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行业资讯 - PVC电缆用色母料制造
PVC线缆用色母粒制造技术
随着国内电线电缆市场的高速发展,目前PVC绝缘和PVC护套用电线应用越来越广泛,不同的用户会针对电线电缆提出不同的颜色标准(RAL、MUNSELL、REA等),这样对PVC电线电缆制造厂家在PVC着色上提出了更高的要求,目前国内PVC色母生产制造仅仅是起步阶段,笔者在该行业就职多年,就PVC色母粒生产和制造提出几点经验和看法。
PVC树脂是一种热敏性和剪切敏感性的树脂,若对其进行“多次加工”操作,会影响其应用性能。由于种种原因,常常会遇到“一次加工”的产品质量不符合要求,而不得不进行多次加工情况。这样,不仅影响了生产效率,增加原料消耗,提高了生产成本,而且还可能会影响产品的内在质量。
因此,仔细分析造成“多次加工”操作的原因,了解影响“一次加工”合格率的主要因素,寻求提高“一次加工”合格率的方法,对于高效、低耗和优质地生产PVC线缆色母粒具有重要的意义。
一PVC线缆色母粒加工现状
PVC线缆色母粒的品种繁多、成分复杂、配方各异。有的经“一次加工”就能合格,而有的要经数次加工才符合要求。其中颜色谱系不同,其“一次加工”合格率相差甚大,合格率的关系大致如下:
白色﹥灰色﹥黄色﹥橙色﹥棕色﹥黑色﹥兰色>绿色>红色。
二PVC线缆色母粒生产中常见的“加工”问题
PVC线缆色母粒“一次加工”不合格的,其不符合项主要集中在以下几条:
粒形不良
分散不佳
颜色偏差
其中颜色偏差而导致“一次加工”不合格的,主要是配方方面出现的一些问题,不在本文讨论范围之列,因为对于一个成熟的配方,首先其颜色是应当不会有问题的。
造成粒形不良的原因、不良情况的分类及其分析,其中最常见的情况有以下三种:
  1挤出条料牵引困难,时粗时细,粒形不佳。
  2挤出条料表面有凸起物。
  3挤出条料表面极其粗糙。
其中第一种情况,主要是由于挤出机加料量不稳定所造成的。在生产中常遇到两种情况:
(1)预混料结块,造成加料器下料困难或结块料堵塞在挤出机加料口处。
(2)预混料堆积密度太小,在料斗加料口处因“气阻”而造成底部结块,预混料在料斗中架桥。这样,造成挤出机机头熔体的压力波动很大,流出口模的物料时多时少,极不均衡,当然就很难得到好的粒形。
第二种情况,通常出现在硬度比较低的产品上,有的经“二次加工”后,挤出条料的平滑感觉得到明显改善,但有的产品,却并无明显好转。若检测其分散性,却是符合要求的。
第三种情况,则出现在某些使用了特种增塑剂或某些颜料含量特别高的产品上。此时生产状况可能是良好的,但挤出条料表面相当毛糙,唯有经过多次加工后,挤出条料手感才光滑平整。
至于遇到分散不佳问题,生产上通常上能选用最简单的方法,即“二次加工”了。
三. 影响“一次加工”合格率的主要原因分析
影响PVC线缆色母粒产品“一次加工”合格率的因素是相当多的。为了便于分析和比较,不考虑人、料和环这三项可控制的因素及机这个客观上不可变的因素对“一次加工”合格率的影响。每一种产品也是从多批生产的加工情况综合起来的,具有一定的代表性,若从配方的角度作分析,会给我们一些启示。
1.有机颜料含量的影响
将色母粒按照有机颜料含量和加工次数以递减法排序则可看到:当配方中有机颜料含量超过2%时,其“一次加工”合格率仅为25%;而有机颜料含量低于2%时,其“一次加工”合格率高达80%。这表明,有机颜料含量高低对“一次加工”合格率有着举足轻重的影响。且其临界浓度在2%左右。超过此值大多数要进行“二次加工”。其原因之一是有机颜料堆积密度小,体积大,加工时预混料比重较轻,常常会造成“加料”困难,影响挤出操作;原因之二是有机颜料的分散性较差,含量越高,分散越困难,造成产品的分散性不佳。
