電線電纜廠家分享(xiang)橡套電(dian)纜如何避免銅絲發黑(hei)

    在(zai)使(shi)用一段時間后，橡(xiang)套(tao)(tao)電纜(lan)銅絲顏色(se)往(wang)往(wang)會發黑(hei)。究其原因發現：導致橡(xiang)套(tao)(tao)電纜(lan)銅絲發黑(hei)的(de)(de)原因有很(hen)多，除了(le)和(he)橡(xiang)皮的(de)(de)材(cai)料配方有關(guan)外，還與(yu)銅絲本身(shen)所(suo)處的(de)(de)狀態、橡(xiang)膠(jiao)(jiao)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)、橡(xiang)膠(jiao)(jiao)硫化工(gong)(gong)藝(yi)、電纜(lan)的(de)(de)結構(gou)、護套(tao)(tao)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)配方以及生產環境等諸多因素有關(guan)。

    二十世紀五六十年(nian)代，我國國內(nei)大(da)(da)多數廠家(jia)均使(shi)用普(pu)通銅(tong)桿(銅(tong)含量為99.99，均為有氧銅(tong)桿)，生產方法(fa)都是銅(tong)錠加熱后經多道壓延后制得黑色銅(tong)桿，在大(da)(da)、中(zhong)(zhong)、小拉后將銅(tong)桿制成(cheng)比較細(xi)的銅(tong)絲。因(yin)為銅(tong)本身并非(fei)是無氧銅(tong)，在加工(gong)過程中(zhong)(zhong)銅(tong)絲表(biao)面難免會發生氧化(hua)。

    二十世紀八十年代，我國引進的先進無氧銅桿生產技術，以及國內自行研發的無氧銅桿工藝，使整個電線電纜行(xing)業開(kai)始使用(yong)無氧銅桿，大大地改善了銅絲發黑的問(wen)題。但由于對銅桿的加工(gong)(gong)，特別是韌煉(lian)工(gong)(gong)藝的掌握以(yi)及加工(gong)(gong)后銅線芯存(cun)放條件(jian)惡劣，使銅線芯表面發生輕微的氧化。

    二十世紀五十年代，橡膠絕緣(yuan)(yuan)均采用(yong)(yong)(yong)天然(ran)膠和(he)丁苯膠并用(yong)(yong)(yong)配(pei)方。由(you)于絕緣(yuan)(yuan)橡皮(pi)(pi)直(zhi)接與銅線(xian)接觸，不(bu)能直(zhi)接使(shi)用(yong)(yong)(yong)硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)(huang)作硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)，即使(shi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)很少(shao)的(de)硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)(huang)也會使(shi)銅線(xian)發黑，所(suo)以不(bu)得不(bu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)一些能夠分解出游離(li)硫(liu)(liu)(liu)的(de)化(hua)合(he)物，如促(cu)進劑(ji)(ji)TMTD、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)VA-7，同時還(huan)要(yao)配(pei)合(he)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)促(cu)進劑(ji)(ji)來提(ti)高硫(liu)(liu)(liu)化(hua)速(su)度(du)和(he)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)程度(du)，確保絕緣(yuan)(yuan)橡皮(pi)(pi)的(de)物理機械性(xing)(xing)能和(he)電氣性(xing)(xing)能。但從絕緣(yuan)(yuan)橡皮(pi)(pi)的(de)彈性(xing)(xing)和(he)變形性(xing)(xing)能角(jiao)度(du)來說，加(jia)有硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)(huang)的(de)橡皮(pi)(pi)是好的(de)(暫且(qie)不(bu)考慮銅絲發黑)。

