氟塑料電纜簡介
氟塑料電纜用來專指以氟(fú)塑料為外套的電線電纜。氟塑(sù)料電纜(lǎn)具有優良的耐候性、耐熱性(xìng),摩擦係數較小,化學性能穩定,具有較好(hǎo)的電(diàn)絕緣性能。因此氟塑料電纜在石(shí)油、冶金、化工、電力、航天等環境惡劣的行業有(yǒu)著重要用途。在(zài)電線電纜的生產中,常用的(de)氟塑(sù)料有聚四氟乙烯、聚全氟(fú)乙丙烯、聚偏氟(fú)乙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物等,用以(yǐ)製造各種耐熱、耐高溫絕緣電線、測(油(yóu))井電纜(lǎn)、地質探測(cè)電纜、加熱電纜,F級和H級電機引接(jiē)線,耐(nài)輻照電線,電磁線,射頻同軸電纜,煤礦用(yòng)阻燃(rán)電纜的A型電纜等。
種類
氟塑料(liào)電纜可以製成實芯和絕緣兩種形式,其中物理發泡氟塑料電纜在國外已有生產和使用,在國內(nèi)尚在研製過程中,平時我們所說的氟塑料電(diàn)纜通常指實芯氟塑料(liào)電纜。
三種常見形(xíng)式:單芯電纜、同軸電纜、多芯電纜。
1.單芯電纜
或者稱作高溫電線,其結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,絕緣為氟塑料,絕緣層厚度(dù)在0.3~0.5MM,常用作航空導線、電(diàn)子和電氣(qì)設備布線以及特殊場合的照明線(xiàn)。
2.同軸電纜
內導體為單根或多(duō)股銅引(鍍(dù)錫銅銀銅線(xiàn)),直徑為1.25~1.6MM,有三種絕緣(yuán)形式:A、氟塑料絕緣,厚度為0.5~0.7MM,B、氟塑料發泡絕緣,厚度為2.5~3.0MM,C、氟塑料與聚乙烯組合(hé)絕緣,即內層用氟塑料絕緣,外層用聚乙烯絕(jué)緣,其中氟塑料的厚度為0.04~0.07MM。這類電(diàn)纜(lǎn)常用作射頻電纜和電子設備的連接線。
3.多芯電纜
將單芯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,也有非對絞的,分別用作工業計算(suàn)機控(kòng)製和自動化儀表儀器控製,對於特殊場合的五類、超五(wǔ)類電纜,數(shù)據傳輸、音頻視頻(pín)傳輸(shū)等,也采用這種(zhǒng)氟(fú)塑料電纜。
特性(xìng)
氟塑(sù)料(liào)擁有高度的化學穩定性和耐化學腐蝕性能,耐火、耐高溫、阻燃等(děng)特性,因此在電線電纜行業有著廣泛的應用,特種電纜如:耐高溫電纜、阻燃(rán)電纜(lǎn)、耐腐蝕電纜等大都采用氟塑料做(zuò)為護套外層。氟塑料電線電纜擁有的(de)特性如下:
1.阻燃:氟塑料的氧指數高(gāo),燃燒時(shí)火焰擴散範圍小,產生的煙霧量少。用其製作(zuò)的(de)電纜適合對阻燃性要求嚴格的(de)地方,例如計算機網絡、地(dì)鐵、車輛、高層建築等公共場(chǎng)合,一旦發生火災,人們可以有一定的(de)時間疏離,而不被濃煙熏倒,爭取(qǔ)到寶貴的救援時間。
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(diàn)纜相比較(jiào),氟塑料電纜的衰減更小,更適合於高頻信號傳(chuán)輸,當今電纜的使用頻率越來(lái)越高已經成為潮流,同時又(yòu)由於氟塑料能耐高溫,所以常用作傳輸通信設備的內部接線、無線發射饋線與發射機之間的跳線和視頻(pín)音頻線。此外,氟塑料電纜的介電強度、絕緣電(diàn)阻好,適合作重要儀表儀(yí)器的控製電纜。
3.耐高溫:氟塑料有著超乎尋常的熱穩定性(xìng),使得氟塑料電纜能適應150~200度的高溫環境,而常見的聚乙烯、聚氯乙烯電纜隻適用於70~90度的工作環境。另(lìng)外,在(zài)同等截麵導(dǎo)體的條件下,氟(fú)塑料電纜可以傳輸更大的許用電流,這就大大提高(gāo)了電纜的使用範圍,由於這種獨(dú)特的性能,氟塑料電纜常用於飛機(jī)、艦艇、高溫爐以及電子設備的內部布線、引接線等。
