Discusión sobre el proceso de extrusión de cables libres de halógenos y con bajo contenido de humo

Con el desarrollo de la tecnología retardante de llama para materiales de cables, han ido surgiendo continuamente nuevos tipos de cables retardantes de llama, evolucionando desde los cables retardantes de llama ordinarios originales hasta cables retardantes de llama con bajo contenido de humo y halógenos y cables retardantes de llama sin halógenos y con bajo contenido de humo. . Esto indica que los requisitos para los cables retardantes de llama han aumentado cada vez más en los últimos años.

 

En países como Europa, Estados Unidos y Japón, los productos de alambres y cables respetuosos con el medio ambiente se han convertido en la corriente principal de todas las variedades de cables. Los gobiernos prohíben estrictamente el uso o la importación de cables no respetuosos con el medio ambiente. Los materiales retardantes de llama comunes contienen una gran cantidad de halógeno. Al quemarse, producirán una gran cantidad de humo y gas tóxico y corrosivo de haluro de hidrógeno. La retardación de llama libre de halógenos se consigue principalmente en poliolefinas. Por lo tanto, los cables libres de halógenos y con baja emisión de humo serán la principal tendencia de desarrollo en el futuro. Por lo tanto, la extrusión de materiales para cables libres de halógenos y con bajo contenido de humo se analizará desde los siguientes aspectos.

 

  1. Equipo de extrusión
    R. El componente principal del equipo de extrusión de alambres y cables es el tornillo, que está relacionado con el rango de aplicación y la eficiencia de producción de la extrusora. Para satisfacer las necesidades de los diferentes procesamientos de plástico, existen muchos tipos de diseños de tornillos. Los materiales de cable retardantes de llama libres de halógenos y con bajo contenido de humo contienen hidróxido de magnesio o hidróxido de aluminio altamente cargados. Por lo tanto, para la selección de tornillos, generalmente se utilizan tornillos comunes y sus relaciones de compresión no deben ser demasiado grandes, generalmente entre 1:1 y 1:2,5 es más apropiado.
    B. Otro factor importante que afecta la extrusión de materiales de cables libres de halógenos y con bajo contenido de humo durante el proceso de extrusión es el dispositivo de enfriamiento de la extrusora. Debido a la naturaleza especial de los materiales libres de halógenos y con baja emisión de humo, se genera una gran cantidad de calor debido a la fricción durante el proceso de extrusión. Esto requiere que el equipo de extrusión tenga un buen dispositivo de enfriamiento para controlar la temperatura del proceso. Este es un problema que no se puede ignorar. Si la temperatura es demasiado alta, se formarán grandes poros en la superficie del cable; si la temperatura es demasiado baja, la corriente general del equipo aumentará y el equipo será propenso a sufrir daños.
  2. Moldes de extrusión
    Debido a los altos materiales de relleno en los materiales de cable libres de halógenos y con bajo contenido de humo, existen diferencias significativas en la resistencia de la masa fundida, la relación de estiramiento y la viscosidad entre este y otros materiales de cable en estado fundido. Por tanto, la selección de moldes también es diferente. En primer lugar, en la elección de los métodos de extrusión de los moldes. Para la extrusión de materiales de cables libres de halógenos y con bajo contenido de humo, el molde de extrusión para aislamiento debe ser del tipo extrusión, y durante la extrusión de la funda, se debe utilizar el tipo semiextrusión. Sólo así se puede garantizar plenamente la resistencia a la tracción, el alargamiento y el acabado superficial del material. En segundo lugar, en la selección de las matrices. Cuando se utilizan moldes de extrusión, debido a la alta viscosidad del material, la presión en el cabezal de la matriz es grande y el material se expandirá cuando salga del molde. Por lo tanto, el casquillo del troquel debe ser ligeramente más pequeño que el tamaño real. Finalmente, las propiedades mecánicas de los materiales libres de halógenos con baja emisión de humo no son tan superiores como las de los materiales para cables ordinarios y los materiales con bajo contenido de halógenos y baja emisión de humo. Su relación de estiramiento es pequeña, sólo alrededor de 2,5 a 3,2. Por lo tanto, al seleccionar los moldes, también se deben considerar plenamente sus propiedades de embutición. Esto requiere que la selección y combinación de manguitos de matriz no sea demasiado grande; de ​​lo contrario, la superficie del cable no será densa y el recubrimiento de extrusión quedará suelto.
    Un punto adicional: la potencia del motor de la máquina principal debe ser lo suficientemente grande. Debido a la viscosidad relativamente alta de los materiales LSHF, una potencia insuficiente no funcionará.
    Un punto de desacuerdo: la longitud de la sección de galería del molde de extrusión no debe ser demasiado larga, normalmente menos de 1 mm. Si es demasiado largo, la fuerza cortante será demasiado grande.

