Обговорення процесу екструзії малодимних безгалогенних кабелів

З розвитком вогнезахисних технологій для кабельних матеріалів постійно з’являються нові типи вогнезахисних кабелів, починаючи від оригінальних звичайних вогнезахисних кабелів до вогнезахисних кабелів із низьким вмістом диму та галогенів із низьким вмістом диму та безгалогенових вогнезахисних кабелів. . Це свідчить про те, що вимоги до вогнестійких кабелів за останні роки стають все вищими.

У таких країнах, як Європа, Сполучені Штати та Японія, екологічно чиста дротова та кабельна продукція стала основним напрямком усіх різновидів кабелю. Уряди суворо забороняють використання або імпорт неекологічно чистих кабелів. Звичайні вогнезахисні матеріали містять велику кількість галогену. Під час горіння вони виробляють велику кількість диму та токсичного корозійного галогеноводню. Вогнестійкість без галогенів досягається в основному в поліолефінах. Таким чином, безгалогенні кабелі з низьким вмістом диму будуть основним напрямком розвитку в майбутньому. Отже, екструзія малодимних безгалогенних кабельних матеріалів буде обговорюватися з наступних аспектів.

1. Екструзійне обладнання
   A. Основним компонентом обладнання для екструзії дроту та кабелю є шнек, який пов’язаний із діапазоном застосування та ефективністю виробництва екструдера. Для задоволення потреб різної обробки пластмас існує багато типів гвинтових конструкцій. Вогнезахисні кабельні матеріали з низьким вмістом диму, що не містять галогенів, містять високонаповнений гідроксид магнію або гідроксид алюмінію. Тому для вибору гвинтів, як правило, використовуються звичайні гвинти, і їх коефіцієнти стиснення не повинні бути занадто великими, зазвичай між 1:1 і 1:2,5 є більш доречним.
   B. Іншим важливим фактором, що впливає на екструзію безгалогенних кабельних матеріалів із низьким вмістом диму під час процесу екструзії, є охолоджуючий пристрій екструдера. Завдяки особливій природі матеріалів з низьким вмістом диму, які не містять галогенів, велика кількість тепла виділяється через тертя під час процесу екструзії. Це вимагає, щоб екструзійне обладнання мало хороший охолоджуючий пристрій для контролю температури процесу. Це проблема, яку не можна ігнорувати. Якщо температура занадто висока, на поверхні кабелю будуть утворюватися великі пори; якщо температура занадто низька, загальний струм обладнання збільшиться, і обладнання схильне до пошкодження.
2. Екструзійні форми
   Через високий вміст наповнювачів у безгалогенних кабельних матеріалах із низьким вмістом диму існують значні відмінності в міцності розплаву, коефіцієнті витягування та в’язкості між ним та іншими кабельними матеріалами в розплавленому стані. Тому підбір форм теж різний. По-перше, у виборі методів екструзії форм. Для екструзії кабельних матеріалів із низьким вмістом диму, які не містять галогенів, екструзійна форма для ізоляції повинна бути екструзійного типу, а під час екструзії оболонки слід використовувати напівекструзійний тип. Тільки таким чином можна повністю гарантувати міцність на розрив, подовження та якість поверхні матеріалу. По-друге, у виборі гільз. Під час використання екструзійних форм через високу в’язкість матеріалу тиск на головку матриці великий, і матеріал розширюється, коли він виходить із форми. Тому втулка матриці повинна бути трохи меншою за фактичний розмір. Нарешті, механічні властивості малодимних безгалогенних матеріалів не такі кращі, як у звичайних кабельних матеріалів і малодимних матеріалів із низьким вмістом галогенів. Коефіцієнт витягування невеликий, лише близько 2,5 до 3,2. Тому, вибираючи прес-форми, слід також повністю враховувати її рисувальні властивості. Це вимагає, щоб вибір і відповідність гільз не були занадто великими, інакше поверхня кабелю не буде щільною, а екструзійне покриття буде пухким.
   Ще один момент: потужність двигуна головної машини повинна бути достатньо великою. Через відносно високу в'язкість матеріалів LSHF недостатня потужність не спрацює.
