專利名稱：一種電纜發(fā)泡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電纜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及同軸電纜生產(chǎn)的物理發(fā)泡技術(shù)。
背景技術(shù)：
物理發(fā)泡聚乙烯同軸射頻電纜主要是運(yùn)用物理發(fā)泡原理使聚乙烯材料發(fā)泡后絕緣介質(zhì)達(dá)到高均勻性、低損耗、高傳輸效率。其物理發(fā)泡原理主要是通過向聚乙烯擠出過程注入一定的氣體達(dá)到發(fā)泡的目的。物理發(fā)泡度的高低與注入氣體的壓力高低有直接聯(lián)系。目前國(guó)產(chǎn)物理發(fā)泡機(jī)組主要是采用低壓注氣系統(tǒng)。隨著國(guó)內(nèi)大中城市的CATV網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信的升級(jí)換代，對(duì)物理發(fā)泡生產(chǎn)線的要求越來越高，因此低壓注氣物理發(fā)泡絕緣擠塑生產(chǎn)線的缺點(diǎn)暴露得越來越多，主要是發(fā)泡度有限，最高只能達(dá)到70％，并且發(fā)泡的穩(wěn)定性差，對(duì)于象SYWLY-75-9、SYWLY-75-12等電纜要求的高發(fā)泡度相差較大。同時(shí)，由于低壓注氣導(dǎo)致了螺桿糊料嚴(yán)重，每周至少要清洗螺桿兩次，增加了工作量和工作難度，并且有時(shí)無周期的出現(xiàn)糊料，影響產(chǎn)品性能，增大了產(chǎn)品成本。為此，電纜制造需要一種技術(shù)來提高物理發(fā)泡度和提高發(fā)泡產(chǎn)品性能，克服上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問題，提出一種新的物理發(fā)泡方法，其特點(diǎn)是采用高壓注氣系統(tǒng)來取代低壓注氣系統(tǒng)，達(dá)到了提高和穩(wěn)定產(chǎn)品的物理發(fā)泡度，提高產(chǎn)品性能。物理發(fā)泡聚乙烯同軸射頻電纜主要是運(yùn)用物理發(fā)泡原理使聚乙烯材料發(fā)泡后達(dá)到降低介電常數(shù)，從而提高均勻性，達(dá)到傳輸?shù)牡蛽p耗、高傳輸效率的作用。其物理發(fā)泡原理主要是通過向發(fā)泡過程注入一定的氣體達(dá)到發(fā)泡的目的。物理發(fā)泡度的高低與注入氣體的壓力高低有直接聯(lián)系，根據(jù)流體力學(xué)原理，單位時(shí)間內(nèi)流過某截面的流體的量為流量，注入氣體的流量(設(shè)定為QV)可用方程表示Qv＝CvAPg-PcPc式中Qv氣體流量Cv為系數(shù)，取Cv＝3.17L/Smm2MpaA噴嘴孔面積 Pg注氣壓力Pc擠出機(jī)注氣點(diǎn)的背壓。
由公式可知，只要Pg＞Pc，即可注入氮?dú)獾搅贤玻捎诼輻U是不停運(yùn)轉(zhuǎn)，即背壓在不停變化，這就勢(shì)必影響到注入的氣體流量的變化，也就會(huì)造成發(fā)泡度的不均勻，為排除這種影響，最可行的方法就是注入氣體在達(dá)到聲速的臨界狀態(tài)下注入，氣體的流量就不受料筒背壓的影響。此時(shí)注入的壓力稱為臨界壓力，臨界壓力與Pc有以下關(guān)系式中Pc背壓；Po臨界壓力；K絕熱指數(shù)，取1.41；則Po＝1.9Pc，Po＝Pg，Pg＝1.90Pc。
而擠出機(jī)的背壓Pc可以用儀表測(cè)試，只要知道Pc即可確定擠出機(jī)的最低注氣壓力。
由此可知Q＝0.499Cv.A.Pg。
這就是達(dá)到恒定注入氮?dú)獾臈l件。
這種電纜發(fā)泡方法包括以下步驟A、配方塑料在擠塑機(jī)中混合、加熱形成熔融塑料；B、氮?dú)饨?jīng)過減壓閥，再進(jìn)行干燥，然后以壓縮空氣作為增壓泵的動(dòng)力，使氮?dú)饨?jīng)過增壓泵加壓，形成達(dá)到壓力要求的高壓氮?dú)狻?br> C、在熔融塑料中高壓注入工業(yè)氮?dú)庑纬苫旌暇鶆虻臍怏w和熔融塑料混和體；D、含氣體的熔融塑料在擠塑模具中擠出成型；F、成型塑料出模后釋壓，塑料內(nèi)氣體膨脹；
G、形成充分發(fā)泡、相互閉孔的微細(xì)泡沫絕緣體。