    1. Para materiales libres de halógenos, está bien utilizar un tornillo con una relación de compresión baja para el procesamiento. (Una relación de compresión grande provocará una generación severa de calor dentro y fuera del plástico, y una relación longitud-diámetro grande dará como resultado un tiempo de calentamiento prolongado para el plástico).
    2. Debido a la adición de una gran cantidad de retardante de llama en materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo, surgen grandes dificultades en el proceso de extrusión. La fuerza de corte del tornillo sobre los materiales libres de halógenos es grande. La forma más eficaz actualmente es utilizar un tornillo de extrusión especial para materiales libres de halógenos.
    3. Durante la extrusión, aparece un material similar a una secreción ocular en la abertura exterior del troquel. Cuando haya más, se adherirá al cable y formará pequeñas partículas, afectando su apariencia. ¿Alguna vez te has encontrado con esto? ¿Tiene alguna buena solución? Es un precipitado adherido a la abertura exterior del troquel. Bajar la temperatura de la apertura del troquel y ajustar el molde para que se estire un poco mejorará mucho la situación. A menudo también me enfrento a este problema y no he encontrado una solución fundamental. Sospecho que se debe a la mala compatibilidad de los componentes del material. Se dice que usar un soplete para hornearlo puede funcionar, pero la temperatura no debe ser demasiado alta, de lo contrario se dañará el aislamiento. Si la temperatura del cabezal del troquel es alta, bajar un poco la temperatura solucionará el problema. Existen dos soluciones a este problema: 1) Utilizar una pistola de aire comprimido para soplar, preferiblemente con aire caliente; 2) Cambie el diseño del molde haciendo un pequeño saliente en la abertura del troquel. La altura del saliente suele ser de aproximadamente 1 mm. Pero no sé si hay fabricantes nacionales que puedan fabricar esos moldes. Para el problema de los precipitados en la abertura de la matriz durante la extrusión de materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo, la instalación de un dispositivo de eliminación de escoria por aire caliente en la abertura de la matriz puede resolver este problema. Nuestra empresa utiliza actualmente este método y el efecto es muy bueno.
      Un punto adicional: al producir materiales libres de halógenos y con bajo contenido de humo, es mejor utilizar un molde de extrusión semitubular para extrusión tubular. Además, el acabado superficial del molde debe ser alto para evitar la aparición de depósitos similares a secreciones oculares en la abertura exterior del troquel.
    4. Pregunta: Actualmente, cuando se producen materiales libres de halógenos y con bajo nivel de humo, la temperatura en la cuarta zona del barril sigue aumentando. Después de aumentar la velocidad, la temperatura aumentará unos 40 grados, lo que provocará que el material forme espuma. ¿Existen buenas soluciones? Para el fenómeno de las burbujas que aparecen durante la extrusión de materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo, según el análisis convencional: Uno es que los materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo se ven fácilmente afectados por la humedad. Antes de la extrusión, lo mejor es realizar un tratamiento de secado; La segunda es que el control de la temperatura durante el proceso de extrusión debe ser apropiado. La fuerza de corte de los materiales libres de halógenos durante el proceso de extrusión es grande y se generará calor natural entre el cilindro y el tornillo. Se recomienda bajar relativamente la temperatura establecida; Tres es la razón de la calidad del material en sí. Muchas fábricas de materiales para cables simplemente añaden una gran cantidad de relleno para reducir costos, lo que resulta en una gravedad específica excesiva del material. Para el fenómeno de las burbujas que aparecen durante la extrusión de materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo, según el análisis convencional: Uno es que los materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo se ven fácilmente afectados por la humedad. Antes de la extrusión, lo mejor es realizar un tratamiento de secado; La segunda es que el control de la temperatura durante el proceso de extrusión debe ser apropiado. La fuerza de corte de los materiales libres de halógenos durante el proceso de extrusión es grande y se generará calor natural entre el cilindro y el tornillo. Se recomienda bajar relativamente la temperatura establecida; Tres es la razón de la calidad del material en sí. Muchas fábricas de materiales para cables simplemente añaden una gran cantidad de relleno para reducir costos, lo que resulta en una gravedad específica excesiva del material. Si se trata de una cabeza de tornillo tipo pasador, ¿puede también producir materiales libres de halógenos y con bajo contenido de humo? No, la fuerza de corte es demasiado grande y aparecerán todas las burbujas. 