   實踐證明：TMTD無法解決(jue)銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑(hei)(hei)問(wen)題(ti)。同時(shi)，絕緣(yuan)橡皮(pi)會有(you)各種顏色(se)，其(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅、藍、黃、綠、黑(hei)(hei)是(shi)基本(ben)顏色(se)，這(zhe)些(xie)(xie)顏色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出現(xian)會促(cu)(cu)使橡皮(pi)發(fa)粘和銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑(hei)(hei)。配(pei)方中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要填(tian)充劑(ji)是(shi)輕(qing)質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)和滑石(shi)粉，但受價格因素影響(xiang)，一些(xie)(xie)廠家為了(le)降低成本(ben)，使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)低價碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)和滑石(shi)粉。這(zhe)些(xie)(xie)填(tian)充劑(ji)粒(li)子粗(cu)、游(you)離(li)堿的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)大(da)、雜質(zhi)多(duo)，所以物理機(ji)械性能(neng)比較差(cha)，電性能(neng)不(bu)(bu)好，還容易(yi)造(zao)成銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑(hei)(hei)。一些(xie)(xie)廠商用(yong)活(huo)(huo)性超(chao)細(xi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)來提高(gao)絕緣(yuan)橡皮(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理機(ji)械性能(neng)，而活(huo)(huo)性鈣(gai)多(duo)數是(shi)用(yong)硬脂酸(suan)(suan)(suan)來處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)種酸(suan)(suan)(suan)也是(shi)促(cu)(cu)使銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑(hei)(hei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因。硫化劑(ji)VA-7的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)，可(ke)以改善銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑(hei)(hei)，但由于硫化程(cheng)度不(bu)(bu)夠，橡皮(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變形大(da)，會造(zao)成橡皮(pi)發(fa)粘。特別是(shi)加入促(cu)(cu)進劑(ji)ZDC以后(hou)，提高(gao)了(le)硫化速度，為了(le)防止(zhi)焦(jiao)燒(shao)(shao)，還要加入促(cu)(cu)進劑(ji)DM來延緩焦(jiao)燒(shao)(shao)時(shi)間。從(cong)促(cu)(cu)進劑(ji)ZDC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構看，是(shi)在(zai)TETD結構中兩個相連(lian)接的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫中間接上一個金屬(shu)鋅。

   銅的(de)(de)催化(hua)(hua)、老(lao)化(hua)(hua)是(shi)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)發粘(zhan)的(de)(de)重(zhong)要原因。前蘇聯(lian)電纜科(ke)學研究院試驗證明：在(zai)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)過程中(zhong)，銅從與橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)接觸處滲入到絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)，1.0-2.0mm厚度的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)含銅0.009-0.0027。眾(zhong)所周知，即(ji)使(shi)微量銅也會對(dui)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)產生極(ji)大的(de)(de)破(po)壞(huai)作(zuo)用，這就是(shi)我們通常說的(de)(de)重(zhong)金屬對(dui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)催化(hua)(hua)、老(lao)化(hua)(hua)。在(zai)絕(jue)緣(yuan)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)過程中(zhong)，秋蘭姆析出(chu)若干游離硫(liu)(liu)與銅反應(ying)，形(xing)成活性含銅基(ji)團。在(zai)老(lao)化(hua)(hua)時，較弱(ruo)的(de)(de)-S-S-鍵(jian)斷裂，形(xing)成活性含銅基(ji)Cu-S-。這一低(di)分子鏈的(de)(de)組合與橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)作(zuo)用的(de)(de)同時還(huan)與氧發生反應(ying)，破(po)壞(huai)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)長(chang)鍵(jian)分子，使(shi)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)變軟變粘(zhan)。法國橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研究院在(zai)研究發粘(zhan)重(zhong)現問題時指出(chu)：如果橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)含有有害的(de)(de)金屬，如銅、錳等重(zhong)金屬鹽類，那么(me)不管(guan)使(shi)用哪一種促(cu)進劑，都會發生橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)發粘(zhan)現象。

   針(zhen)對(dui)橡套(tao)電纜中(zhong)(zhong)硫磺向絕緣橡皮(pi)和銅線(xian)表面(mian)滲透的原(yuan)因探(tan)討，前蘇聯科(ke)學家曾應用(yong)放射性同(tong)位素(su)證實了(le)電纜護套(tao)橡膠中(zhong)(zhong)硫擴散的可(ke)能(neng)性。以天然橡膠為基的硫化(hua)(hua)(hua)膠中(zhong)(zhong)，在(zai)(zai)130-150℃的溫度(du)下，游離(li)硫的擴散系數約為10-6cm2/s。而在(zai)(zai)連續硫化(hua)(hua)(hua)的生(sheng)產(chan)車間(jian)(jian)內，硫化(hua)(hua)(hua)護套(tao)橡膠時溫度(du)保持在(zai)(zai)185-200℃之(zhi)間(jian)(jian)，使(shi)得硫擴散系數更大。

