份,作为阻燃剂的氮、磷系复合物80份,Mg(OH)2 80份;作为抗氧剂的四[3(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]合成的醇酯2份、硫代二丙二月桂酯3份;作为抗铜剂的C40H60N2O8 3份;作为相容剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷2份,作为润滑剂的硬脂酸3份;作为流变剂的低分子硅酮化合物2.5份,以及作为化学交联剂的α,α-2(叔丁过氧基)二异丙苯2份;将二种聚合物经高速搅拌混匀,然后加入二种阻燃剂、相容剂和抗铜剂,再次经高速搅拌混匀后,加入二种抗氧剂、润滑剂和流变剂再次高速搅拌混匀,最后加入交联剂,经单螺杆挤出机制成绝缘体料。
步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;
步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为1MPa,温度为180℃。
实施例3
一种电线电缆的制造方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;
步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;
步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;其中,绝缘材料的配比份数是作为非卤化物聚合物基体的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物80份、乙烯-醋酸乙烯甲酯聚合物20份,作为阻燃剂的氮、磷系复合物100份,Mg(OH)2 60份;作为抗氧剂的四[3(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]合成的醇酯4份、硫代二丙二月桂酯5份;作为抗铜剂的C40H60N2O8 3份;作为相容剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷3份,作为润滑剂的硬脂酸5份;作为流变剂的低分子硅酮化合物4份,以及作为化学交联剂的α,α-2(叔丁过氧基)二异丙苯3份;将二种聚合物经高速搅拌混匀,然后加入二种阻燃剂、相容剂和抗铜剂,再次经高速搅拌混匀后,加入二种抗氧剂、润滑剂和流变剂再次高速搅拌混匀,最后加入交联剂,经单螺杆挤出机制成绝缘体料。
步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;
步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为1.5MPa,温度为190℃。

Claims (6)

1.一种电线电缆的制造方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1,对芯线导体金属进行拉丝;
步骤2,将所述拉丝的芯线导体金属退火,绞制;
步骤3,配制电线电缆的绝缘材料,搅拌均匀,备用;
步骤4,将步骤3所制得的绝缘材料作为起始料与芯线导体制成电线或电缆;
步骤5,将步骤4制成的合格的电线或电缆进行单根或多根二步法连续化学交联,化学交联的蒸汽压力为0.8-1.5MPa,温度为170℃-190℃。
2.根据权利要求1所述的一种电线电缆的制造方法,其特征在于,所述绝缘材料的配比份数是作为非卤化物聚合物基体的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-80份、乙烯-醋酸乙烯甲酯聚合物60-20份,作为阻燃剂的氮、磷系复合物60-100份,Mg(OH)2 100-60份;作为抗氧剂的四[3(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]合成的醇酯1-4份、硫代二丙二月桂酯2-5份;作为抗铜剂的C40H60N2O8 1-3份;作为相容剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1-3份,作为润滑剂的硬脂酸2-5份;作为流变剂的低分子硅酮化合物0.5-4份,以及作为化学交联剂的α,α-2(叔丁过氧基)二异丙苯1-3份。
3.根据权利要求2所述的一种电线电缆的制造方法,其特征在于,将二种聚合物经高速搅拌混匀,然后加入二种阻燃剂、相容剂和抗铜剂,再次经高速搅拌混匀后,加入二种抗氧剂、润滑剂和流变剂再次高速搅拌混匀,最后加入交联剂,经单螺杆挤出机制成绝缘体料。
4.根据权利要求2所述的一种电线电缆的制造方法,其特征在于,所述阻燃剂为氮、磷系复合物60-100份、Al2(OH)3 100-60份混合。
5.根据权利要求1所述的一种电线电缆的制造方法,其特征在于,所述单根线交联速度为0.5-8.0km/小时,多根电线电缆连续交联是通过水气平衡密封的“人”字形交联管道实施的。
6.检测权利要求3所制造的电线电缆的方法,利用国标GB/T17650.2-1998的试验装置,其特征在于,具体按照以下步骤:
(1)制备试样并检查试验装置
①制备试样
取被检测的阻燃电线或电缆的绝缘层或护套为样品,取样品时勿将电线或电缆内的导线粉末引入试样中,先用干净的毛巾对样品进行搽拭;后进行粉碎并过60~100目的筛,收集过筛的小碎片,即为制备出的待检测的试样;
②检查试验装置
第(1)-①步完成后,先查看所述试验装置的完好性,并重点查看所述装置的空气过滤器中的活性炭的活性和空气干燥器中的硅胶吸附剂的颜色,即为蓝色,先打开通气阀,通入流量为272~332ml/min的压缩空气,并向已经用塑料管连接起来的两只洗气瓶中分别装入420~480ml的PH值为5~7,且电导率为0.1~0.6μS/mm的蒸馏水或软水,同时在所述两只洗气瓶中的一只内放置一个磁力搅拌器,然后将所述放置有磁力搅拌器的洗气瓶连接在所述试验装置的尾部;再开启所述装置的加热装置,同时打开所述装置的PH计及电导率仪;最后查看所述装置的气密性;
(2)进行试样检测
第(1)步完成后,先称取第(1)步制备出的试样995~1005mg,放入经检查合格的所述试验装置的燃烧舟内,并将试样均匀地分布在所述燃烧舟的底部;然后,当所述装置温度达到350~450℃时,将装有试样的所述燃烧舟迅速地送入所述装置内并开始计时,恒温15~25min;最后,分别配置相应的PH缓冲溶液校准PH计和氯化钾标准溶液校准电导率仪,将两只第(1)-②步所述的洗气瓶内的溶液倒在一起,然后补加至1000ml容量瓶中定容,分别测量溶液的PH值和电导率,并分别计算出PH加权值和电导率加权值;
(3)检测结果的判断
第(2)步完成后,先将第(2)步计算出的加权的PH值和电导率,按照本发明方法的测量值与国标GB/T 17650.2-1998的测试结果的相关性方程,即以下公式进行换算,如下:
Y1=3.604×103x14-6.611×104x13+4.547×105x12-1.390×106x1+1.593×106;
Y2=-2.299×10-1x24+7.040×100x23-7.918×101x22+3.878×102x2-6.925×102;
式中:Y1为换算后的PH加权值;x1为本发明方法测量后计算出的PH加权值;Y2为换算后的电导率加权值;x2为本发明方法测量后计算出的电导率加权值;然后进行判断:当换算后的PH加权值Y1≥4.3和换算后的电导率加权值Y2≤10μS/mm时,则被测阻燃电线或电缆为低烟无卤阻燃电线或电缆;当换算后的PH加权值Y1<4.3或换算后的电导率加权值Y2>10μS/mm时,则被测阻燃电线或电缆为劣质低烟无卤阻燃电线或电缆,即为含卤阻燃电线或电缆。
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