1) Determine la relación de compresión de su tornillo y la forma y estructura en la cuarta zona, ya sea que haya secciones de desviación o secciones de flujo inverso. Si es así, se recomienda reemplazar el tornillo. 2) Determine el sistema de enfriamiento en la cuarta zona. Puedes utilizar un ventilador para soplar aire hacia esta zona y enfriarla. 3) Básicamente, esta situación no tiene mucho que ver con si el material se ve afectado por la humedad o no. Sin embargo, la velocidad de extrusión de materiales de vaina libres de halógenos no debe ser demasiado rápida.
    5. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos al extruir materiales libres de halógenos y con bajo nivel de humo: 1) La temperatura durante la extrusión es la más importante. El control de la temperatura debe ser preciso. Generalmente, el requisito de temperatura máxima es entre 160 y 170 grados. No debe ser demasiado alto ni demasiado bajo. Si la temperatura es demasiado alta, el hidróxido de aluminio o el hidróxido de magnesio del material son propensos a descomponerse, lo que da como resultado una superficie no lisa y afecta su rendimiento; si la temperatura es demasiado baja, la fuerza de corte es demasiado grande, la presión de extrusión es grande y la superficie no es buena. 2) Lo mejor es utilizar un molde de extrusión tubular durante la extrusión. Al emparejar el molde, debe haber un cierto estiramiento. Durante la extrusión, el mandril debe estar entre 1 y 3 mm detrás del casquillo del troquel. La velocidad de extrusión no debe ser demasiado rápida y se debe controlar entre 7 – 12 m. Si la velocidad es demasiado rápida, la fuerza de corte es demasiado grande y la temperatura es difícil de controlar. (Aunque LSZH no es fácil de procesar, definitivamente no es tan lento (como lo menciona Little Bird, 7 – 12 M). De todos modos, ¡también tiene una velocidad de 25 o más y el diámetro exterior es de aproximadamente 6 MM! )
    6. La temperatura de extrusión de materiales libres de halógenos y con bajo nivel de humo variará según el tamaño del extrusor. La temperatura de extrusión que probé con una extrusora tipo 70 es la siguiente para su referencia. Sección 1: 170 grados, Sección 2: 180 grados, Sección 3: 180 grados, Sección 4: 185 grados, Cabezal de troquel: 190 grados, Ojo de la máquina: 200 grados. El máximo puede alcanzar los 210 grados. La temperatura de descomposición del retardante de llama mencionado anteriormente debe ser de 350 grados, para que no se descomponga. Cuanto mayor sea el índice de fusión del material libre de halógenos, mejor será su fluidez y más fácil será su extrusión. Por lo tanto, un tornillo tipo 150 también puede extruirlo siempre que la fluidez del material libre de halógenos sea suficientemente buena. (Me gustaría preguntarle si la temperatura más alta que mencionó es la temperatura mostrada o la temperatura establecida. Cuando lo hacemos, la temperatura establecida generalmente no excede los 140 grados). Sí, el rendimiento del retardante de llama disminuirá cuando la temperatura exceda 160 grados.
    7. Producción exitosa utilizando un tornillo BM con una relación de compresión de 3,0. A mí también me preocupa esto. ¿Puedo preguntar a todos los expertos: por qué no se pueden utilizar en la producción tornillos con una relación de compresión alta (>1:2,5)? La fuerza de corte es demasiado grande y se formarán burbujas. Nuestra empresa ha estado utilizando 150 para producir cables libres de halógenos con bajo contenido de humo y el efecto es muy bueno. Utilizamos tornillos equidistantes y de igual profundidad, y la temperatura de calentamiento de cada sección debe estar bien controlada, de lo contrario se producirán burbujas o problemas con el pegamento viejo. Sin embargo, es muy problemático. Cada vez, es necesario cambiar el tornillo y la polea, y la presión en el cilindro y el cabezal del troquel también es grande.
    8. Creo que es mejor no aspirar durante la extrusión para permitir un deslizamiento relativo en la dirección radial y no ser propenso a agrietarse.
    9. Sin embargo, se debe prestar atención a evitar la expansión de materiales en la abertura de alimentación.
