氟塑料電纜簡介
氟塑料電纜用來專指以氟塑料為外套的電線電纜(lǎn)。氟塑料電纜具有優良的耐候性(xìng)、耐熱性,摩擦係數(shù)較小,化學性能穩定,具有較好(hǎo)的電絕(jué)緣性能。因此氟塑料電(diàn)纜在石油、冶(yě)金、化工、電力、航天等環境惡劣的行業有著重要用途。在電線電纜的生產(chǎn)中,常用的氟塑料(liào)有聚四(sì)氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物等,用以製造各(gè)種耐熱、耐高溫絕緣電線、測(油)井電纜、地質探測電纜、加熱(rè)電纜,F級和H級電機引(yǐn)接線(xiàn),耐輻照(zhào)電線,電(diàn)磁線(xiàn),射頻同軸電纜,煤礦用阻燃電纜的A型電纜等。
種類
氟(fú)塑料(liào)電纜可以製成實芯和絕緣兩種形式,其中物理(lǐ)發(fā)泡氟(fú)塑料電纜在國外已有生產和使用,在(zài)國內尚在研製過程中,平時我(wǒ)們所說的氟塑料電纜通常指實芯氟塑料電纜。
三種(zhǒng)常見形式:單(dān)芯電纜(lǎn)、同軸電纜、多芯電纜。
1.單芯電纜
或者稱作高溫電線,其結(jié)構是內導體為單根或多股銅線(鍍錫銅線),導體外徑0.4~2.0MM,絕緣為氟塑(sù)料,絕緣層厚度在(zài)0.3~0.5MM,常用作航空導線、電子和電氣設備布線以及特殊場合的照明線。
2.同軸電(diàn)纜
內導體為(wéi)單根或多股銅引(鍍錫銅銀銅線),直徑為1.25~1.6MM,有三種絕緣形式:A、氟(fú)塑料絕緣,厚度為0.5~0.7MM,B、氟塑料發泡(pào)絕緣,厚度為2.5~3.0MM,C、氟塑料與聚乙烯組合絕緣,即內層用氟塑料(liào)絕緣,外層用聚乙烯絕緣,其中氟塑料(liào)的厚度為0.04~0.07MM。這類電纜常(cháng)用作射頻電纜和(hé)電子設備的連接線。
3.多芯電纜
將單芯(xīn)電線或同軸電纜絞合在一起,便於為多芯電纜。其中有對絞的,也有(yǒu)非對絞的,分別用作工業計算機控製(zhì)和(hé)自動化儀表儀器控製,對於特殊(shū)場(chǎng)合的五類、超五類電纜,數據傳輸、音頻視頻傳輸等(děng),也采用這種氟塑料電纜。
特性
氟塑料擁有高度的化學穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性能,耐(nài)火、耐(nài)高溫、阻燃等特性,因此在電線電纜行業有著廣泛的應用(yòng),特種電纜如:耐高溫電纜、阻燃電纜、耐腐蝕電纜等大都采用氟塑料(liào)做為護套外(wài)層。氟塑料電線電纜擁有的特性如下:
1.阻燃:氟塑料的(de)氧指數高,燃燒時火焰擴散範圍小,產生的煙霧量少。用其製作的電纜適合對(duì)阻燃性要求(qiú)嚴格的地方,例如計算機網絡、地鐵、車輛、高層建築等公共場合,一(yī)旦發生火災,人們可以有一定的(de)時間疏離,而不被(bèi)濃煙熏倒,爭取到寶貴的(de)救(jiù)援(yuán)時(shí)間。
2.電氣性能優異:相對於聚乙烯而言,氟塑料的介電常數更低,因此,與同結構的同軸電纜相比(bǐ)較(jiào),氟塑料電纜的衰減更小,更適合於高頻信號傳輸,當今電纜的使用頻率越(yuè)來越高已經成為潮流,同(tóng)時又由於氟塑料能耐高溫,所以常用作傳(chuán)輸通信(xìn)設備的內(nèi)部接線、無線發射(shè)饋線與(yǔ)發射(shè)機之間的跳線和視頻音頻線。此外,氟塑料電纜的介電強度、絕緣電阻好,適合作重要儀表儀器的控製電纜。
3.耐(nài)高溫:氟塑料有著超乎尋常的熱穩定(dìng)性,使得氟塑料電纜能適應150~200度的高溫環境,而(ér)常見的聚乙烯、聚氯乙烯電纜隻適用於70~90度的工作環境。另外,在同等截麵導體的條件下,氟塑料電纜可以傳輸(shū)更大的許用電流,這就大大提高(gāo)了電纜的使用範圍,由(yóu)於(yú)這種獨特的性能(néng),氟塑料電纜常用於飛機、艦(jiàn)艇、高溫爐以及電子設備的內(nèi)部布線、引接線等。
