氟塑料电缆生产及其应用
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氟塑料电缆简介氟塑料电缆,英文名:Fluoroplastics Cable,用来专指以氟塑料为外套的电线电缆。
氟塑料电缆具有优良的耐候性、耐热性,摩擦系数较小,化学性能稳定,具有较好的电绝缘性能。
因此氟塑料电缆在石油、冶金、化工、电力、航天等环境恶劣的行业有着重要用途。
在电线电缆的生产中,常用的氟塑料有聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物等,用以制造各种耐热、耐高温绝缘电线、测(油)井电缆、地质探测电缆、加热电缆,F级和H级电机引接线,耐辐照电线,电磁线,射频同轴电缆,煤矿用阻燃电缆的A型电缆等。
氟塑料电缆的特性氟塑料拥有高度的化学稳定性和耐化学腐蚀性能,耐火、耐高温、阻燃等特性,因此在电线电缆行业有着广泛的应用,特种电缆如:耐高温电缆、阻燃电缆、耐腐蚀电缆等大都采用氟塑料做为护套外层。
氟塑料电线电缆拥有的特性如下:1、阻燃:氟塑料的氧指数高,燃烧时火焰扩散范围小,产生的烟雾量少。
用其制作的电缆适合对阻燃性要求严格的地方,例如计算机网络、地铁、车辆、高层建筑等公共场合,一旦发生火灾,人们可以有一定的时间疏离,而不被浓烟熏倒,争取到宝贵的救援时间。
2、电气性能优异:相对于聚乙烯而言,氟塑料的介电常数更低,因此,与同结构的同轴电缆相比较,氟塑料电缆的衰减更小,更适合于高频信号传输,当今电缆的使用频率越来越高已经成为潮流,同时又由于氟塑料能耐高温,所以常用作传输通信设备的内部接线、无线发射馈线与发射机之间的跳线和视频音频线。
此外,氟塑料电缆的介电强度、绝缘电阻好,适合作重要仪表仪器的控制电缆。
3、耐高温:氟塑料有着超乎寻常的热稳定性,使得氟塑料电缆能适应150~200度的高温环境,而常见的聚乙烯、聚氯乙烯电缆只适用于70~90度的工作环境。
另外,在同等截面导体的条件下,氟塑料电缆可以传输更大的许用电流,这就大大提高了电缆的使用范围,由于这种独特的性能,氟塑料电缆常用于飞机、舰艇、高温炉以及电子设备的内部布线、引接线等。
电线电缆用聚四氟乙烯(PTFE)材料种类与用途
聚四氟乙烯简称PTFE或TFE,是一种工程材料。
它具优异的化学稳定性,高的电绝缘性,突出的表面不粘性,良好的润滑以及耐大气老化性能。
而其优异性能是其他各种工程塑料所不可比拟的;它的广泛的频率范围及高低温使用范围。
聚四氟乙烯的种类及用途
聚四氟乙烯按聚合方法的不同,分为悬浮聚四氟乙烯和分散聚四氟乙烯两大类.