   Одне протиріччя: довжина секції галереї екструзійної форми не повинна бути занадто довгою, зазвичай менше 1 мм. Якщо він занадто довгий, зусилля зсуву буде занадто великим.
   1. Для матеріалів, що не містять галогенів, добре використовувати для обробки гвинт із низьким ступенем стиснення. (Великий коефіцієнт стиснення призведе до сильного виділення тепла всередині та зовні пластику, а велике співвідношення довжини до діаметра призведе до тривалого часу нагрівання пластику.)
   2. Через додавання великої кількості антипірену в малодимні безгалогенні матеріали виникають великі труднощі в процесі екструзії. Сила зсуву гвинта на безгалогенних матеріалах велика. Найбільш ефективним способом на даний момент є використання спеціального екструзійного шнека для безгалогенних матеріалів.
   3. Під час екструзії на зовнішньому отворі матриці з’являється матеріал, схожий на виділення з ока. Коли його буде більше, він прикріпиться до дроту та утворить дрібні частинки, що вплине на його зовнішній вигляд. Ви коли-небудь з цим стикалися? У вас є хороші рішення? Це осад, прикріплений до зовнішнього отвору матриці. Зниження температури отвору матриці та налаштування форми для невеликого розтягування значно покращить ситуацію. Я також часто стикаюся з цією проблемою і не знайшов принципового рішення. Я підозрюю, що це викликано поганою сумісністю компонентів матеріалу. Кажуть, що використовувати паяльну лампу для випікання можна, але температура не повинна бути занадто високою, інакше пошкодиться ізоляція. Якщо температура головки матриці висока, невелике зниження температури вирішить проблему. Є два вирішення цієї проблеми: 1) Використовуйте пневматичний пістолет для продування, бажано гарячим повітрям; 2) Змініть дизайн прес-форми, зробивши невеликий виступ на отворі матриці. Висота виступу зазвичай становить близько 1 мм. Але я не знаю, чи є вітчизняні виробники, які можуть робити такі форми. Щодо проблеми опадів на отворі фільєри під час екструзії матеріалів з низьким вмістом диму, які не містять галогенів, цю проблему може вирішити встановлення пристрою для видалення шлаку гарячим повітрям на отворі фільєри. Наша компанія зараз використовує цей метод, і ефект дуже хороший.
      Ще один момент: при виробництві безгалогенних матеріалів з низьким рівнем диму найкраще використовувати напівтрубчасту прес-форму для трубчастої екструзії. Крім того, обробка поверхні прес-форми повинна бути високою, щоб уникнути появи відкладень, схожих на виділення з очей, на зовнішньому отворі матриці.
   4. Питання: В даний час при виробництві малодимних безгалогенних матеріалів температура в четвертій зоні стовбура постійно підвищується. Після збільшення швидкості температура підвищиться приблизно на 40 градусів, що призведе до спінювання матеріалу. Чи є хороші рішення? Для явища бульбашок, що з’являються під час екструзії матеріалів з низьким вмістом диму, що не містять галогенів, згідно з традиційним аналізом: Перше полягає в тому, що матеріали з низьким вмістом диму, які не містять галогенів, легко піддаються впливу вологи. Перед екструзією найкраще провести сушку; По-друге, контроль температури під час процесу екструзії має бути відповідним. Сила зсуву матеріалів без галогенів під час процесу екструзії є великою, і природне тепло буде генеруватися між циліндром і шнеком. Рекомендується відносно знизити задану температуру; Три - це якість самого матеріалу. Багато виробників кабельних матеріалів просто додають велику кількість наповнювача, щоб зменшити витрати, що призводить до надмірної питомої ваги матеріалу. Для явища бульбашок, що з’являються під час екструзії матеріалів з низьким вмістом диму, що не містять галогенів, згідно з традиційним аналізом: Перше полягає в тому, що матеріали з низьким вмістом диму, які не містять галогенів, легко піддаються впливу вологи. Перед екструзією найкраще провести сушку; По-друге, контроль температури під час процесу екструзії має бути відповідним. Сила зсуву матеріалів без галогенів під час процесу екструзії є великою, і природне тепло буде генеруватися між циліндром і шнеком. Рекомендується відносно знизити задану температуру; Три - це якість самого матеріалу. Багато виробників кабельних матеріалів просто додають велику кількість наповнювача, щоб зменшити витрати, що призводить до надмірної питомої ваги матеріалу. Якщо це головка гвинта штифтового типу, чи може вона також виробляти матеріали з низьким вмістом диму, що не містять галогенів? Ні, сила зсуву занадто велика, і будуть всі бульбашки. 1) Визначте ступінь стиснення вашого шнека, а також форму та структуру четвертої зони, незалежно від того, чи є секції відхилення або секції зворотного потоку. Якщо так, то рекомендується замінити гвинт. 2) Визначити систему охолодження в четвертій зоні. Ви можете використовувати вентилятор, щоб видувати повітря в цю зону, щоб охолодити її. 3) В основному ця ситуація не має великого відношення до того, чи впливає на матеріал вологість чи ні. Однак швидкість екструзії безгалогенних матеріалів оболонки не повинна бути надто високою.