2.无机颜料含量的影响
PVC线缆大多数要求有良好的遮盖性,,着色时除用有机颜料或无机颜料之外,通常要加入适量的钛白粉来提高遮盖性。统计表明,无机颜料含量不同,同样对”一次加工”合格率有影响。
3.增塑剂品种的影响
增塑剂是PVC线缆色母料的主要成分之一。它影响产品的可加工性、耐热性、耐寒性及柔软性。
4.增塑剂含量的影响
不仅增塑剂的品种影响合格率,而且即使用同一种增塑剂,因其用量不同,也会影响“一次加工”合格率,若以树脂和增塑剂的重量份数之比为参数,当比值小于1时,其“一次加工”合格率明显低于比值大于1的。因为当增塑剂用量增加时,会增加预混料操作的难度,易造成预混料“过湿”而结块成团,在挤出加工时会堵塞加料口影响操作或挤出条料太“软”而造成切粒困难。
5.填料含量的影响
PVC线缆色母粒中加入填料,不仅可以降低产品成本,还可以改善熔体的流动性能,有利于控制生产工艺条件及方便操作。不过其含量也应恰当,否则也会影响“一次加工”的合格率。当填料含量为树脂的两倍以上时,其“一次加工”合格率不足40%;若含量为树脂的1~2倍时,则其“一次加工”合格率达75%。因为重质碳酸钙类填料毕竟与树脂的亲和性能差,若含量较高时,则“一次加工”时可能在熔体中不能达到均匀分布与分散,造成挤出条料毛糙或有凸起的感觉。若经“二次加工”后,则条料明显光滑。
6.硬度的影响
硬度的影响比较复杂。因为硬度不是一个独立的变量,它受树脂的制法、增塑剂的品种和用量,填料及颜料的种类和用量所支配的。不过纵观生产中碰到的情况,经验告诉我们可以认为硬度高的,其“一次加工”合格率也较高,这可能是因为硬度高,有利于预混料操作及改善颜料的分散性的缘故。
四 。提高“一次加工”合格率的方法与措施
1.改进预混料的质量
良好的预混料应当是混和均匀的,不结块的比较疏松的。因此,在预混料操作时:
l        选择合适的预混设备。
l        恰当选择预混料的重量。
合理安排配方中各组分的加料次序:
a 先加树脂、蜡、润滑剂、热稳定剂,并高速预混。
b 再加预料、填料、高速预混。
c 再加流变性调节剂,高速预混。
d 最后一次性加入增塑剂,低速短时间混合。
(4)预混料最好现混现用。
2.调正预混料的堆积密度。
目的是为了减少或消除预混料再挤出机加料口处“气阻”及架桥现象。可采用的方法如:
从配方上考虑:
在用户许可的情况下,降低使用时的稀释比,以降低母料中有机色粉的含量。
重新配色,选用色力更高的有机颜料。
在保证硬度的前提下,采用增加活性填料的含量,减少增塑剂用量。
在硬度许可的情况下,尽量少加增塑剂,多加填充剂。
在硬度较高配方中,少加或不加流变性调节剂。
从工艺上考虑
在预混时,先加入20%左右的同品种同批次的成品粒子,这样可以提高预混料的比重,有利于加料操作。
3.改进加料计量装量
若将加料计量器的闸板的宽度设计成可调节式,即在生产PVC线缆色母粒时,通过调整闸板的宽度与高度,就可更方便、更精确地控制加料速度。例如,当闸板宽度设定至原来的二分之一,闸板高度保持不变,那么其加料速度的控制范围就比原来提高一倍。这样就可能解决较“轻”的预混料的加料问题,从而提高“一次加工”的合格率。
4.优化工艺参数
挤出操作的重要工艺参数是温度(螺杆、机筒、机头、口模)、加料速度、螺杆转速以及口模板的孔径与孔数,另外还有熔体的温度,扭矩及压力。不同的配方,应有其最佳操作参数。
五.几条重要建议
尽快改进加料计量装置,以解决加料速度不匀问题
对于预混料比重较轻的,采用“掺合粒子”法预混料工艺
对于填料含量较高的,采用“活化处理”法工艺,以改善粒子表面粗糙问题,具体方法有两种:
填料在线活化处理法
即在预混时,先将填料碳酸钙加入混合器中,再加入偶联剂有机钛酸酯或有机硅烷类,高速混合几分钟,即得活性填料后,再按常规法工艺预混.
