硅橡胶挤出产品加工工艺要点（二）

                                       7 口型和导引装置

   大多数通用挤出口型和导引装置都可用于硅橡胶挤出。实践证明唇口深度和口型孔径之比为1：1时较为有效。但是，在不影响挤出速度和最终产品质量的情况下。这一比例有些变化也无关紧要。口型唇口深度太浅会使控制挤出产品径向尺寸较为困难，因为不能平衡胶料流动和机头压力。而口型盾口尺寸太深会降低挤出速度或使机头背压过大，从而增加了摩擦生热和唇口区域的摩擦阻力。但是，在某些情况下，口型唇口深度比口型径向尺寸大时的确也有好处。在挤出生胶强度较高和介电能力较好的胶料时。如果选用唇口尺寸较深的口型就可以获得表面光滑，富有光泽而且较为密实的产品。当采用这一方法时，需要注意的是唇口深度方向的表面一定要非常光滑。以消除或减少摩擦阻力。

   常常被忽视的一个地方是口型唇口导入端和导线引导装置释放端之间的距离。即胶料空间。可以通过调整胶料空问来获得各种挤出效果。在大多数情况下，制造商希望挤出后的电线绝缘层和导线尽可能地靠紧。在不影响同心度的情况下可以通过采用最大胶料空间来产生这一效果。如果用户不要求将导线中的空隙全部填满，而是要求可以轻易将绝缘层从电线上剥下时，建议采用管芯口型工艺。在这种情况下，导线导引器不是象大多数热塑性挤出产品那样从口型前伸出，而是位于口型唇口区域的内部。另外，建议不要使硅橡胶挤出后下垂。如果下垂就会影响绝缘体或型材的密实度。挤出产品最终的电性能和机械性能也会受到影响。

                                               8 冷却

   当以较高的速度长时问连续挤出时，必须对设备进行冷却。螺杆旋转时的摩擦以及滤胶板处和挤出机头部产生的压力增高都是导致设备发热的原因。当采用CV硫化系统时，因为口型是直接暴露在压力蒸汽之中，所以需要对机头进行冷却。如果允许胶料的温度达到50～65℃，那么就很有可能产生焦烧或部分硫化。如有可能。最好将胶料温度控制在25-40℃。                                                          

   生胶强度较大、挤出机机筒较长、螺杆压缩比较大、滤胶网目数较大(即100目或大于100目时)，及口型唇口深度较深、口型径向尺寸较小等因素均可导致摩擦生热增加。当出于产品质量和成本方面的原因需要采用上述条件时，必须仔细斟酌选用，并且要对设备进行冷却。

   当考虑对现有设备进行改进或购买新设备时，需要计划将冷却装置设置在机筒、螺杆和机头部位。并不是在所有情况下都要用到这三个部位的所有冷却装置，但还是需要有可供选择的余地。

                                                9 硫化

   对于电线和电缆制遣商来说最常用的两种方法是CV硫化系统，以及HAV硫化系统。型材制造商主要采用HAV硫化体系。对这两种方法的选用主要取决于所制造的电线和电缆的尺寸，工作场地的大小，允许的成本以及挤出产品的总长度。HAV硫化体系需要的占地面积较小，因为HAV隧道的长度一般为2．5～9m，而CV硫化体系统隧道的长度可以达到75m。CV硫化系统安装费用较高，占地面积较大。CV硫化系统试车时的废料也较多，对于挤出小批量的大尺寸电缆需要着重考虑这一点。

   另一方面，当长期挤出相同产品，且需要将挤出速度考虑到成本中去时，CV硫化系统的优越性也就不言而喻了。CV系统的经济性使其试车时的废料无足轻重了。CV系统是高效率的硫化方法，因为这一系统采用直接传热方式，蒸汽压力要求达到1～17MPa。HAv系统的温度可以从15o～500℃，具体温度取决于隧道长度、导线规格、绝缘层厚度、型材的尺寸、硫化剂浓度、隧道中的空气循环量以及导线或体预热的有效性。HAV隧道中的循环热空气不但使传热均匀，而且也可以将硫化副产物从硫化环境中除去。最好经常对HAv系统排风。为了保证HAv系统的最佳效能，必须将隧道内沉积的二氧化硅和硫化副产物去除干净。如果允许这些沉积物积累就将影响挤出速度，还有可能由于热传导不充分而导致硫化不熟。去掉隧道中的沉积物是非常简便和有效的预防措施。