4.機械化學性能完(wán)美:氟塑料的化學鍵(jiàn)能高,具有高度的穩定(dìng)性,幾乎不受溫度變化的影響,有著優良的耐氣候老化性能和機械(xiè)強度;而且不受各種酸、堿和有(yǒu)機溶劑物(wù)影響,因此適用於環境氣候變化大、有腐蝕性場合,如石化、煉油、油(yóu)井儀器控(kòng)製等。
5.利(lì)於焊(hàn)接(jiē)連線(xiàn):在(zài)電(diàn)子儀器中(zhōng),有不少接線是采用焊接方法進行連接,由於(yú)一般塑料(liào)的熔融溫度低(dī),在高溫時容易融化,需要熟練的焊接技術,而有些焊點必須要有一定的焊接時間,這也成(chéng)為氟(fú)塑料電纜受到歡迎的原因,如通信設備和電子儀器的內部接線(xiàn)。
6.氟塑料原料的價格高、電纜生產難度大(dà):生產成本高,銷售價格自然也高,這也限製了產品(pǐn)的(de)應用,然(rán)而,也正因為如此,使(shǐ)得競爭廠家少,需要使用氟塑料電纜(lǎn)的客(kè)戶也就不(bú)會過於的計較價格因(yīn)素了。
擠出工藝
由於氟塑料原料價格較高,電纜生(shēng)產擠出工藝難度大,在(zài)生產過程中材料擠出時會有有毒氣體(tǐ)排(pái)出,所以氟(fú)塑料電纜的生產(chǎn)成本高(gāo),其市場銷售價格也較(jiào)高。以下為氟(fú)塑料電纜擠出工藝的幾個注意點:
1.擠出方式的選擇
含(hán)氟塑料熔體的熔融粘度極大,在熱塑性氟(fú)塑(sù)料的加工過程中,不宜采用(yòng)壓力式擠(jǐ)出,依據熔體有足夠的強度且允許拉伸,故可采(cǎi)用套管式模具擠出方式生產氟塑料電線電纜。
2.擠出模具(jù)
套管(guǎn)式模具擠出時,模具是熱塑性(xìng)氟塑料擠出工序中最(zuì)關鍵的(de)影響(xiǎng)因素,不合適的模具可能會造成鬆套、熔體斷裂、表麵波紋(wén)、外徑波動大等問題出現,嚴重時可能無(wú)法擠出成型。在實際生產中,控製合理的拉伸係數以(yǐ)確保絕(jué)緣與導體間(jiān)的粘(zhān)結力就顯得(dé)尤為重要。拉伸平衡DRB值不應小於1.0,否則會出現絕緣鬆套現象,尤其是單線擠(jǐ)出時,其值應調到1.05~1.15之(zhī)間,但DRB值不能(néng)大於1.2,否則會在擠出速(sù)度較快時出現熔融椎體破裂,影響(xiǎng)產品質量(liàng)。一般情況下,熱塑性氟塑料(liào)擠出模具的(de)承線長度不(bú)超過15mm比較合適。對於(yú)加工線徑較大,拉伸比DDR在5~10之間的情況下,需(xū)將擠出模(mó)具的承線(xiàn)長度提高到12mm左右,以便加大模具內熔(róng)融樹脂(zhī)的壓力和(hé)減小擠出外徑的波動,達(dá)到穩定擠出的目的。
3.擠出溫度
擠出熱塑性氟塑料時,其溫度的設定與所擠(jǐ)出的線徑和速度成正比關係,線徑越大,擠出機螺杆(gǎn)轉速越高,那麽設定的溫度也越高。在擠出過(guò)程中,通過觀察氟塑料(liào)熔(róng)融椎體的狀態(tài)判斷(duàn)溫度是否得(dé)當。若溫度過低,則會導致絕緣應內應力的存在而開(kāi)裂;受熱過度則會導致氟塑料局部發(fā)生分解,造成電纜絕緣或護套表麵存在氣泡,嚴重影響產品質量。同時,線芯進入機頭前應經過預熱,在模具和熔融椎體外增加保溫加熱罩,避免(miǎn)溫度變化導致(zhì)熔融椎體粘度變化,而影響擠出速度及產(chǎn)品質量。
4.冷卻控製(zhì)
氟塑料是(shì)一種結晶型有機高分子材料,所以不宜采用定型冷卻驟冷(lěng)方式,由於氟塑料的擠出溫度較高,所以冷卻介質的溫度應(yīng)達到材料(liào)晶核(hé)生長速度和(hé)晶粒生長速度的最佳比例。擠出後的絕緣或護套應(yīng)采用分段冷卻方式進(jìn)行冷卻,即水槽(cáo)水溫從高到低進行設置,避免急速冷卻造成鬆套或在擠出物中形成內應力。
應用行業
數據電纜