悬浮聚四氟乙烯树脂系白色粉末,颗粒较大,经适当的后处理,可得到不同颗粒度的粉末。
这种粉状树脂用于模压。
压延加工成型,而不直接用于电线电缆的生产。
用于电线电缆绝缘时,应将悬浮聚四氟乙烯模压,烧结成圆柱型坯料,再在车床上车削成聚四氟乙烯薄膜。
这种薄膜又称熟料带,供电线电缆绕包绝缘用。
分散聚四氟乙烯又分为粉末和浓缩分散液两种型态。
其中:粉状分散树脂在加入一定量的助剂(如石油醚)及填料(如石英粉)经混合后,专供推压成型,适用于电线电缆等薄壁制品的推压加工,在目前电线生产中应用较多:也可将粉状分散树脂推压成型,然后滚压成薄膜(又称生料带)供细线径电线绝缘或电线护套绕包用。
聚四氟乙烯浓缩分散液主要供浸渍多孔材料(如石棉,玻璃,纤维编织)及粉末冶金法制成的金属轴承的表面涂层用。
聚四氟乙烯绝缘电磁线及耐高温电线的玻璃纤维编织层就是聚四氟乙烯浓缩液涂制用的。
氟塑料电缆耐温范围一、氟塑料电缆的定义氟塑料电缆,简称FEP电缆,是一种使用氟乙烯聚合物(FEP)作为绝缘材料的电缆。
FEP是一种独特的氟化合物,具有优异的电气性能和化学稳定性,广泛应用于高温环境下的电气设备和电子器件。
二、氟塑料电缆的特点1. 耐高温性能:氟塑料电缆具有出色的耐高温性能,能够在极端高温环境下长时间稳定运行,通常耐温范围可达-200℃至+200℃。
2. 优异的电气性能:氟塑料电缆具有低介电常数和低介质损耗,对电信号传输具有良好的保护和传导效果。
3. 良好的化学稳定性:氟塑料电缆对酸碱、有机溶剂、氧化剂等化学物质具有较高的抗腐蚀性能,能够在严酷的化学环境中稳定运行。
4. 耐磨性和耐磨损性:氟塑料电缆具有较高的表面硬度和耐磨损性,能够抵御机械摩擦和磨损,延长使用寿命。
三、氟塑料电缆的耐温范围氟塑料电缆的耐温范围是指其可以安全运行的温度范围。
一般来说,氟塑料电缆的耐温范围可分为两个方面:导体耐温和绝缘耐温。
1. 导体耐温导体耐温是指氟塑料电缆导体所能承受的最高温度。
一般情况下,氟塑料电缆的导体耐温可达到200℃,甚至更高。
这是由于氟塑料材料具有优异的高温性能,能够在高温下保持导电性能和机械强度。
2. 绝缘耐温绝缘耐温是指氟塑料电缆绝缘材料所能承受的最高温度。
根据不同的氟塑料材料,其绝缘耐温范围可以在-200℃至+200℃之间。
其中,聚四氟乙烯(PTFE)绝缘的氟塑料电缆耐温范围通常为-200℃至+260℃,氟乙烯聚合物(FEP)绝缘的氟塑料电缆耐温范围为-200℃至+200℃,氟化乙烯丙烯(PFA)绝缘的氟塑料电缆耐温范围为-200℃至+260℃。
四、氟塑料电缆的应用由于氟塑料电缆具有优异的耐温性能,广泛应用于各个领域。
以下是一些典型的应用场景:1. 高温环境下的电气设备:氟塑料电缆可用于高温炉、热处理设备、熔炉、玻璃工业等高温环境下的电气设备。
2. 航空航天领域:氟塑料电缆可用于飞机、航天器、导弹等高温环境下的电气传输和控制系统。
氟塑料电缆挤出工艺及其发展用作氟塑料绝缘电线的绝缘材料主要有聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯FEP以及其它氟塑料,根据不同氟塑料的加工特点,一般采用以下三种加工工艺。
热挤工艺当挤出机内部机筒温度达到350°C-390°C左右时,把F46氟塑料加入料斗,利用螺杆旋转的推力,通过成型模具均匀连续的包覆在导电线芯上,冷却后定型。
此方法用Φ30、Φ60、Φ90等高温塑料挤出机,常生产F46型、F40型等氟塑料绝缘产品。
推挤工艺把粉状的聚四氟乙烯塑料预压成筒型,放人机筒,利用活塞推力,通过成型模具均匀连续的包覆在导电线芯上,然后进行380。
C的高温烧结,冷却后定型。