10 导线预热

   将需要包覆的导线预热有几种方法，视导线的种类而定。是否预热导线取决于硫化的方法以及对挤出产品经济性和挤出速度的要求。

   最常用的3种预热方法为：

(1)电阻预热法i

(2)燃气火焰预热法；

(3)烘箱预热法。

   在3种方法中最有效的一种可能就是电阻预热法，因为可以调节电流强度来补偿由于挤出速度不同引起的温度变化。这样便能有效地进行最佳的挤出操作控制。目前市场上的电阻预热器均是安装在设备内部的控制装置上，随着挤出速度的微小变化自动调节温度。

   开放型的燃气火焰预热法虽然在某些场合较为有效，但是存在开放火焰的危险，而且在导线表面容易形成氧化物和火焰副产物沉积。另外，燃气火焰方法易产生水汽，这在HAV硫化体系中是不允许的。

   但是，在某些情况下，电阻预热法和燃气火焰预热法都不能满足要求。对于大直径电缆或用螺旋形纤维缠绕的复舍导线。必须采用烘箱预热。在这种情况下，将导线的绕线轴放入烘箱中，经过约12h或更长时问预热，以确保绕线轴完全预热，并除去可能夹入的水份。

当采用CV硫化系统时，导线的预热就不那么重要了。但是，当采用HAV系统时，预热是必不可少的一步。当达到硫化温度时，夹入包覆导线中的水份就变为蒸汽。这就会引起电线起泡，如果情况严重还可能产生硫化不熟。在蒸汽硫化时夹入的水份就无关紧要了，因为外加的蒸汽压力阻止了包皮起泡。但是，在任何绝缘体中夹入水份对其性能都没有好处。

 11 真空泵的使用

   使用真空泵有两个显著优点。在导线进入机头腔体之前在芯型中须抽真空。对于大多数苍型抽真空装置安装都很简单，只要将抽真空装置接连到芯型内或在导线入口处连接一个接入端就可以了。

   将抽真空装置应用于导线或挤出半成品可以消除由于夹入空气在绝缘层中产生的气泡。小型缠绕紧密的导线一般不会产生问题。但是．大型多股电缆和需要硅橡胶外包覆层具有编织结构的电缆，当采用真空泵并结合HAV硫化体系时，的确可以在大多数情况下提高挤出教率。采用CV硫化对夹气现象不会产生问题。

   真空泵应用的第二种情况是当要求绝缘层极其紧密地包覆导线，或需要将导线间的空隙填满时，比单用加压挤出口型更加有效。

12 二段硫化

   在硅橡胶发展的早期阶段，二段硫化至关重要，仅有一段硫化是不够的。但是，现在情况已经发生了变化。一些现代硅橡胶胶料不经过二段硫化就可获得高韧性、高强度的挤出产品。但是。仍然有一些场合需要二段硫化。