必须解决的常见电缆材料质量问题
 
电线电缆行业是“料重工轻”的行业,材料成本约占产品成本的65%~85%。因此,选用性能—价格比合理的材料,保证材料的进厂质量,是降低产品成本、提高企业竞争力的重要途径之一。
常见的材料质量问题如下,请材料供应厂商配合改进:
    1.铜杆:用回收的杂铜制造、表面氧化变色、拉力不够、不圆整等。2.PVC塑料:杂质多、热失重不合格、挤出层有气孔、难以塑化、颜色不正等。3.XLPE绝缘料:抗焦烧时间短、容易前期交联等。4.硅烷交联料:挤出温度不好控制、热延伸差、表面粗糙等。5.铜带:厚度不匀、氧化变色、拉力不够、荷叶边、软化不足、偏硬、短头多、接续不良、漆膜或锌层脱落等。6.钢丝:外径偏大、锌层脱落、镀锌不足、短头多、拉力不够等。7.PP填充绳:材质差、直径不匀、接续不好有疙瘩等。8.PE填充条:偏硬、易折断、弧度不对等。9.无纺布:实际厚度货不对版、拉力不够、时有宽度不匀等。10.PVC包带:偏厚、拉力不够、短头多、厚度不匀等。11.耐火云母带:分层、拉力不够、发粘、带盘起皱等。12.无碱岩棉绳:粗细不匀、拉力不够、接头多、易落粉等。13.玻璃丝带:偏厚、抽丝、编制密度小、搀杂有机纤维、易撕裂等。14.无卤涂胶阻燃带:易折断、带盘起皱、抽丝、阻燃性差、有烟等。15.热缩封帽:规格尺寸不准、材料记忆性差、久烧缩、强度差等。
    有些材料制造厂商片面追求降低成本,或者一味迎合用户压价要求,而粗制滥造、偷工减料,致使材料质量不合使用要求,给电线电缆制造厂商造成直接经济损失,于是退货、扯皮、拒付款的事经常发生,使双方都不愉快。正确的态度应该是,供需双方协商一致,共同探讨既降低材料成本又不影响产品质量的办法,互利互惠,共同发展
 
1,前言
众所周知,护套料起着对光电缆重要的保护作用。光电缆的种类也随着护套料品种的变化而变化,如护套料采用低烟无卤阻燃料,则该种光电缆就称为低烟无卤阻燃光电缆。然而,有些光电缆制造企业对护套料的认识不够全面,有时片面强调某些指标而忽略另一些指标,导致采购的护套料达不到要求的技术指标;更有甚者,会导致有些护套料制造企业趁机钻光电缆制造企业的空子,提供质量差的护套料。为了让光电缆制造企业对护套料有更全面的了解,采购到质优价廉的放心护套料,我们经过认真调查研究,对护套料的几项重要指标予以说明,并列出目前护套料市场存在的一些问题,供大家参考。
2、低烟无卤阻燃电缆料
★ 氧指数——几乎在所有人眼里,它都代表了无卤阻燃材料阻燃性能的指标。
大多数人认为,氧指数越高则阻燃性能越好,或者说氧指数达标则材料阻燃性能达标。其实不然,氧指数高不一定通得过线缆阻燃试验,氧指数低也未必就通不过线缆阻燃试验。原因:材料在燃烧中是否滴流及滴流的程度大小很大程度决定了线缆是否能通过阻燃试验及线缆的阻燃水平。
★     热变形和高温压力——这是一个容易被忽视的、但却代表了耐温等级的指标。
一提到耐温性能,大家都会想到热老化的指标,容易忽视掉热变形和高温压力这一指标。那么,对于热塑性低烟无卤阻燃料来说,热变形和高温压力性能不好则意味着——
①     线缆护套熔点低、易变形,即在低于线缆最高使用温度时就能变软甚至熔化,同时在外力及自重的作用下使线缆变形甚至破坏,从而使线缆失去正常保护;
②     线缆护套易开裂,即线缆局部受热受力时容易在较软的区域开裂,比如在阳光下爆晒或受到烘烤时,会在爆晒和烘烤面开裂;
③     做成的线缆阻燃性差,即材料氧指数并不低,但做成的线缆在进行燃烧试验时通不过。原因:材料温度指数低及线缆燃烧时无卤材料滴流。
★     挤出性能——无卤料挤出性能比其它材料差,故大家都着力于挤出性能的改善,但非常好挤的无卤材料也必然会存在以下问题:
①     可能阻燃剂添加量不足而导致阻燃性不够;
②     材料太软而造成耐温性不够,致使高温压力不合格;同时,由于材料温度指数低及滴流,从而导致线缆阻燃性不合格。
3、PE护套料
★     炭黑含量、炭黑分散度、炭黑吸收系数——这些是紫外线防护能力的证明。