此方法用F4推压机,生产F4(PTFE)型产品。
绕包工艺用切成一定宽度的聚四氟乙烯薄膜带绕包到线芯上,然后进行烧结定型。
此方法用绕包机及烧结炉,通常生产AFR型、FSFB型等电线。
氟塑料挤出工艺的发展PTFE不能熔融挤出,必须通过薄膜绕包或糊状挤出来生产电线电缆,需使用专门设备,设备复杂,工艺流程长,且生产是间歇性的,生产速度也受限制。
因此开发可熔融挤出的氟塑料一直是高分子界的重大课题。
FEP是首先开发成功的可熔融挤出氟塑料。
它几乎保持了PTFE的所有优异性能,至今仍是除PTFE外使用最为广泛、用量最大的含氟塑料。
FEP 的连续使用温度为200℃,PFA的成功开发才真正有了可在250℃下使用的熔融挤出氟塑料,但价格昂贵。
ETFE、PVDF,在基本保持了PTFE的各种性能下,以他们比重小、强度大、耐辐照三大优势在含氟塑料中崭露头角,且在电线电缆中也获得了广泛应用。
氟塑料挤出设备除PVDF允许用一般挤出机挤出电线外,其他各种氟塑料都要用高温挤出机生产电线电缆。
熔融氟树脂用高温挤出机的要求:有足够的加热功率,确保高温(例如450 ℃左右)条件下树脂能够熔融挤出;与熔体接触的部件:螺杆、螺膛、机头及其组件、模具等,都要用高温耐腐蚀合金,如镍基合金(包括国内的新三号钢),主要是由于挤出过程中可能产生的HF等含氟气体具有很强的腐蚀性。
聚全氟乙丙烯(FEP)绝缘电缆制造和应用含氟塑料与其他塑料相比,具有更优异的耐高低温、耐腐蚀、耐侯性、电气绝缘性、不吸收水及低的摩擦系数等等特性,因此它已经成为现代尖端科学技术、军工生产和各工业领域所不能缺少的新型塑料之一。
目前在电线电缆工业中应用的氟塑料有:聚四氟乙烯(F-4)、聚全氟乙丙稀(F-46)、四氟乙烯和乙烯的共聚物(F-40)、三氟氯乙烯和乙烯的共聚物(F-30)、聚三氟氯乙烯(F-3)和聚偏二氟乙烯(F-2)等。
聚全氟乙丙烯(F-46),除使用温度比聚四氟乙烯约低50℃外,它几乎具有聚四氟乙烯的所有优良性能。
它在-85~205℃的使用温度范围内,具有优良的电气特性、优异的耐化学腐蚀性、特出的抗光热老化性能、不燃及较好的机械强度。
聚全氟乙丙烯(F-46)克服了聚四氟乙烯不能用塑料挤出机加工的缺点,它的加工性能好,可使用生产效率较高的螺杆挤出加工工艺的特点,促进了它的应用和发展。
一,聚全氟乙丙烯(F-46)的结构和性能聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯(CF2=CF- CF3)的共聚物,简称FEP或F-46。
聚全氟乙丙烯中的六氟丙烯(CF2=CF- CF3)是以嵌段方式进入聚合物骨架的,它的分子式结构为:—〔-(CF2-CF2)x—(CF2-CF)x-〕n2其中四氟乙烯约为82~83%(重量比),六氟丙稀为17~18%。
由于三氟甲基(- CF3)取代了部分氟原子,因而破坏了聚四氟乙烯的结晶性(F-46的结晶度为40〜50%;F-4的结晶度在55〜75%),分子链的长度也比四氟乙烯短,从而降低了粘度,使它能在挤出机上挤出加工,大大改善了工艺性,使它成为替代F-4材料,作为耐高温电线电缆的绝缘和护套材料而获得广泛应用。
聚全氟乙丙烯具有聚四氟乙烯相仿的优良电气绝缘性和化学稳定性,硬度和抗拉强度比聚四氟乙烯略有提高,而工艺性大为改善。
结晶相熔融温度(280℃)约比聚四氟乙烯低50℃左右,但它仍可长期使用于-85〜+204℃温度范围,并且在常温下比聚四氟乙烯有较好的抗冷流性,只是摩擦系数略低。
氟塑料加工与应用郑州工业大学马双林氟塑料是塑料的一个重要品类。
自1934年德国化学家聚合成功聚三氟乙烯,1938年美国化学家合成聚四氟乙烯以来,氟塑料的研制、生产、加工和应用得到了很大发展。