上述的發(fā)泡方法，其中高壓工業(yè)氮?dú)獾膲毫?5Mpa-40Mpa；優(yōu)選為20Mpa-30Mpa，最佳為25Mpa。高壓氮?dú)獾募庸し椒ㄓ梢韵虏襟E構(gòu)成H、氮?dú)饨?jīng)過減壓閥，再進(jìn)行干燥，備用；I、壓縮空氣進(jìn)行干燥，備用；G、以壓縮空氣作為增壓泵的動(dòng)力，使氮?dú)饨?jīng)過增壓泵加壓；K、將達(dá)到壓力要求的高壓氮?dú)馔ㄟ^注氣桿進(jìn)入擠塑機(jī)。
上述發(fā)泡方法，其中擠塑機(jī)螺桿注氣孔孔徑為15um-35um范圍，其中優(yōu)選25um。
物理發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜主要用于1GHz以下閉路電視系統(tǒng)、共用天線電視系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)用作主干線、分支線和用戶線及其電子裝置。其中CATV電纜主要用作有線電視電纜，該方法生產(chǎn)的CATV電纜絕緣具有發(fā)泡均勻穩(wěn)定，泡孔細(xì)微且不串孔，衰減低，密封防潮性好等特點(diǎn)。HFC電纜適用于我國(guó)光纖同軸電纜混合網(wǎng)、數(shù)字化、寬帶化的發(fā)展需要，是HFC網(wǎng)絡(luò)首選的用戶線，而HFC網(wǎng)絡(luò)是將單純的分配電視節(jié)目轉(zhuǎn)向?qū)掝l帶、雙向化、多媒體及數(shù)字化發(fā)展方向，并且是信息高速公路的理想接入網(wǎng)，因此，該電纜采用先進(jìn)的高泡物理發(fā)泡技術(shù)，具有多層屏蔽結(jié)合，以保證較大的屏蔽衰減。該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品執(zhí)行的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T11138.1-.4-1997，通過ISO9002質(zhì)量認(rèn)證體系，并且通過了國(guó)家相關(guān)行業(yè)許可證XK-09-150-276。
該生產(chǎn)新工藝技術(shù)研制完成后，三條國(guó)產(chǎn)線加研制費(fèi)用共計(jì)人民幣600萬元。如果向國(guó)外引進(jìn)三條同類生產(chǎn)線，需300萬美元，相比可節(jié)省200多萬美元外匯，同時(shí)還可縮短投資周期，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。此類設(shè)備在國(guó)內(nèi)約有40余條生產(chǎn)線，如經(jīng)此項(xiàng)新工藝技術(shù)改進(jìn)，可節(jié)省大量外匯，大大提高現(xiàn)有產(chǎn)品的質(zhì)量，為發(fā)展寬帶網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造更好的條件。
該發(fā)明所述方法生產(chǎn)的產(chǎn)品，質(zhì)量有了顯著提高，發(fā)泡度可以達(dá)到75％以上，產(chǎn)品線徑變化±0.15MM，電容變化在±PF/M，回波損耗提高，可達(dá)26DB；產(chǎn)品廢品率大大降低，并且生產(chǎn)速度提高了40％。


圖1是本發(fā)明所述方法的工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明所述方法中高壓氮?dú)饧庸すに嚵鞒虉D。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明具體的實(shí)施例。
實(shí)施例1利用本發(fā)明方法生產(chǎn)SYWY-75-7產(chǎn)品。
原材料準(zhǔn)備電工圓銅線Φ0.12、99.99％工業(yè)氮?dú)狻?I2A-1LDPE、HD6070EAHDPE、成核劑。本發(fā)明所需的原材料電工圓銅線Φ0.12、99.99％工業(yè)氮?dú)狻?I2A-1LDPE、HD6070EAHDPE、成核劑、物理發(fā)泡專用料等均可在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)購(gòu)進(jìn)。PE塑料粒料，由北京燕山石化公司或新疆獨(dú)山子石化公司等企業(yè)購(gòu)進(jìn)。銅線由成都雙流銅材廠或德陽旌昌銅線廠購(gòu)進(jìn)。
