聚四氟乙烯絕緣導(dǎo)線的擠出工藝
發(fā)布時間 : 2019-03-11 瀏覽次數(shù) : 次聚四氟乙烯是氟塑料的一種，用于加工絕緣層，由于聚四氟乙烯在熔點(diǎn)327 ℃以及高于熔點(diǎn)360 ℃用一次性推壓擠出再燒結(jié)成型的方式，工藝過程比較復(fù)雜，工藝質(zhì)量控制牽涉到的因素很多，一旦控制不好，會使擠出過程難以進(jìn)行或出現(xiàn)各種質(zhì)量問題；一次擠出和燒結(jié)不成功，就會造成材料部分或全部報廢，聚四氟乙烯的價格昂貴，這樣造成了較大的浪費(fèi)。因此，對聚四氟乙烯的推壓擠出工藝進(jìn)行合理全面有效控制十分必要，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、減小浪費(fèi)的必要條件。
根據(jù)聚四氟乙烯材料在電線電纜上的應(yīng)用加工慣例以及通過實踐摸索和總結(jié)的實踐經(jīng)驗，對聚四氟乙烯絕緣擠出工藝做一簡要概述，希望有助于生產(chǎn)工藝人員在聚四氟乙烯擠出工藝過程當(dāng)中作出正確的選擇和控制。
工藝流程:
F4粉料過篩
聚四氟乙烯粉料是聚合后的粉狀小顆粒，柔軟、強(qiáng)度很小，在包裝容器中存放時極易因自重或在運(yùn)輸過程中顛簸振動而發(fā)生結(jié)團(tuán)，造成混料不均的現(xiàn)象，因此在混料前必須先采用一定規(guī)格的篩網(wǎng)對聚四氟乙烯粉料進(jìn)行過篩，濾除較大的結(jié)團(tuán)粉料，篩網(wǎng)的規(guī)格以8、12目為宜。如果結(jié)團(tuán)嚴(yán)重，應(yīng)先將粉料置于較低的溫度下，一段時間后如果結(jié)團(tuán)有松散跡象，再進(jìn)行過篩。粉料應(yīng)存放在較低溫度的環(huán)境中，在搬運(yùn)過程中應(yīng)輕拿輕放，以免聚四氟乙烯粉料結(jié)團(tuán)嚴(yán)重而不能使用。另外，應(yīng)保證環(huán)境衛(wèi)生，避免雜質(zhì)或灰塵混人聚四氟乙烯粉料中。由于聚四氟乙烯粉料的靜電吸附力很強(qiáng)，很容易吸附空氣或周圍的微小雜質(zhì)及灰塵，因此要保持環(huán)境清潔無灰塵，在打開包裝容器前應(yīng)先將包裝容器表面清潔干凈再開蓋
色粉或色漿處理
當(dāng)絕緣需要著色用于識別時，在聚四氟乙烯粉料中應(yīng)加人一定比例的色粉或色漿。色粉是經(jīng)過微細(xì)研磨的耐高溫的有機(jī)或無機(jī)顏料粉末，容易吸潮、結(jié)團(tuán)，因此事先應(yīng)進(jìn)行加熱處理，去除潮氣，并進(jìn)行過篩，濾除較大的顆粒。一般篩網(wǎng)的規(guī)格以180、 200目為宜，如篩網(wǎng)小于180目，則過濾后的顏料顆粒較大，不利于絕緣層的絕緣性能；篩網(wǎng)大于200 目，雖然保證了絕緣層的絕緣性能，但過濾時比較困難。色漿是色粉和油性液體的混合體，色粉在油性液體中呈懸浮狀態(tài)，但靜止一段時間會沉淀，因此使用前應(yīng)搖晃混均，使沉淀的色粉顆粒均勻地懸浮在油性液體中再使用。
配料
配料是混料前的重要準(zhǔn)備工作，按配比將聚四氟乙烯粉料與助擠劑、或色粉或色漿準(zhǔn)備好，待之后的混料。
