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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 化學化工區(qū) » 高分子 » 合成制備 » 光、電纜料生產中潔凈技術的應用
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youryanbing鐵桿木蟲 (著名寫手)
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光、電纜料生產中潔凈技術的應用 已有1人參與
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摘要：光纜、電纜的發(fā)展對于電纜料的要求也越來越高，同時對電纜料的質量要求也就越來越高，而要生產高質量的產品，其生產條件也必須提高。本文以事例說明凈化車間和潔凈生產工藝對光、電纜料生產的指導意義。 關鍵詞：光纜、電纜、原料、潔凈生產 隨著我國光、電纜行業(yè)的快速發(fā)展，電纜料的需求也越來越大。電纜料即電線電纜絕緣及護套用高分子材料的俗稱，其中包括了橡膠、聚氯乙烯、低煙無鹵，尼龍及一些特種高分子材料等，而其中又以聚氯乙烯、低煙無鹵居多。光、電纜料的生產大體可以分為幾種情況:一是石化行業(yè)企業(yè)生產，如國外的�？松�-美孚、陶氏、北歐化工等，國內的中石化所屬企業(yè)如燕山石化、齊魯石化、上海石化等，他們依靠自身的技術、規(guī)模優(yōu)勢，生產可以直接用于電纜加工的基體樹脂，主要用于絕緣料。一種是電纜廠自己生產電纜料，基本是以本企業(yè)自給自足為目的，且品種較為單一，以中低檔為主。另外一種就是專業(yè)的電纜料生產企業(yè)生產，這類企業(yè)類型眾多，從一兩臺設備的小廠，到技術先進的自動化生產線，生產的產品也根據(jù)客戶的不同要求，從低端的普通產品，到技術含量很高的品種都有，其中比較著名國外如普立萬、Alphagary、特諾爾愛佩斯、潘德娜等，國內有上海凱波、至正道化、江蘇領瑞、臨海亞東、銀禧、德威、萬馬高分子、中聯(lián)等。近幾年來，我國電纜料生產企業(yè)有了很大的發(fā)展，特別是一些民營企業(yè)，在生產規(guī)模、產品結構調整及新產品開發(fā)上順應市場需求，有很大的提高。雖然在高壓、超高壓電纜料和用于一些特殊要求的電纜料，依然被一些國際知名公司占據(jù)，但在其他電纜料方面，國內企業(yè)的產品在各項性能上已經達到、甚至超過他們，而且國內的產品更具有價格優(yōu)勢。 因為光、電纜要在不同的場合使用，既要保證能夠有效的傳輸電磁波、光波等，另外對使用環(huán)境具有一定的適應性，所以光、電纜料要滿足一定的電性能如電阻、介電性能等，又要有一定機械性能如抗張強度、伸長率、彎曲性、彈性、柔軟性、耐磨性及抗沖擊等，熱性能如耐高低溫，耐腐蝕性和耐候性如化學腐蝕、耐日光、耐寒、抗菌防霉、防蟲、抗輻射等性能。而為了以上性能或客戶的特殊要求，光、電纜料是多種不同材料加工而成的混合物，如各種樹脂、增塑劑、阻燃劑、填料、潤滑劑、抗氧劑、色粉等其中的數(shù)種。這些材料中有液體、有固體顆粒和粉末，有的不導電、有的導電如炭黑等。而光、電纜料的加工就是根據(jù)客戶對產品的不同要求，選擇上述合適的多種材料，進行混合、塑煉、擠出、造粒等工序制造而成。在加工過程中，如果密封不好、或因為摩擦、撞擊等，都會產生粉塵，這些粉塵彌漫到空氣中，就有可能對產品造成不良影響。如較大粉塵顆�；烊氘a品可能造成塑化不良、表面有顆粒、破皮開裂等，導電性的雜質混入會造成電擊穿、介電損耗增加等。 凈化車間和潔凈生產工藝是目前醫(yī)療、制藥、食品及電子行業(yè)廣泛應用的技術措施，在一些事關民眾安全健康的行業(yè)甚至是一個強制要求。凈化車間和潔凈生產工藝是要求把一定空間內的空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等有害物去除，并使生產操作場所內溫度、凈度、壓力、氣流速度與分布、照明、靜電保持在某一需求范圍內，并且無論外界空氣條件如何變化，其生產操作場所內潔凈度、溫濕度、壓力等維持原先設定條件。凈化車間和潔凈生產的要求因為所生產產品或操作條件的不同，根據(jù)單位空間內微粒子的數(shù)量，劃分為1及到10萬級（最新的2010版GMP把凈化車間分為ABCD等級別）【1】。國內根據(jù)實際情況，還把分出30萬級、百萬級。凈化車間和潔凈生產工藝在不同行業(yè)內的應用經驗證明，其對產品質量的控制具有很好的促進作用，其環(huán)境和質量控制方法、程序等對光、電纜料的生產也就很好的指導作用。 國內的光、電纜料生產在起步之初，類似與作坊式生產，從一些低檔、低壓的電纜護套開始生產，該類電纜料對環(huán)境沒有太大的要求，一臺設備，幾個民工，就可以生產。這類生產方式目前在國內許多小型電纜料廠家，仍然大量存在。筆者曾經到多家只有只有一、兩臺機的光、電纜料生產廠家調查過。