工藝指標(biāo)產(chǎn)品規(guī)格SYWV-75-5、注氣孔徑15μm、注氣氣壓25Mpa、內(nèi)皮模芯孔徑Φ1.05、內(nèi)皮模套孔徑Φ1.10、發(fā)泡模芯孔徑Φ1.30、發(fā)泡模套孔徑Φ2.80、內(nèi)導(dǎo)體直徑Φ1.0+0.01、絕緣控制直徑Φ4.8±0.05、電容控制值54PF/m。
擠塑機(jī)型號(hào)XDSWJΦ90×38。擠塑機(jī)加熱參數(shù)如表一。表一所示的第7區(qū)加熱處為高壓注氣點(diǎn)。
生產(chǎn)工藝步驟如圖2，啟動(dòng)高壓注氣系統(tǒng)，99.99％工業(yè)氮?dú)饨?jīng)過減壓閥，再進(jìn)行干燥；壓縮空氣進(jìn)行干燥；以壓縮空氣作為增壓泵的動(dòng)力，使氮?dú)饨?jīng)過增壓泵加壓，增壓泵為德國(guó)MAXMATOR的增壓泵，配以聯(lián)接管道和檢測(cè)儀表及干燥機(jī)、空氣壓縮機(jī)等組成氮?dú)庠鰤合到y(tǒng)；將達(dá)到壓力要求的高壓氮?dú)馔ㄟ^注氣桿備用，壓力可調(diào)至25Mpa。如圖一，啟動(dòng)擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)，使其加熱至如表一所需工藝溫度；將70％的HDPE與30％LDPE及1‰的成核劑充分混合均勻加入擠塑機(jī)料斗；配方塑料在擠塑機(jī)中混合、加熱形成熔融塑料；在熔融塑料中高壓注入上述備用的工業(yè)氮?dú)?，形成混合均勻的氣體和熔融塑料混和體；含氣體的熔融塑料在擠塑模具中擠出成型；成型塑料出模后釋壓，塑料內(nèi)氣體膨脹；經(jīng)冷卻，形成充分發(fā)泡、相互閉孔的微細(xì)泡沫絕緣體。開啟擠塑機(jī)開始排料，直至所排發(fā)泡料達(dá)到要求的發(fā)泡度，且排料壓力(機(jī)頭壓力)穩(wěn)定；開啟生產(chǎn)線其它設(shè)備，調(diào)整牽引速度，使絕緣外徑達(dá)到規(guī)定的值，觀察電容值進(jìn)行緩慢的調(diào)節(jié)高壓注氣壓力直至絕緣電容達(dá)到規(guī)定值；收卷符合要求的絕緣。發(fā)泡工藝外的其它工藝為本技術(shù)領(lǐng)域的常規(guī)工藝，不在這里詳述，省略。生產(chǎn)出的電纜測(cè)試其電氣性能如表四。
實(shí)施例2利用本發(fā)明方法生產(chǎn)SYWLY-75-9產(chǎn)品。
原材料準(zhǔn)備電工圓銅線Φ2.2、99.99％工業(yè)氮?dú)狻?I2A-1LDPE、HD6070EAHDPE、成核劑。電工圓銅線Φ2.2、99.99％工業(yè)氮?dú)狻?I2A-1LDPE、HD6070EAHDPE、成核劑、物理發(fā)泡專用料等均可在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)購(gòu)進(jìn)。PE塑料粒料，由北京燕山石化公司或新疆獨(dú)山子石化公司等企業(yè)購(gòu)進(jìn)。銅線由成都雙流銅材廠或德陽旌昌銅線廠購(gòu)進(jìn)。鋁帶由成都電纜廠鋁帶分廠或陜西秦龍公司購(gòu)進(jìn)。
工藝指標(biāo)控制產(chǎn)品規(guī)格SYWLY-75-9、注氣孔徑25μm、注氣氣壓28Mpa、內(nèi)皮模芯孔徑Φ2.20、內(nèi)皮模套孔徑Φ2.30、發(fā)泡模芯孔徑Φ2.50、發(fā)泡模套孔徑Φ3.80、內(nèi)導(dǎo)體直徑Φ2.15+0.01、絕緣控制直徑Φ9.10±0.05、電容控制值49PF/m。
擠塑機(jī)型號(hào)XDSWJΦ90×38。擠塑機(jī)加熱參數(shù)如表二。表二所示的第7區(qū)加熱處為高壓注氣點(diǎn)。
生產(chǎn)工藝步驟如圖二，啟動(dòng)高壓注氣系統(tǒng)，99.99％工業(yè)氮?dú)饨?jīng)過減壓閥，再進(jìn)行干燥；壓縮空氣進(jìn)行干燥；以壓縮空氣作為增壓泵的動(dòng)力，使氮?dú)饨?jīng)過增壓泵加壓，增壓泵為德國(guó)MAXMATOR的增壓泵，配以聯(lián)接管道和檢測(cè)儀表及干燥機(jī)、空氣壓縮機(jī)等組成氮?dú)庠鰤合到y(tǒng)；將達(dá)到壓力要求的高壓氮?dú)馔ㄟ^注氣桿備用，壓力可調(diào)至28Mpa。如圖一，啟動(dòng)擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)，使其加熱至如表一所需工藝溫度；將70％的HDPE與30％LDPE及1‰的成核劑充分混合均勻加入擠塑機(jī)料斗；配方塑料在擠塑機(jī)中混合、加熱形成熔融塑料；在熔融塑料中高壓注入上述備用的工業(yè)氮?dú)?