   5. Під час екструдування безгалогенних матеріалів з низьким вмістом диму слід враховувати наступні моменти: 1) Температура під час екструзії є найважливішою. Контроль температури повинен бути точним. Як правило, максимальна вимога до температури становить 160-170 градусів. Вона не повинна бути занадто високою або занадто низькою. Якщо температура занадто висока, гідроксид алюмінію або гідроксид магнію в матеріалі схильний до розкладання, що призводить до негладкої поверхні та впливу на його продуктивність; якщо температура занадто низька, сила зсуву занадто велика, тиск екструзії великий, а поверхня погана. 2) Під час екструзії найкраще використовувати трубчасту прес-форму. При підборі форми має бути певне розтягування. Під час екструзії оправлення має бути на 1-3 мм позаду втулки матриці. Швидкість екструзії не повинна бути надто високою, і її слід контролювати в межах 7-12 м. Якщо швидкість занадто висока, сила зсуву занадто велика, і температуру важко контролювати. (Хоча LSZH непросто обробляти, він точно не такий повільний (як згадував Little Bird, 7 – 12 M). У будь-якому випадку, це також швидкість 25 або більше, а зовнішній діаметр становить близько 6 мм!! )
   6. Температура екструзії матеріалів із низьким вмістом диму, які не містять галогенів, буде змінюватись залежно від розміру екструдера. Температура екструзії, яку я перевірив за допомогою екструдера типу 70, для довідки така. Секція 1: 170 градусів, Секція 2: 180 градусів, Секція 3: 180 градусів, Секція 4: 185 градусів, головка матриці: 190 градусів, машинне око: 200 градусів. Максимальна може досягати 210 градусів. Температура розкладання вищезазначеного антипірену повинна бути 350 градусів, тому він не розкладеться. Чим більший індекс розплаву безгалогенового матеріалу, тим краща його текучість і тим легше його екструдувати. Таким чином, шнек типу 150 також може екструдувати його, якщо текучість матеріалу без галогенів є достатньою. (Я хотів би запитати вас, чи є найвища згадана вами температура відображуваною температурою чи встановленою температурою? Коли ми це робимо, встановлена ​​температура зазвичай не перевищує 140 градусів.) Так, вогнестійкість знижується, коли температура перевищує 160 градусів.
   7. Успішне виробництво з використанням гвинта BM зі ступенем стиснення 3,0. Я теж стурбований цим. Чи можу я запитати у всіх експертів: чому не можна використовувати для виробництва гвинти з високим ступенем стиснення (>1:2,5)? Сила зсуву занадто велика, утворяться бульбашки. Наша компанія використовує 150 для виробництва безгалогенних кабелів із низьким вмістом диму, і ефект дуже хороший. Ми використовуємо гвинти рівної відстані та однакової глибини, і температуру нагріву кожної секції слід добре контролювати, інакше виникнуть бульбашки або проблеми зі старим клеєм. Однак це дуже клопітно. Кожного разу гвинт і шків потрібно міняти, а тиск у стовбурі та головці матриці також великий.
   8. Я вважаю, що краще не пилососити під час екструзії, щоб забезпечити відносне ковзання в радіальному напрямку та не бути схильним до розтріскування.
   9. Однак слід звернути увагу на те, щоб запобігти розширенню матеріалів у отворі для подачі.