护套料中的炭黑不只是染色作用,更重要的是用它来防护紫外线,以免护套材料被紫外线杀伤而造成老化,但不是任何品种的炭黑在含量2.6±0.25%、分散度≥6分时都具有良好的防紫外线性能。只有选择适宜的炭黑,确保前两项性能,使吸收系数≥400,这样护套料才会具备优良的防紫外线能力。
★     热老化及氧化诱导期——抗热、抗氧能力的体现。
护套材料生产中,除需选用分子量及分子结构适宜的树脂作为基体外,还需协配加入足量的抗氧剂以保证材料具有优良的抗热和抗氧化能力。如果材料中不加抗氧剂或加入的抗氧剂量不足或协配不当,均会使护套材料在使用时间不长时便开始产生大量分子断链和氧化交联现象,从而使材料逐渐变硬变脆并开始龟裂,使电缆很快失去保护。
★     耐环境应力开裂——护套材料在自然环境应力下是否易龟裂(产生裂纹而导致护套破坏从而使电缆失去保护)。
此项性能基本取决于所选用的PE树脂材料本身,一般而言,只有共聚的含有一定含量第二单体(当然也可含有第三单体)的PE树脂才会具有优良的耐环境应力开裂性能。相同含量时,第二单体的种类也会很大程度影响该性能。在第二单体种类和含量相同时,不同的分子量和分子结构也会产生不同的耐环境应力开裂性能。因此,此项性能主要取决于所用PE树脂基体,若“选材”不当就很容易产生不良的耐环境应力开裂性能。
以上三大指标综合起来的好坏,决定了PE护套料的使用寿命,单项性能好,说明不了护套材料寿命长,但单项性能很差却可以说明护套材料的寿命很短。
★     低温冲击脆化——能够说明在寒冷地区是否容易开裂。
低温冲击脆化性能不好的护套料在低温下会变得很脆,应用于寒冷地区电缆时会出现:
①电缆在敷设施工中受到摔、弯、碰、撞等外力时,易出现开裂;
②电缆在使用时,受到外力易开裂。
★     拉伸强度和断裂伸长率——承受外力的能力。
只有拉伸强度和断裂伸长率多个试样测试结果平行性较好、并且符合标准要求时,才会具有良好的承受外力的能力,如果多个试样测试结果极度分散,那么即使最终结果符合标准要求,它也不会具备良好的外力承受能力,因为这样的材料会存在大量缺陷。
使用回料、过渡料及进口垃圾料会使护套料存在不稳定的或差的防紫外线性能、差的防老化性能、差的耐环境应力开裂性能、差的低温冲击性能及差的拉伸性能,从而使护套存在不同程度质量问题而使电缆寿命缩短,影响正常使用,严重时在短时间内开裂损坏。
4、PVC电缆料
★     热老化、热失重(质量损失)——评价PVC料耐温等级最重要的指标。
PVC电缆料除热老化外,热失重也是一项重要的温度等级评定指标。它的好坏可说明某温度等级的PVC电缆料中所用的原材料是否适用于该温度等级。若失重量过大则说明材料在使用温度下助剂易析出挥发,材料易变硬变脆而失去原有性能。如果90℃的PVC料热失重只能满足70℃PVC料的失重量要求,那么90℃料就无从谈及90℃。
★     200℃热稳定时间——耐热、耐高温的能力
稳定时间差,材料在高温加工时容易产生焦料,挤出时容易产生气泡,材料经过挤出后老化性能严重变差。
★     比重——标准无统一明确规定的指标,它与产品的质量和成本密切相关
适宜的填充是为了使PVC电缆料获得标准或客户所要求的性能。过度的填充则是为了降低成本,同时会使材料机械性能等严重下降、容易撕裂、电缆容易开裂。
★     70℃、90℃Ⅰ及90℃Ⅱ的区别——最重要的性能区别为热老化、热失重要求不同。
5、防白蚁防鼠啮电缆料
★     防蚁防鼠方法
目前用护套料进行防蚁防鼠的方法有两种:
第一种为:机械式物理防治型。此方法又可分为①尼龙型,即采用尼龙护套料,但价格昂贵;②仿尼龙型,即采用仿尼龙护套料,成本适宜。这两种方法主要是依靠材料的硬度及表面光滑度来防蚁防鼠。
第二种为:添加药剂型  此方法为①添加有毒药剂,依靠毒性来防护,会造环境污染,会危害人类;②添加无毒环保的驱避剂,依靠气味或接触时对嗅觉及味觉粘膜的刺激来起到驱避作用,无毒无害,不会污染环境,符合环保要求。
★     防蚁防鼠方法选择
推荐选用无毒环保驱避剂型、尼龙和仿尼龙型。
 


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