4.機械化學性(xìng)能完美:氟塑料的化學鍵能高,具有高度的穩定性(xìng),幾乎不(bú)受溫度變化的影響,有著優良的耐氣候老化性能和機械強度;而且不(bú)受各種酸、堿和(hé)有機溶劑物影響,因此適用於環境氣候變化大、有腐蝕性場合,如石化、煉油(yóu)、油井儀器控製等。
5.利於(yú)焊接連線:在(zài)電(diàn)子儀器中,有不少接線是采用焊接方法進(jìn)行連接,由於一般塑料的熔融溫度低,在高溫時容(róng)易融化(huà),需要熟練的焊(hàn)接(jiē)技術,而有些焊點必須要有一定(dìng)的焊接時間,這也成為氟塑料電纜受到歡迎(yíng)的原因,如通信設備和(hé)電子儀器的內部接線。
6.氟塑料原料的價(jià)格(gé)高、電纜生產難度大:生產成本高,銷售(shòu)價格自然也高,這也限製了產品的應用,然而,也(yě)正因為如此,使得競爭廠家少,需要使用氟塑料電纜的客戶也就不會過於的計較價格(gé)因素了。
擠(jǐ)出工藝
由於氟塑料原料價格較高,電纜生產擠出工(gōng)藝難(nán)度(dù)大,在生產過程中材料擠出時會有(yǒu)有毒氣體排(pái)出,所以氟塑料電纜的生產成本高,其市場銷售價格也較高。以下為(wéi)氟塑料電纜擠出工藝的幾個注(zhù)意(yì)點:
1.擠出方式的(de)選擇
含氟塑料熔體(tǐ)的熔融(róng)粘度極大,在(zài)熱塑性氟塑料的加(jiā)工過程中,不宜采用壓力式擠出,依據熔體有足(zú)夠的強度且允許拉伸,故可采用套管式模(mó)具擠出方式生(shēng)產氟塑料電線電纜。
2.擠(jǐ)出模具
套管式模具擠出時,模具是熱塑性氟塑(sù)料擠出工序中最關鍵的影響(xiǎng)因(yīn)素,不合適的模具可能會造成鬆套、熔體斷裂、表麵波(bō)紋、外徑波動大等問題出現,嚴重時可能無法擠出成型(xíng)。在實際生產中,控製合理的(de)拉伸係數以確保絕緣與導體間的粘結力就顯得尤為重要。拉伸平衡DRB值不應小於1.0,否則會出現絕緣鬆(sōng)套(tào)現象,尤其是單線擠出時,其值(zhí)應調到1.05~1.15之(zhī)間(jiān),但DRB值不能大於1.2,否則會(huì)在擠出速度較快時出現熔融椎體(tǐ)破裂,影響產品質量。一般情況(kuàng)下,熱塑(sù)性氟塑料擠出(chū)模具(jù)的承線長度不超過15mm比較合適。對於加工線徑(jìng)較大,拉伸比DDR在5~10之間(jiān)的情況下,需將擠出(chū)模具的承線長度提高到12mm左右,以便加大模具內熔融(róng)樹脂的壓力和減小擠出外徑的波動,達到穩定擠出的目的。
3.擠出溫度
擠出熱塑性氟塑料時(shí),其溫度的(de)設定與(yǔ)所擠出的線徑和速度成正(zhèng)比關(guān)係,線(xiàn)徑越大,擠出機螺杆轉速越高(gāo),那麽設定的溫度也越高。在擠出過(guò)程中,通過觀察(chá)氟塑料熔(róng)融椎體的狀態判斷溫度是否得當。若(ruò)溫度過低,則會導致絕緣應內應(yīng)力的存在而開裂;受熱(rè)過度則會導致氟塑料局(jú)部發生分解,造成電纜絕緣或(huò)護套表麵存在氣泡,嚴重影(yǐng)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,避免溫度(dù)變化導致熔融椎體粘度(dù)變化,而影響擠出速度及產品質量。
4.冷卻控製
氟塑料是一種結晶型有機高分子材料,所以(yǐ)不宜采用定型冷卻驟冷方式,由於氟塑料的擠出溫度較(jiào)高,所以冷卻介質的溫度應(yīng)達到材料晶(jīng)核生長速(sù)度和晶粒生長速度的最佳比例。擠出後的絕緣或(huò)護套應采用分段冷卻方式進行(háng)冷(lěng)卻,即水槽水溫從高到低進行設置,避免(miǎn)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(lǎn)
