[发明专利]皮/泡沫/皮物理发泡电缆及其制作工艺

说明书

本发明属通信电缆及其制造方法。

随着社会生产力的提高，通信事业得到了迅猛的发展，电话装机数的不断增加，邮电通信部门面临如何充分利用现有管道而增加电缆容量的问题，采用绝缘层物理发泡是解决这一问题的有效办法。人们希望能在不增加外径的条件下增大单根电缆容量，其途径之一是：减小导体线径，导体线径0.4mm减小到0.32mm，但衰减也将有较大的增加，限制了用户线长度；其途径之二是：导体线径不变，通过绝缘层或一部份绝缘层发泡，减少其介电常数，在电缆工作电容要求不变时，可以减小绝缘层的厚度，来减小绝缘单线外径，从而在相同直径的电缆中可以容纳更多的对数。国内只有泡沫芯皮绝缘，发泡方法采用化学发泡。

本发明的目的是研制出一种采用物理发泡层，减薄绝缘层厚度，具有容量大，外径小，成本低的通信电缆。

本发明电缆的结构为在铜导体1，表面上覆盖一层厚10μm的实心内皮2，中间层为发泡层3，厚度为65μm，最外层为表皮实心层4，厚度为45～50μm。内层实心内皮先用低密度聚乙烯(LDPE)，其熔融指数为0.7g/10min，其作用是增加绝缘与导体的粘着力和提高绝缘层的气密性，这一层应尽量薄一点，以减小它对绝缘介电常数的影响。中间层发泡层材料是一种高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物，LDPE的数目为33％，外加2％的成核剂。其中HDPE起关键作用，它的特性影响发泡过程，LDPE的主要作用是在高结晶度的高熔融指数时帮助喂料。在物理发泡时较好的HDPE应具有：密度大于0.960g/cm³，熔融指数在7～8g/10min，高结晶度，非常窄的分子量分布。成核剂的作用是帮助氮气注射在溶解的聚合物时形成均匀的气泡。物理发泡的最大发泡度达到70％。外层表皮实心层采用高密度聚乙烯HDPE，其熔融指数为0.7g/10min，加入20％量的色母粒。

HYPA皮/泡沫/皮物理发泡电缆的制造工艺，其关键在于前道绝缘单线工艺，其次是后道张力，成缆外径的确定。其单线工艺流程如下：

一、拉丝：

φ2.5mm铜丝进线，经17道模子拉成规格为0.4mm的铜丝，延伸率为24％，出线模为0.406mm，铜拔丝油的深度为3-5％，拉比油温度不超过60℃。

二、韧炼：

经拉丝出来的铜丝进行连续韧炼，以便能退火均匀，韧炼电压150-160V，韧炼电流为50-60A。

三、预热：

预热为了减小塑料层对铜丝的温差，增加他们的粘附力，预热温度为100℃。

四、挤制皮/泡沫/皮三层绝缘

1、为克服以往皮/泡沫/皮绝缘气密性不好的问题，特在铜丝和发泡层之间加了一层10μm厚的实心内皮，即可用低密度聚乙烯(LDPE)，也可用高密度聚乙烯(HDPE)。

1.1内皮挤塑机各段的温度参数(℃)

Z₁   Z₂   Z₃   H₁   H₂

150   200   220   230   230

1.2内皮挤塑机螺杆直径为30mm，机头压力为450-600bar，超过550bar得更换过滤网，螺杆转速要和线速度相协调。

2、外皮也为实心皮，采用HDPE，增加机械强度和介电强度，厚为45-50μm。

2.1外皮挤塑机各段温度参数(℃)

Z₁   Z₂   Z₃    Z₄    H₁   H₂   H₃  H₄

150   200   220    240    250    260    250   30

2.2外皮挤塑机螺杆直径为45mm，机头压力为500bar，超过600bar得更换过滤网，螺杆转速要和线速度相协调。

2.3颜色只加在这一层，大大减少了其色母粒的用量，配比一般按螺杆速的比例进行配比，黑色一般为20‰，其余在30-45‰。

3、泡沫层采用物理发泡，即借助压力把N₂均匀的溶于高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)熔融混合物中，高密度聚乙烯(HDPE)起主导作用，低密度聚乙烯(LDPE)的主要作用是在高结晶度的高熔融指数时帮助喂料，也有利于泡孔的稳定，发泡气体采用N₂，其优越性在于对其高聚物的渗透性很小，有利于生成均匀的泡泡孔，并且不易燃烧。