有的PVC電纜料廠家在生產時，碳酸鈣、樹脂粉等在高混時飛的到處都是，高溫下增塑劑或分解的氯化氫氣體從高混鍋、擠出機、料斗出蒸騰而出，切粒時產生的碎屑在鼓風機的風力下從震動篩和料斗飛出。一些低煙無鹵電纜料廠雖然不使用液體增塑劑，但因為全部是固體投料，粉塵問題更為嚴重。在一些條件較差的廠家，他們沒有任何處理措施，再加上生產場所的限制，廠房低矮、通風較差，極端情況時甚至車間工作環(huán)境可以說是“暗無天日”。這樣的生產條件，不僅無法保證產品具有良好、穩(wěn)定的品質，而且對員工的身體健康也為不利。隨著電纜料生產廠家的發(fā)展，下游廠家對產品品質要求的提高，以及社會對EHS要求的提高，電纜料生產廠家對生產環(huán)境的認識也有了較大提高。一些電纜料生產廠家為了做大做強，提升產品品質和自身形象，也愿意拿出一部分資金來改善生產環(huán)境和提高工藝裝備。但目前絕大多數(shù)廠家的措施還在比較初級階段，如把高混鍋或密煉機間隔出來、或在其頂部裝上吸塵裝置、在鼓風機進風口裝上管道引到室外，或在料斗排風出接入尾氣處理裝置等。也有廠家引進自動化裝置，如配合自動上料、送料裝置和失重秤自動計量，配合BUSS機塑煉、造粒，改善冷卻方法，自動包裝，并配合凈化除塵系統(tǒng)，改善生產條件，保證產品的品質和員工的健康。而少數(shù)廠家為了生產出要求更高的中高壓絕緣料，已經按照凈化車間的標準指導生產。 為了更好的說明凈化車間和潔凈生產工藝對光、電纜料的生產的指導作用，結合在相關產品的開發(fā)、生產中的一些經驗教訓來進一步闡述。 對于許多小線徑的機車、通信線纜，客觀上要求以較高的生產速度，才能產生更好的經濟效益。如國外的小線徑汽車線生產速度達到2000米甚至以上，而國內的汽車線生產速度多在數(shù)百米之間，除了生產設備差異之外，電纜料的性能差異也是一個原因。特別是在電纜料生產時，基本不能做到較為徹底的除塵，如雜質混入電纜料原料中，雜質所在處就形成一個缺陷，在高速生產時，此處要收到較大的力和形變，就會產生破洞，甚至脫料。 江蘇領瑞新材料科技有限公司配合4G網絡中拉遠光纜的應用，開發(fā)一款高性能的低煙無鹵緊套料，用于生產其中的0.9mm緊套光纖，線徑非常小，壁也較薄，對低煙無鹵緊套料要求較高，目前國內只有該公司能生產使終端產品完全合格的低煙無鹵緊套料。如果用通常的生產方法，其加工速度只能達到150m/min左右，這是因為生產過程中中混入雜質，不僅會產生表面顆粒，而且會在進一步提高速度是產生斷料狀況，而且做出來的緊套光纖剝離力較差，拉遠光纜的衰減等性能也變差。采取密煉機間隔出來和頂部裝上吸塵裝置、在鼓風機進風口裝上管道引到室外、在料斗排風處接入尾氣處理裝置等后，生產的產品拉線加工速度可達到300 m/min、甚至350m/min。但必須對相關管道、設施進行定期的清理，否則客戶拉線生產幅度就會大幅度下降，即使如此還會在表面產生顆粒，脫料也增加。 而對于35KV、110KV及以上的中高壓絕緣料，如果要想得到合格的產品，就必須按照凈化車間的標準指導生產。萬馬高分子是國內第一家生產35千伏及以下中壓電纜絕緣料的廠家，據(jù)萬馬股份2012年一份公告中信息，萬馬高分子利用其開發(fā)的后吸法工藝，和國外設備供應商經過兩年多的技術交流，定制了整套高壓絕緣料后吸法生產設備，建立了全封閉凈化車間，于2009年和2010年建成了兩條萬噸級的后吸法生產線，并將其應用于35千伏及以下中壓電纜絕緣料的工業(yè)化生產。其授權專利【2】描述生產環(huán)境為：空氣壓力10-15N/m2,空氣中的雜塵粒子為0.5×108Nr/m3以下，溫度11-29℃，相對濕度85%以下，根據(jù)上述數(shù)據(jù)其生產條件應該為百萬級或更高要求。萬馬高分子在原有技術基礎上開發(fā)110KV高壓絕緣料，據(jù)其披露的信息，已經通過多家檢驗結構檢測，并開始提供客戶使用。在其技術人員發(fā)表的文章披露【3】，其一般區(qū)凈化度為3000級、上料區(qū)為1000千級、在線檢測區(qū)為1000級、包裝區(qū)為1000級、包裝口區(qū)為100級。 在當前相當數(shù)量光、電纜料生產廠家致力于相互壓價，陷入價格惡性競爭的情況下，光、電纜料生產中采取潔凈技術的提法似乎不合時宜。但低價格也就意味著低質量，當所謂PVC價格在6000多、所謂低煙無鹵價格在8000多甚至以下時，這些產品價格都已經低于常規(guī)產品的原材料成本，可以想象其質量如何？當用這些材料制成的產品進入各行各業(yè)、千家萬戶，各種隱患也就埋伏在我們日常生活中。凈化車間和潔凈生產工藝的各項要求，即使在某些光、電纜料產品中還用不著，但其指導思想相信對于光、電纜料的生產也有指導意義。 參考文獻 1． GB50073-2001潔凈廠房設計規(guī)范 2． CN102532638A高壓電纜用絕緣材料及制備方法 3． 國產110kVXLPE電纜料的研發(fā)和性能，電線電纜 2012 年 12 月 第六期 |
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