色粉的成本較低，直至現(xiàn)在還常被使用。采用色粉對聚四氟乙烯絕緣進(jìn)行著色時，由于色粉的分散性不如色漿，色粉與聚四氟乙烯粉料是干混，且色粉添加量又相對很少，易造成混料時結(jié)團(tuán)、分散性差，不容易混合均勻，嚴(yán)重時會導(dǎo)致絕緣不同部位存在色差，因此選用色粉時要求其粒度越小越好，一般進(jìn)口的色粉質(zhì)量比較好。在色粉配料時，應(yīng)選擇耐溫400
℃以上的顏料粉，否則經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)（燒結(jié)溫度一般基本在350、400
℃）后可能出現(xiàn)產(chǎn)品褪色現(xiàn)象。一般無機(jī)顏料的耐高溫性較好，有機(jī)顏料的耐高溫性稍差，因此采用無機(jī)顏料作為色粉較為可靠，但其環(huán)保性較差。色粉的配比量一般不超過]％，在實際生產(chǎn)中可根據(jù)色粉的種類、色粉的質(zhì)量、色度的要求、絕緣層厚度等對其配比量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配。
助擠劑的品種較多，如20儼航空汽油、甲苯、石油醚，或其他易揮發(fā)的溶劑油、有機(jī)溶劑等，不同助擠劑的揮發(fā)速度不同，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實際情況、擠出速度選擇合適的助擠劑。助擠劑揮發(fā)過快，雖然可以縮短干燥的時間，有利于擠出速度的提高，但對擠出前準(zhǔn)備工作的操作時間要求嚴(yán)格，準(zhǔn)備工作操作時間不能過長，否則會使料坯的助擠劑因過分揮發(fā)而失效；助擠劑揮發(fā)過慢，雖然可以有充分的準(zhǔn)備工作的操作時間，但必須加長烘干的時間或?qū)υO(shè)備能力提出了更高的要求。助擠劑的配比量一般在
18％、23％為宜，同時還應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線的規(guī)格、絕緣層厚度、擠出速度及擠出壓力等情況進(jìn)行調(diào)整。一般導(dǎo)線規(guī)格較大、絕緣厚度較厚、擠出速度較快、壓縮比較小時，助擠劑的配比量可適當(dāng)小些；相反，導(dǎo)線規(guī)格較小、絕緣厚度較薄、擠出速度較慢、壓縮比較大時，助擠劑的配比量可適當(dāng)大些。
雖然色漿成本較高，但有利于混料的均勻性，是較為理想的選擇，可以有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，操作簡單方便、效率高、浪費(fèi)少。在色漿配料時，可將色漿加人助擠劑中先預(yù)混均勻。由于助擠劑的添加量相對較大，與聚四氟乙烯粉料是濕混，因此不存在色粉結(jié)團(tuán)問題，分散性非常好，很容易混均勻。色漿的配比量一般在0.3％、0.5 ‰之間，以3 ‰居多，只有幾種特殊的情況需要配比0.5 ‰。當(dāng)絕緣層緣層厚度較薄時色漿的配比量應(yīng)適當(dāng)增加0.1％、0.2‰
混料
混料是將聚四氟乙烯粉料與助擠劑、或色粉或色漿混合均勻，以確保擠出絕緣時潤滑均勻及顏色均勻一致。為了便于混料均勻，一般混料瓶（廣口瓶）的容積以4、5升為宜，裝料質(zhì)量在800、 1 000 g左右，裝料體積約占混料瓶容積的2 / 3左右為佳，這樣可有足夠的空間混料。