郑州工业大学氟塑项目组在氟塑料加工应用方面进行了有效的探索研究。
国内聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯与乙烯的共聚物等具有不同性能、加工特性和用途的氟塑料不断出现,并相继投入工业化生产。
氟塑料具有优异的介电性能和耐化学腐蚀、耐高低温、不吸水、不粘、低摩擦系数等性能。
聚四氟乙烯有“塑料王”之称。
虽然和其它通用塑料相比,氟塑料价格较昂贵,加工较困难,但由于它的独特性能,目前已被广发地应用于航空】宇航、原子能、电子、电气、化工、机械、建筑、轻纺、医药等工业部门,并日益深入到人门的日常生活中。
我国在氟塑料的研制、加工和应用方面取得了较大的进展。
本文结合目前我国氟塑料研究的成果,着重当前处于实用阶段的氟塑料品种的应用和较为特殊的成型加工工艺作比较详细的阐述。
着重介绍聚四氟乙烯性能、成型加工工艺和应用以及安全技术问题。
一、聚四氟乙烯成型加工工艺聚四氟乙烯的熔点为327℃,它的熔融粘度很大,在熔融状态下仍保持着原来的形状。
另外,聚合物对于无定形状态下剪切很敏感,容易产生溶体破裂。
因此,聚四氟乙烯不能采用熔融挤压、注射成型等常规的热塑性塑料成型工艺,只能采用类似粉末冶金的方法成型,这些方法基本上由预成型、烧结、冷却三步组成。
即在室温下使聚四氟乙烯形成密实的预成型品、加热到熔点以上,使其由结晶相转变为无定形相,形成密集、连续、透明的弹性体,再通过降温转变为结晶相的过程。
冷的模压成型、挤压成型和液压成型都属此类工艺的范畴。
此外还有分散液加工和二次加工等成型工艺。
1、模压成型模压成型(又称压缩成型)就是将聚四氟乙烯树脂填入金属模具的模腔中加压,将其压制成预成型品,然后放入烧结炉中烧结,再加以冷却,得到聚四氟乙烯模压制品。
一、前言
氟塑料是对各种含氟聚合物的总称。
是指含有氟原子的单体自聚或者与其他不含氟的材料共聚而成的聚合物。
由于氟塑料有着优异的电气性能,热稳定性能和机械物理性能,因此适合用作电线电缆。
为了便于大家能进一步对氟塑料电缆有所了解,对今后的工作有所帮助,现将氟塑料电缆及其市场应用情况作简略介绍。
二、氟塑料电缆的特点
相对于常见的聚乙烯聚氯乙烯电缆而言,氟塑料电缆有着如下突出的特点:
1、耐高温氟塑料有着超乎寻常的热稳定性,使得氟塑料电缆能适应150~200度的高温环境,而常见的聚乙烯、聚氯乙烯电缆只适用于70~90度的工作环境。
另外,在同等截面导体的条件下,氟塑料电缆可以传输更大的许用电流,这就大大提高了电缆的使用范围,由于这种独特的性能,氟塑料电缆常用于飞机、舰艇、高温炉以及电子设备的内部布线、引接线等。
2、阻燃性好氟塑料的氧指数高,燃烧时火焰扩散范围小,产生的烟雾量少。
用其制作的电缆适合对阻燃性要求严格的地方,例如计算机网络、地铁、车辆、高层建筑等公共场合,一旦发生火灾,人们可以有一定的时间疏离,而不被浓烟熏倒,争取到宝贵的救援时间。
3、电气性能优异相对于聚乙烯而言,氟塑料的介电常数更低,因此,与同结构的同轴电缆相比较,氟塑料电缆的衰减更小,更适合于高频信号传输,当今电缆的使用频率越来越高已经成为潮流,同时又由于氟塑料能耐高温,所以常用作传输通信设备的内部接线、无线发射馈线与发射机之间的跳线和视频音频线。
此外,氟塑料电缆的介电强度、绝缘电阻好,适合作重要仪表仪器的控制电缆。
4、机械化学性能完美氟塑料的化学键能高,具有高度的稳定性,几乎不受温度变化的影响,有着优良的耐气候老化性能和机械强度;而且不受各种酸、碱和有机溶剂物影响,因此适用于环境气候变化大、有腐蚀性场合,如石化、炼油、油井仪器控制等。