   10. Наша компанія раніше використовувала звичайні безгалогенні матеріали, які були схильні до відбілювання. Зараз ми використовуємо матеріали GE, які дорожчі, але не мають проблеми з відбілюванням. Я хотів би запитати, чи є у ваших матеріалів без галогенів проблема з відбілюванням?
   11. Через додавання великої кількості антипірену в матеріали з низьким вмістом диму, що не містять галогенів, це головний фактор, чому швидкість не може бути збільшена, що призводить до великих труднощів у процесі екструзії. Під час екструзії на зовнішньому отворі матриці з’являється матеріал, схожий на виділення з ока. Коли його буде більше, він прикріпиться до дроту та утворить дрібні частинки, що вплине на його зовнішній вигляд. Як було сказано вище, його можна припекти паяльною лампою. Температура не повинна бути занадто високою, інакше пошкодиться ізоляція. Це найскладніша контрольна точка в процесі. Для матеріалів, що не містять галогенів, використання для обробки порожнистих гвинтів із низьким коефіцієнтом стиснення не має проблем із точки зору швидкості обробки. З точки зору невеликого обладнання для екструзії (з діаметром шнека 100 мм або менше) та екструзії малодимних безгалогенних дротів із використанням сополімеру вінілацетату як основного матеріалу, зовнішній вигляд і продуктивність не зазнають істотного впливу при використанні звичайного ПВХ шурупи та спеціальні шурупи для малодимних безгалогенних матеріалів для виробництва. Найважливішими факторами, що впливають на ефективність екструзії та зовнішній вигляд, залишаються склади та пропорції різних антипіренів, інших наповнювачів і основних матеріалів. При використанні екструзійних шнеків з ПВХ і ПЕ матеріалів для виробництва матеріалів з низьким вмістом диму, які не містять галогенів, через високу в’язкість таких матеріалів і коефіцієнт стиснення звичайних екструзійних шнеків для матеріалів з ПВХ становить приблизно 2,5–3,0. Якщо такі шнеки зі ступенем стиснення використовуються для виробництва безгалогенних матеріалів із низьким рівнем диму, під час процесу екструзії ефект змішування всередині шнека не досягне найкращого протягом часу, коли матеріал залишається в шнеку, і матеріал прилипне до внутрішньої стінки стовбура, що призводить до недостатнього виходу клею, неможливості збільшити швидкість екструзії та в той же час збільшує навантаження на двигун. Тому вживати їх недоцільно. Якщо ведеться масове виробництво, то найкраще використовувати спеціальний гвинт з низьким ступенем стиснення. Рекомендується, щоб ступінь стиснення була нижче 1,8:1. Крім того, для досягнення найкращого ефекту екструзії та продуктивності дроту необхідно збільшити потужність двигуна та вибрати відповідний інвертор потужності.
   12. Загальні проблеми матеріалів із низьким вмістом диму, які не містять галогенів, такі: 1) Є пори в екструдованому продукті; 2) погана обробка поверхні; 3) Вихід клею невеликий; 4) Теплота тертя гвинта велика.
   13. Під час екструдування вогнезахисних матеріалів із низьким вмістом диму, які не містять галогенів, оскільки температура не може бути надто високою, в’язкість матеріалу висока. Шнек екструзійної машини повинен бути обраний як 20/1, а коефіцієнт стиснення не повинен перевищувати 2,5. Через велику силу зсуву природне підвищення температури є великим. Для охолодження гвинта найкраще використовувати воду. Випікання паяльною лампою на слабкому вогні ефективніше для виділення вічко на отворі матриці та не порушує ізоляції.
   14. Шукаю допомоги щодо співвідношення безгалогенних екструзійних форм із низьким рівнем диму. Коефіцієнт розтягування 1,8 – 2,5, ступінь розтягування – 0,95 – 1,05. Коефіцієнт витяжки трохи менший, ніж у ПВХ. Спробуйте зробити формочку компактною! Коефіцієнт вилучення становить близько 1,5. Оправка не потребує перенесення дроту. Використовуйте метод напіввидавлювання. Температура води в першому резервуарі 70-80°. Потім використовується повітряне охолодження і, нарешті, водяне охолодження.