   橡(xiang)套游離硫(liu)(liu)的(de)擴散，改(gai)(gai)變了秋蘭姆橡(xiang)膠的(de)結(jie)(jie)構，可能形成多硫(liu)(liu)鍵。這些多硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物通(tong)過化(hua)學(xue)(xue)分解和化(hua)合(he)實現遷移，即"化(hua)學(xue)(xue)擴散"，不僅(jin)改(gai)(gai)變了絕緣橡(xiang)皮的(de)結(jie)(jie)構，降低(di)其耐(nai)熱性，而且與銅(tong)表面(mian)發生反應，形成硫(liu)(liu)化(hua)銅(tong)、硫(liu)(liu)化(hua)亞(ya)銅(tong)，導致(zhi)(zhi)銅(tong)線發黑(hei)。同時，硫(liu)(liu)化(hua)銅(tong)和硫(liu)(liu)化(hua)亞(ya)銅(tong)也加(jia)速(su)了橡(xiang)膠的(de)老化(hua)，導致(zhi)(zhi)橡(xiang)膠發粘。

   橡(xiang)(xiang)料加工(gong)工(gong)藝的(de)(de)好壞，主(zhu)要取決于天然(ran)膠(jiao)(jiao)和丁(ding)苯(ben)膠(jiao)(jiao)并用為基(ji)礎的(de)(de)絕緣(yuan)配方。其中(zhong)，天然(ran)膠(jiao)(jiao)需要通過塑(su)(su)(su)煉來(lai)提(ti)高(gao)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)可(ke)塑(su)(su)(su)性。有(you)些上(shang)(shang)了(le)規模的(de)(de)企業為了(le)保(bao)證產量(liang)，在(zai)(zai)(zai)使用密煉機塑(su)(su)(su)煉的(de)(de)同時(shi)還會加入少量(liang)的(de)(de)化(hua)學增塑(su)(su)(su)劑(ji)(ji)(促(cu)(cu)進劑(ji)(ji)M)來(lai)提(ti)高(gao)塑(su)(su)(su)性。但是(shi)如果沒有(you)控制好塑(su)(su)(su)煉溫度和生膠(jiao)(jiao)濾橡(xiang)(xiang)時(shi)的(de)(de)溫度，出現140℃以上(shang)(shang)的(de)(de)高(gao)溫情(qing)況(kuang)時(shi)，當生膠(jiao)(jiao)在(zai)(zai)(zai)開煉機上(shang)(shang)緩慢通過滾筒(tong)，而上(shang)(shang)面的(de)(de)積膠(jiao)(jiao)由于受(shou)到熱氧和促(cu)(cu)進劑(ji)(ji)M的(de)(de)同時(shi)作用，就會發現橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)表面好像涂了(le)一層油，實際上(shang)(shang)是(shi)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)(zai)化(hua)學增塑(su)(su)(su)劑(ji)(ji)的(de)(de)促(cu)(cu)進下嚴重斷(duan)鏈，從而產生比(bi)較(jiao)軟(ruan)粘(zhan)的(de)(de)較(jiao)小(xiao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)量(liang)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這些較(jiao)小(xiao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)量(liang)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)雖然(ran)在(zai)(zai)(zai)工(gong)藝后(hou)期(qi)會與丁(ding)苯(ben)膠(jiao)(jiao)并用混(hun)煉出絕緣(yuan)橡(xiang)(xiang)料，均(jun)勻地分(fen)(fen)(fen)散在(zai)(zai)(zai)膠(jiao)(jiao)料中(zhong)。膠(jiao)(jiao)料擠(ji)包在(zai)(zai)(zai)銅絲(si)上(shang)(shang)進行連續(xu)硫化(hua)后(hou)，肉眼無法看出任何問題，但已經為橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)粘(zhan)銅絲(si)埋下了(le)隱患，也就是(shi)說，這些小(xiao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)量(liang)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)將(jiang)首先(xian)出現局部(bu)粘(zhan)銅絲(si)現象。