   为了获得高温性能稳定性，耐油和耐压缩性，在高温密闭系统中的抗漏气性和抗返原性，以及要求的其它性能指标．确实需要一段硫化后的二段烘箱硫化。

   随着硅橡胶加工的各种其它工艺方面所取得的进步，二段硫化也有了长足发展。目前，对于大型电缆和挤出型材，二段硫化常用的方法是将半成品盘绕成圆盘的形式，但是这一工艺已经被缠绕到绕线轮上或放入不锈钢筐里的形式大量取代。电线和电缆工业最常用的硫化剂为双一(2，4．二氯代苯甲酰)过氧化物，这一体系在二段硫化时最容易导致硅橡胶返原。硅橡胶中采用的其他硫化体系如二枯基过氧化物(DiCup40C)，2，5-二甲基．2，5．二(特丁基过氧基)己烷(Varox)，以及加成硫化都不容易产生返原。但是，这些硫化剂要求的硫化温度较高(150℃)，而双—(2，4一二氯化苯甲酰)过氧化物和过氧化苯甲酰的硫化温度较低(115℃)在提到的5种硫化荆中。只有双—(2，4．二氯代苯甲酰)过氧化物和加成硫化可以采用HAV硫化。双—(2，4一二氯代苯甲酰)过氧化物比其他4种硫化剂更容易发生返原现象。

硅橡胶是通过聚合反应将基本的单体单元连接为具有较高平均相对分子质量的聚合物材料。在特定的条件下，形成高分子聚合物聚合反应可以朝相反方向进行，长链会分解为各种各样的具有较低相对分子质量的链段。

   在二段硫化过程中会释放出酸和水等副产物，如果通风不良就会产生返原。因此，盘绕形式的二段硫化是主要方法。但是，目前的新聚合工艺可以使制造商用任何硫化体系(包括双—(2，4一二氯代苯甲酰)过氧化物)来硫化混炼好的胶料或补强胶料，而且可以随意缠到直径6英寸的缠线轮上进行硫化。抗返原特性使得制造商消除了两次操作的麻烦，因为用绕线轮或盘线可以直接从挤出机上取下放到烘箱中进行二段硫化。这一工艺也使得制造商可以获得较长的连续挤出成品。

13 可编织性

    虽然纤维的应用有其优点，但是，有时仍然会遇到两个问题。低模量和低硬度的硅橡胶胶料在应用外编织层时会产生一个问题。硬度在45-65邵A硬度范围的胶料问题尤其严重。绝缘层较软导致编织纤维的张力使绝缘层上发生颈状收缩，因此产生阻塞或聚集现象。结果导致绝缘层呈波浪起伏状及编织花样扭曲。在硬度达到65。以上时，硅橡胶可以和其他绝缘材料一样进行正常的纤维编织工艺操作。

   可能产生的第二个问题是在随后的上漆或树脂涂覆阶段，由于硅橡胶绝缘层的热膨胀而产生的。为了使树脂涂层固化必须进行加热处理，这也导致了硅橡胶的热膨胀。如果在外编织层和包皮之间没有足够的空间，硅橡胶就会从编织层∞空隙中挤出来。虽然如果处理不当，低硬度范围内的胶料可能产生问题，但是只要满足了某些条件，制造商就能有效地应用外编织层。编织低硬度胶料时应该注意的重要几点是：

(1)保持最小的有效纤维张力；

(2)采用54。～65。的编织角度。选择适合该角度，能保证100％覆盖率的合适规格的纤维：

(3)采用编织针。这一工艺采用插入编织层的钢针，允许钢针伸出编织集束处约25mm。经验说明用0．8mm厚的硅椽股包覆的电线要求直径约为0．4mm的钢针。绝缘层较厚耐要求的钢针直径也较大。通过使编织层形成较大的有效直径，可以补偿在操作过程或随后的加工过程中产生的热膨胀；

(4)如有必要可以在原编织层上再加一层，编织层附加的强度可以‘限制硅橡胶从编织网眼中挤出来；

(5)在获得l00％覆盖率时如有必要允许有轻微的堆积，这样可以在橡胶热膨胀时完全包裹绝缘包皮。

结束语

    硅橡胶的加工与其它橡胶的加工类似，同样要求加工工艺与橡胶本身特性相适应。率文中提到的加工及操作要点强调了加工时的洁净性，以及为了提高加工效率所采用的各种方法。不能误解为操作硅橡胶要戴上羊皮手套。硅橡胶加工并不困难，只是同任何可以获得可靠性能的优质橡胶所要求的一样，要求遵循适当的技术要点。