本色混料（主要用于擠制射頻電纜的絕緣）不需要添加色粉，混料時先將聚四氟乙烯粉料裝人混料瓶中；為使加人的助擠劑盡量不與混料瓶的瓶壁接觸，在加人助擠劑時可用潔凈的薄片工具輕輕將混料瓶中表面中心的聚四氟乙烯粉料撥至瓶壁，使其表面中心形成一個深度約為2、3 c俯的錐形坑，再將一定比例的助擠劑直接加人在錐形坑中即可；之后，將混料瓶加蓋并嚴(yán)格密封，以防止助擠劑揮發(fā)，先人工對混料瓶進(jìn)行搖晃混合不少于5 min，再將混料瓶放在混料機(jī)上搖擺滾動30 min以上，直到混合均勻為止。
壓坯
壓（料）坯的作用是將松散的多孔隙的聚四氟乙烯粉料壓成比較緊實的料坯，消除其中所含有的孔隙及空氣，以供擠出使用。通常應(yīng)在20 ℃以上的環(huán)境中進(jìn)行壓料坯，將均勻化后的粉料徐徐倒人壓料缸筒中，同時應(yīng)保證心桿與壓料缸筒同心，并輕輕將壓料缸筒中的料面晃平，再在其上加上壓料蓋。壓料坯時的壓力應(yīng)適當(dāng)，過大或過小都會對擠出質(zhì)量產(chǎn)生影響。如果壓料坯壓力過大，則助擠劑易被過分壓出，擠出時的潤滑性能降低，擠出壓力增大，物料所受的剪切應(yīng)力較大，導(dǎo)致過分纖維化以至于不利于擠出絕緣外徑的穩(wěn)定，并且絕緣燒結(jié)后收縮率較大，也同樣容易造成絕緣開裂。
擠出
聚四氟乙烯絕緣擠出時的準(zhǔn)備工作主要包括選擇壓縮比、擠出缸筒及模具預(yù)熱加溫、模套與模芯針管間隙的調(diào)整、裝料坯、導(dǎo)體檢查、導(dǎo)體穿模、放線張力調(diào)整、機(jī)頭與擠出缸筒結(jié)合密封等，以下將對其進(jìn)行一一介紹。
不同牌號聚四氟乙烯粉料在擠出時的壓縮比也不同，應(yīng)根據(jù)聚四氟乙烯粉料的性質(zhì)確定其合適的壓縮比，以保證擠出時的工藝性能和工藝質(zhì)量。擠出壓縮比是指擠出模口的環(huán)形面積與料坯的環(huán)形面積之比。一般擠出機(jī)缸筒分為小、中、大三種規(guī)格，小規(guī)格缸筒直徑約為38 mm、中規(guī)格缸筒直徑約為 5 0 mm、大規(guī)格缸筒直徑約為6 5 mm。在實際生產(chǎn)時，應(yīng)根據(jù)擠出的絕緣層截面積選擇擠出機(jī)缸筒的規(guī)格·使擠出壓縮比與聚四氟乙烯粉料的性質(zhì)相適應(yīng)，以確保擠出質(zhì)量。
為使料坯保持穩(wěn)定的溫度，以利于擠出后助擠劑的揮發(fā)，擠出缸筒及模具一般需適當(dāng)加溫預(yù)熱，擠出缸筒的預(yù)熱溫度宜為30、40 ℃，模具的預(yù)熱溫度宜為5 0、6 0 ℃。
擠出時應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格選配相應(yīng)的配套模具并按位置裝好，并將模套承線頸人口與針管之間的距離（間隙）調(diào)整至合適位置。間隙過大或過小都會對擠出絕緣層的質(zhì)量造成影響。間隙過小，會使聚四氟乙烯料向模外擠出的流速加快，物料受到過分剪切，導(dǎo)致其過分纖維化，造成絕緣層橫向強(qiáng)度降低，產(chǎn)品容易產(chǎn)生縱向開裂或絕緣內(nèi)裂紋問題，以及絕緣與導(dǎo)體包覆不緊密（有“松套”）現(xiàn)象；間隙過大，會使聚四氟乙烯料向模外擠出的流速減慢，物料對導(dǎo)體的壓力加大，經(jīng)常會發(fā)生擠出不穩(wěn)定或造成導(dǎo)體受壓搟而產(chǎn)生“松花”問題，以及導(dǎo)體不能順利通過針管造成堵塞現(xiàn)象。