5、利于焊接连线在电子仪器中,有不少接线是采用焊接方法进行连接,由于一般塑料的熔融温度低,在高温时容易融化,需要熟练的焊接技术,而有些焊点必须要有一定的焊接时间,这也成为氟塑料电缆受到欢迎的原因,如通信设备和电子仪器的内部接线。
6、氟塑料原料的价格高、电缆生产难度大,因此生产成本高,销售价格自然也高,这也限制了产品的应用,然而,也正因为如此,使得竞争厂家少,需要使用氟塑料电缆的客户也就不会过于的计较价格因素了。
三、氟塑料电缆的种类和用途
有多种氟塑料可用作电缆绝缘。
根据目前市场情况,常见的氟塑料电缆是氟-46(FEP)电缆。
氟-46是聚全氟乙丙烯的简称,又称为FEP,是一种性能优异的氟塑料,最高连续工作温度可达200度,短时间使用温度可达260度,氧指数大于95 ,几乎不燃,而且介电常数小,介质损耗角正切低,电性能在相当宽的温度变化范围内几乎没有变化,而且它可以用类似聚乙烯挤出的方法来制作电缆,所以深受各方面的欢迎。
氟塑料电缆可以制成实芯绝缘两种形式,其中物理发泡氟塑料电缆在国外已有生产和使用,在国内尚在研制过程中,平时我们所说的氟塑料电缆通常指实芯氟塑料电缆。
氟塑料电缆有三种常见形式:单芯电缆、同轴电缆、多芯电缆
1、单芯电缆或者称作高温电线,其结构是内导体为单根或多股铜线(镀锡铜线),导体外径为0.4~2.0MM,绝缘为氟塑料,绝缘层厚度在0.3~0.5MM,常用作航空导线、电子和电气设备布线以及特殊场合的照明线。
2、同轴电缆内导体为单根或多股铜引(镀锡铜银铜线),直径为1.25~1.6MM,有三种绝缘形式:A、氟塑料绝缘,厚度为0.5~0.7MM,B、氟塑料发泡绝缘,厚度为2.5~3.0MM,C、氟塑料与聚乙烯组合绝缘,即内层用氟塑料绝缘,外层用聚乙烯绝缘,其中氟塑料的厚度为0.04~0.07MM。
值得一提的是,氟塑料与聚乙烯组合绝缘的同轴电缆综合了产品的使用性能和材料成本的优点,值得大力推广。
这类电缆常用作射频电缆和电子设备的连接线。
3、多芯电缆将单芯电线或同轴电缆绞合在一起,便于为多芯电缆。
其中有对绞的,也有非对绞的,分别用作工业计算机控制和自动化仪表仪器控制,对于特殊场合的五类、超五类电缆,数据传输、音频视频传输等,也采用这种氟塑料电缆。
应该指明的是,氟塑料电缆有不同的护套形式,通常在高温工作环境和特殊环境采用氟塑料护套,在只对电气性能有要求而环境温度一般时,则可用低烟卤阻燃PVC护套,这样可以大大降低生产成本,提高产品的市场竞争力。
四、市场运作方向
对于本厂市场信息而言,氟塑料电缆是现有产品的延伸。
由于这种电缆优异的高频介电性能和耐热阻燃性能,它可用于计算机局域网络和射频信号传输,我们可以在同客户的接触中,了解客户是否有这方面的需求。
按照美国的安全要求,采用PE或PVC绝缘的电缆安装于室内压通风层时,必须穿入金属管内敷设,而氟塑料电缆则可以直接安装,从而具有美观、安全、布线灵活等各种优点,这点可以在高档办公场所大显身手。
属于这些产品有配电线、电话线、数据传输线等等。
显然,电梯、火警控制电缆,更适合配用氟塑料电缆。
邮电部在1997年已制定了《数字局用射频同轴电缆》标准,该标准规定的电缆就是用氟塑料与聚乙烯组合绝缘,用作传输数字局内的布线,用于传输电话、数据、电视等通
信业务或采用类似技术的其它通信设备中,因此,通信设备厂家和电子设备厂家是我们市场工作的重点。
除了用作高温导线、油井测井电缆外,氟塑料电缆已在工业自动化控制中得到越来越多的应用,在冶金、石化、电站等高温环境,用氟塑料电缆是种很好的选择。
此外,氟塑料电缆因其阻燃且燃烧时烟量少,可以广泛用于高层建筑、地下商场、隧道、宾馆、医院内的一般布线。
可见,氟塑料电线电缆的市场是广阔的,相信在大家的共同努力下,能发掘出更多的市场亮点。