PTFE聚四氟乙塑料(F4)不僅電絕(jué)緣性突出,而且在較寬的使用(yòng)溫度區間(jiān)及頻率範圍內,具有低介電常數並有特別低的(de)損耗(hào)因子(zǐ),介電強度、介電常數(2.3~2.1)、體積電阻率和表麵電阻率保持良好,並直至它們的玻(bō)璃化轉變溫度都不受溫度(dù)影響; 它們具有(yǒu)低(dī)吸濕性,使介電性能很(hěn)少受濕度的影響;PTFE聚四氟乙烯塑料(F4)的(de)電性能不隨時間改變(biàn));幾乎對所有化(huà)學(xué)品和溶劑呈惰性,甚(shèn)至(zhì)在高溫和壓力下也能保持它們的優異性能(néng),特別(bié)適用於需要(yào)低衰減的數(shù)據傳輸(shū)電(diàn)纜。 因而,在一些要求耐(nài)高溫同時(shí)又要防火的場合用它們做射頻電纜絕緣介質,有利於提高傳輸信號(hào)的質量,采用PTFE聚四氟乙烯聚合物(wù)做絕緣層,也做(zuò)外護套。
汽車工業
PTFE聚四氟(fú)乙烯塑料另外一個重要用途是:在苛刻環(huán)境(jìng)下用(yòng)做連接(jiē)線,最高使用溫(wēn)度為250℃。 PTFE聚四(sì)氟乙(yǐ)烯(xī)塑(sù)料絕緣電纜可通過UL標準(zhǔn)80℃耐(nài)油試驗,轎車中也有(yǒu)許(xǔ)多(duō)地方使(shǐ)用PTFE聚四氟乙烯塑料絕(jué)緣電線,如腐蝕油用(yòng)自動傳動裝置的(de)電纜;汽油油麵傳感器;製動磨擦傳感器(qì)等。
建築(zhù)行業
隨著我國(guó)城市化(huà)加速,高層建築增多,人們對電線電纜火災事認識的(de)加強(qiáng),各領域對電纜防火的要求也越來越高,加上受設空間的(de)限製,要求電線電纜線徑要小、載流量要大(dà)。PTFE聚四氟乙烯塑料(liào)的高熱穩定(dìng)性、高(gāo)阻(zǔ)燃性、低損耗已經(jīng)成為人們關注的熱點,采用PTFE聚四氟乙烯(xī)塑料絕緣用於特殊場合的連結(jié)線,可滿足上述要求,是PTFE聚四氟(fú)乙烯(xī)塑(sù)料絕緣電(diàn)線電纜有待拓展的一個領域。
石油行業(yè)
由於需(xū)要注入(rù)的蒸汽溫度高達300℃,壓力也(yě)可達到20 MPa,油井(jǐng)內部常年處於一種(zhǒng)高溫(wēn)高壓的環境,因此對於工作(zuò)在這種高溫(wēn)高壓環境的(de)電纜來說(shuō),如何克服嚴(yán)苛的環(huán)境(jìng),把井下測井數據傳輸到井上(shàng)就成為一個重要(yào)的問題。 氟(fú)塑料電(diàn)纜擁有(yǒu)耐高溫的特(tè)性,在300℃的高溫下可以保持工作,耐壓性能同樣優秀,因此在石油行業也有越來越(yuè)廣泛的應用。
電力行業
電(diàn)力行業的電線電纜應用環境非常複雜,高溫(定子(zǐ)、轉子、空冷器(qì)入口)、浸泡液體(油槽、油管路、水管路及變壓器(qì))、容易遭到機械損壞(機坑、風洞)。對電纜的要求十分苛刻。氟塑料電纜可以有效的克服這些惡劣環境,是適合的使用電纜。電力(lì)行(háng)業耐高溫電纜。
航天航空
電線電纜是將電源與用電設備及用(yòng)電設備相(xiàng)互之間連(lián)接起來形成飛機電網絡的材料。隨著航空工(gōng)業的日益發展和對飛機性能的提高以及機載設備的更新,飛機傳送的信(xìn)息量逐漸增加,在整個飛機係統(tǒng)中起著"神經"、"血管"作用的傳輸線,對其性能的要求也越來越高。尤其是飛機內部環境複雜,電線電纜的(de)應用除了考慮其電氣性能、機械性(xìng)能和化(huà)學性能外,還應綜合考慮電網絡(luò)匹配關係、抗幹擾能力、載(zǎi)流量大小、使用(yòng)環境、機械強度、電纜保(bǎo)護等因素。 氟塑料電纜(lǎn)具有輕(qīng)量化,抗幹擾,以及優異的物理化學性能(néng),在航天航空中正在發揮越來越重要的作用。
其它行業
在其它方麵(miàn),PTFE聚四氟乙烯塑料絕緣電線電纜主要用於:家用電器加熱導線(xiàn);化工設備用電探測用的自控電纜;鹵素燈泡固定架引接線;熱電偶電線;特殊(shū)油井鑽井設備數據記錄電纜等。工程(chéng)機械電纜等地方,應用領域也在(zài)不斷擴大。
氟塑料電(diàn)纜已在工業自動化控製中得到越來越多的應用,在冶金、石(shí)化、電站等高溫環(huán)境,用(yòng)氟(fú)塑(sù)料電纜(lǎn)是(shì)種很好的選擇(zé)。此外,氟塑料電纜因其阻燃且燃燒(shāo)時煙量少,可以(yǐ)廣(guǎng)泛用於高層建築、地下(xià)商場、隧道、賓館、醫院(yuàn)內的一般布線。