    10. Nuestra empresa utilizaba anteriormente materiales ordinarios libres de halógenos, que eran propensos a blanquearse. Ahora utilizamos materiales de GE, que son más caros pero no tienen el problema de blanquearse. Me gustaría preguntar si sus materiales libres de halógenos tienen el problema de blanqueamiento.
    11. Debido a la adición de una gran cantidad de retardante de llama en materiales libres de halógenos y con bajo nivel de humo, este es el factor principal por el cual no se puede aumentar la velocidad, lo que genera grandes dificultades en el proceso de extrusión. Durante la extrusión, aparece un material similar a una secreción ocular en la abertura exterior del troquel. Cuando haya más, se adherirá al cable y formará pequeñas partículas, afectando su apariencia. Como se mencionó anteriormente, se puede hornear con un soplete. La temperatura no debe ser demasiado alta, de lo contrario se dañará el aislamiento. Este es el punto de control más difícil del proceso. Para materiales libres de halógenos, el uso de un tornillo hueco y de baja relación de compresión para el procesamiento no tiene problemas en términos de velocidad de procesamiento. Desde la perspectiva de los equipos de máquinas de extrusión pequeñas (con un diámetro de tornillo de 100 mm o menos) y la extrusión de alambres libres de halógenos y con bajo nivel de humo usando copolímero de acetato de vinilo como material base, la apariencia y el rendimiento no se ven afectados significativamente cuando se usan máquinas ordinarias. Tornillos de PVC y tornillos especiales para materiales libres de halógenos y con baja emisión de humos para producción. Los factores más críticos que afectan el rendimiento y la apariencia de la extrusión siguen siendo las formulaciones y proporciones de diversos retardantes de llama, otros materiales de relleno y materiales base. Cuando se utilizan tornillos de extrusión de material de PVC y PE para producir materiales libres de halógenos con bajo contenido de humo, debido a la alta viscosidad de dichos materiales, la relación de compresión de los tornillos de extrusión de material de PVC ordinarios es de aproximadamente 2,5 – 3,0. Si se utilizan tornillos con una relación de compresión de este tipo para producir materiales libres de halógenos y con bajo contenido de humo, durante el proceso de extrusión, el efecto de mezcla dentro del tornillo no alcanzará el máximo durante el tiempo que el material permanezca en el tornillo y el material se adherirá a la pared interior del barril, lo que resulta en una salida de pegamento insuficiente, incapacidad para aumentar la velocidad de extrusión y, al mismo tiempo, aumenta la carga del motor. Por tanto, no es recomendable utilizarlos. Si se realiza una producción en masa, es mejor utilizar un tornillo especial con una relación de compresión baja. Se recomienda que la relación de compresión sea inferior a 1,8:1. Además, es necesario aumentar la potencia del motor y seleccionar un inversor de potencia adecuado para lograr el mejor efecto de extrusión y rendimiento del cable.
    12. Los problemas generales de los materiales libres de halógenos y con bajo nivel de humo son: 1) Hay poros en el producto extruido; 2) El acabado superficial es deficiente; 3) La producción de pegamento es pequeña; 4) El calor por fricción del tornillo es grande.
    13. Al extruir materiales retardantes de llama con bajo contenido de humo y sin halógenos, dado que la temperatura no puede ser demasiado alta, la viscosidad del material es alta. El tornillo de la máquina de extrusión debe seleccionarse como 20/1 y la relación de compresión no debe ser superior a 2,5. Debido a la gran fuerza de corte, el aumento natural de temperatura es grande. Lo mejor es utilizar agua para enfriar el tornillo. Hornear con un soplete a fuego lento es más efectivo para la descarga ocular en la abertura del troquel y no romperá el aislamiento.
    14. Buscando ayuda para la proporción de moldes de extrusión libres de halógenos y con bajo nivel de humo. La relación de sorteo es 1,8 – 2,5, el grado de equilibrio de sorteo es 0,95 – 1,05. La relación de estiramiento es un poco menor que la del PVC. ¡Intenta hacer que el molde combine compacto! La relación de estiramiento es de aproximadamente 1,5. El mandril no necesita llevar el alambre. Utilice el método de semiextrusión. La temperatura del agua del primer depósito de agua es de 70 – 80°. Luego se utiliza la refrigeración por aire y finalmente la refrigeración por agua.

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Hora de publicación: 12 de noviembre de 2024