，形成混合均勻的氣體和熔融塑料混和體；含氣體的熔融塑料在擠塑模具中擠出成型；成型塑料出模后釋壓，塑料內(nèi)氣體膨脹；經(jīng)冷卻，形成充分發(fā)泡、相互閉孔的微細(xì)泡沫絕緣體。開啟擠塑機(jī)開始排料，直至所排發(fā)泡料達(dá)到要求的發(fā)泡度，且排料壓力(機(jī)頭壓力)穩(wěn)定；開啟生產(chǎn)線其它設(shè)備，調(diào)整牽引速度，使絕緣外徑達(dá)到規(guī)定的值，觀察電容值進(jìn)行緩慢的調(diào)節(jié)高壓注氣壓力直至絕緣電容達(dá)到規(guī)定值；收卷符合要求的絕緣。發(fā)泡工藝外的其它工藝為本技術(shù)領(lǐng)域的常規(guī)工藝，不在這里詳述，省略。生產(chǎn)出的電纜測(cè)試其電氣性能如表五。
本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品完成的主要技術(shù)性能指標(biāo)與國(guó)內(nèi)、國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)的比較如表三。
表一 生產(chǎn)SYWY-75-7產(chǎn)品擠塑機(jī)加熱參數(shù)

表二 生產(chǎn)SYWLY-75-9產(chǎn)品擠塑機(jī)加熱參數(shù)

表三 本發(fā)明產(chǎn)品同國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品性能比較

表四 本發(fā)明方法生產(chǎn)SYWY-75-7產(chǎn)品電氣性能

表五 本發(fā)明方法生產(chǎn)SYWLY-75-9產(chǎn)品電氣性能

權(quán)利要求
1.一種電纜發(fā)泡方法，包括以下步驟A、配方塑料在擠塑機(jī)中混合、加熱形成熔融塑料；B、氮?dú)饨?jīng)過減壓閥，再進(jìn)行干燥，然后以壓縮空氣作為增壓泵的動(dòng)力，使氮?dú)饨?jīng)過增壓泵加壓，形成達(dá)到壓力要求的高壓氮?dú)狻、在熔融塑料中高壓注入工業(yè)氮?dú)庑纬苫旌暇鶆虻臍怏w和熔融塑料混和體；D、含氣體的熔融塑料在擠塑模具中擠出成型；F、成型塑料出模后釋壓，塑料內(nèi)氣體膨脹；G、形成充分發(fā)泡、相互閉孔的微細(xì)泡沫絕緣體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中高壓工業(yè)氮?dú)獾膲毫?5Mpa-35Mpa。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中高壓氮?dú)獾膲毫?0Mpa-30Mpa。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中高壓氮?dú)獾膲毫?5Mpa。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中擠塑機(jī)機(jī)筒注氣孔孔徑為15um-35um范圍。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中擠塑機(jī)螺桿機(jī)筒注氣孔孔徑優(yōu)選25um。
全文摘要
一種電纜發(fā)泡方法，屬于電纜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電纜生產(chǎn)的物理發(fā)泡技術(shù)，本發(fā)明提出的物理發(fā)泡方法，其特點(diǎn)是采用高壓注氣系統(tǒng)來取代低壓注氣系統(tǒng)，達(dá)到了提高和穩(wěn)定產(chǎn)品的物理發(fā)泡度，使發(fā)泡更加均勻、穩(wěn)定、易于控制，提高了產(chǎn)品性能，克服了低壓注氣發(fā)泡度有限、發(fā)泡度穩(wěn)定性差、螺桿糊料嚴(yán)重等缺點(diǎn)，降低了產(chǎn)品成本，可廣泛用于電纜的生產(chǎn)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01B13/06GK1773633SQ20051002203
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者鐘躍進(jìn), 張建富 申請(qǐng)人:四川愛通電子線纜制造有限責(zé)任公司