PTFE聚四氟乙塑料(F4)不僅電絕緣性突出,而且在較(jiào)寬的(de)使(shǐ)用溫度區間及頻率範圍內,具有低介(jiè)電常數並有(yǒu)特(tè)別低的損耗因子,介電強度、介電常(cháng)數(2.3~2.1)、體積電阻率和表麵電阻率保持良好,並直至它們的玻璃化轉變溫度(dù)都不受溫(wēn)度影響; 它們(men)具有低吸濕性,使介電性能很少受濕度的影響;PTFE聚(jù)四氟(fú)乙(yǐ)烯塑(sù)料(F4)的電性(xìng)能不隨時(shí)間改變);幾乎對所有化學品和溶劑呈惰性,甚至在高溫和(hé)壓力下也能保持它們的優異性能,特別適用於需(xū)要低衰減的數據傳輸電纜。 因而,在一些要求耐(nài)高溫同時又要防火的場合用它們做射頻電纜絕緣介質,有利於提(tí)高傳輸信號的質量(liàng),采用PTFE聚四氟乙烯聚合物做絕緣層,也做外護(hù)套。
汽車工業
PTFE聚四氟乙烯塑料另外一個重要用途是:在苛刻環境下用做連接(jiē)線,最高使用溫度為250℃。 PTFE聚四氟乙烯塑料(liào)絕緣(yuán)電纜可通過UL標準80℃耐油試驗,轎車中也有許多地方使用PTFE聚四氟乙烯(xī)塑料絕緣電線,如(rú)腐蝕油用自動傳動裝(zhuāng)置的電纜(lǎn);汽油油麵傳感器;製動磨(mó)擦傳感器等。
建築行業
隨著(zhe)我國城市(shì)化加速(sù),高層建築增多,人們對(duì)電線電纜火災事認識的(de)加強,各領域對電纜防火的(de)要求也越來越高,加上受設空(kōng)間的限製,要(yào)求電線電纜線徑要小、載流量要大。PTFE聚四氟乙烯(xī)塑料的高熱穩定性、高阻燃性、低損耗已經成為人(rén)們關注的熱(rè)點,采用PTFE聚四(sì)氟乙烯塑料絕緣用於特殊場合的連結線,可滿足上述要求,是PTFE聚四氟乙烯塑料絕緣電線(xiàn)電纜(lǎn)有待拓展的一個領域。
石油(yóu)行業
由於需要注入的蒸汽溫度高達300℃,壓力也可(kě)達到20 MPa,油井內部常年處於一種(zhǒng)高溫高壓的環境,因此對於工作在這種高溫高壓環境的電纜來說,如何克服嚴苛的環境,把井下測井數據傳輸到井上就成為一個(gè)重要的問題。 氟塑料電(diàn)纜擁有耐高溫的特性,在300℃的高溫下可以保持工作,耐壓性能同樣優秀,因此(cǐ)在石油行業(yè)也有越來越廣泛的應用。
電力行業
電力行業的(de)電線電纜應用環境非常複雜,高溫(定子、轉子、空冷(lěng)器入口)、浸泡液體(油槽、油管(guǎn)路、水管路及變壓器)、容易遭到機械損壞(huài)(機坑、風(fēng)洞)。對電纜(lǎn)的要求十分苛刻。氟塑料電(diàn)纜可以有效的克服這些惡劣環境,是適合的使用電纜。電力行業耐高溫(wēn)電纜。
航天航空
電線電纜是將電源與用電設備及用電設備相互(hù)之間連接起來形成飛機電網絡(luò)的材料(liào)。隨著航空工業的(de)日益發展(zhǎn)和對飛機(jī)性能的提高以及機載設備的更新,飛(fēi)機傳送的信息量逐漸(jiàn)增加(jiā),在整個飛機(jī)係統中起著"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,電線電纜的應用除了考慮(lǜ)其電氣性(xìng)能、機械性能和化學性(xìng)能外,還應綜合考慮電網(wǎng)絡匹配關係、抗幹擾能力、載流量大小、使用環境、機械強度、電纜保護等因素。 氟塑料電纜(lǎn)具有輕量化,抗幹擾,以及優異的物理化(huà)學性能,在航天航空中正(zhèng)在發揮越(yuè)來越重(chóng)要的作(zuò)用。
其它行業
在其(qí)它方麵,PTFE聚四氟(fú)乙烯塑料絕緣電線電(diàn)纜主要用於:家用電器加(jiā)熱導線;化(huà)工設備用電探(tàn)測用的自控(kòng)電纜;鹵素燈泡固定(dìng)架引接線;熱電偶電線;特殊油井鑽井設備數據記錄電纜等。工程機械電纜(lǎn)等地方,應(yīng)用領域也在不斷(duàn)擴大。
氟塑料(liào)電纜已在工業自動化控製中得(dé)到越來越多的應用,在冶金、石化、電站等高溫環(huán)境,用氟塑料電纜是種很好的選擇。此外,氟塑料電纜因其阻燃且燃燒時煙量少,可以廣泛(fàn)用(yòng)於高層建(jiàn)築、地下商場、隧道、賓館、醫院內的一般布線。