   絕緣(yuan)橡(xiang)(xiang)皮加硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)和(he)促進劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)工藝(yi)也十分重要。一些(xie)小作(zuo)坊企(qi)業(ye)在開煉機上加硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)，就是將裝有硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)罐(guan)子(zi)倒入滾筒的(de)(de)中部，這無(wu)疑(yi)地(di)導致了硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)中間多(duo)，兩邊(bian)少。當(dang)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)滲(shen)入橡(xiang)(xiang)皮中，翻(fan)三角的(de)(de)次數較少，會(hui)(hui)使硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)在橡(xiang)(xiang)料(liao)中分布不(bu)均勻。這樣在擠包連續硫(liu)(liu)(liu)(liu)化時，含硫(liu)(liu)(liu)(liu)化劑(ji)(ji)(ji)比(bi)較多(duo)的(de)(de)地(di)方很容(rong)易(yi)出現銅絲(si)(si)發黑現象。時間一長，在發黑的(de)(de)地(di)方還會(hui)(hui)出現橡(xiang)(xiang)皮粘銅絲(si)(si)的(de)(de)現象。

絕緣橡皮(pi)硫化原因分析

   一些企(qi)業為了(le)(le)追求產量，連續(xu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)管(guan)只(zhi)(zhi)有(you)(you)60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa，而(er)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)速度(du)要開到(dao)120米/分，這(zhe)樣絕緣橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)在管(guan)中的(de)(de)(de)(de)停(ting)留(liu)時(shi)間只(zhi)(zhi)有(you)(you)30秒。橡(xiang)(xiang)(xiang)皮本身是熱的(de)(de)(de)(de)不良導體(ti)，絕緣線(xian)(xian)芯(xin)表面溫度(du)大(da)于190℃，當溫度(du)傳熱到(dao)與銅線(xian)(xian)接(jie)觸(chu)的(de)(de)(de)(de)里層橡(xiang)(xiang)(xiang)皮時(shi)，又(you)被銅線(xian)(xian)吸熱，銅線(xian)(xian)升溫到(dao)與里層橡(xiang)(xiang)(xiang)皮溫度(du)接(jie)近時(shi)，硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)皮電線(xian)(xian)芯(xin)已經出(chu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)管(guan)了(le)(le)。這(zhe)樣里層橡(xiang)(xiang)(xiang)皮溫度(du)比較(jiao)低，大(da)約為170℃，停(ting)留(liu)只(zhi)(zhi)有(you)(you)幾秒鐘(zhong)就出(chu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)管(guan)，進入冷卻和收線(xian)(xian)，絕緣橡(xiang)(xiang)(xiang)皮就會硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)不足(zu)。為了(le)(le)達到(dao)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)，促進劑TMTD的(de)(de)(de)(de)用(yong)量(作硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)劑用(yong))高(gao)達3.4。但過量的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)劑在硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)過程中放出(chu)的(de)(de)(de)(de)游(you)離(li)(li)硫(liu)(liu)(liu)(liu)也(ye)多，除供(gong)交聯橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)分子外(wai)，還有(you)(you)多余(yu)的(de)(de)(de)(de)游(you)離(li)(li)硫(liu)(liu)(liu)(liu)，從而(er)又(you)成(cheng)為促使銅線(xian)(xian)表面發黑的(de)(de)(de)(de)間接(jie)原因。

   總之，解決銅線發黑的(de)問題難度很(hen)大，從銅絲到橡皮(pi)的(de)每一(yi)道工序都(dou)要(yao)認真對(dui)待，才能取得較好的(de)效果。尤其是要(yao)注重(zhong)膠種選擇和硫化體系的(de)采用。