CN106847425B - 一种高性能环保家装电线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能环保家装电线的制造方法，包括拉丝、绞合、共挤、检测、成圈、入库等步骤，用高纯度铜单线为芯材，拉丝绞合成型后采用三台挤出机共用一个机头的形式，将芯材、内层本色绝缘材料和外层彩色绝缘材料共挤成型。绝缘材料采用PVC绝缘材料，内、外层材料通过新的原料配比和热稳定剂制作，不含铅(Pb)，镉)Cd)，汞(Hg)，六价铬(Cr6+)，多溴二苯醚(PBDE)，多溴联苯(PBB)等有害物质，更加环保。成型后的电线芯材纯度高，过载能力强，损耗电量低，双层共挤的绝缘材料整体性好，综合性能好，绝缘性能好，不含金属铅、铬等有害物质，环保要求达到欧盟RoHS环保指令的要求。

Description

一种高性能环保家装电线的制造方法

技术领域

本发明涉及电线制造领域，具体涉及一种高性能环保家装电线的制造方法。

背景技术

PVC电线电缆的绝缘和护套材料价格比较便宜，机械性能优良，加工方便，使得它长久以来成为电线电缆行业使用数量最多的材料。普通家装电线一般采用普通圆铜单线做导电线芯，用普通PVC绝缘塑料做单层绝缘挤出形成家装电线。它有很多优点，也有它的的缺点：

1、芯材采用的铜单线纯度通常为99.95％，纯度不是很高，使得电线过载能力不强，损耗电量偏高。

2、普通PVC绝缘材料主要由PVC树脂组成，为了达到热稳定性，含有金属铅、铬等有害物质，在生产、使用、回收过程中，对人体、水、土地产生不易消除的污染。

3、普通PVC绝缘电线的制造方法比较简单，容易被假冒。

而如今随着我国经济的快速发展，国家电力电网更新、基础设施建设对PVC电线电缆产品的质量要求特别是环保要求越来越高，国家对如何保护环境的问题越来越重视，许多国家已经纷纷制定了各种环保政策，因此人们更倾向于使用环保型的PVC电线电缆料。目前国外对电线电缆料有具体的环保要求：

2003年1月27日，欧盟议会和欧盟理事会通过了2002/95/EC指令，即“在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令”，简称RoHS指令。基本内容是：从2006年7月1日起，在新投放市场的电子电气设备产品中，限制使用铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)等六种有害物质。2008年10月28日，欧盟REACH化学品管理局首次公布第一批SVHC(即高度关注物质)候选清单，截至2013年6月20日，SVHC候选清单物质已更新9次。目前正式公布的候选清单中包含144项SVHC物质，包括多种无机物和有机物，应用遍布各个行业。其中PVC增塑剂就有42种，包含常用的邻苯类增塑剂，氯化石蜡等。

选择环保材料,包括稳定剂、增塑剂、助剂、阻燃剂，通过新型的配方工艺，降低成本，确保PVC电线电缆电气性能，是生产不含有毒有害元素(铅、镉、汞、砷、六价铬、PBB、PBDE)环保型PVC电线电缆料的重要途径。根据我国《2012年-2015年度PVC电缆料深度调查报告》有关资料显示，2012年度，国内电缆料生产厂家共销售PVC电缆料235万吨,进口7.6万吨,出口2.6万吨,无论国内还是国外，环保型PVC电线电缆的发展、应用广泛，市场需求量越来越大。

发明内容

本发明意在提供一种高性能环保家装电线的制造方法，以解决普通家装电线过载能力低，不环保的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种高性能环保家装电线的制造方法，包括拉丝、共挤、检测、成圈和入库步骤，采用铜线为芯材，表面绝缘材料包括本色内层绝缘材料和彩色外层绝缘材料，内层绝缘材料和外层绝缘材料均为PVC绝缘材料，PVC绝缘材料由以下质量份数的材料组成：100份聚氯乙烯、35～48份增塑剂、5～8份环保热稳定剂、8～15份高岭土、20～35份钙粉；增塑剂为精对苯，环保热稳定剂为液态钙锌稳定剂，外层绝缘材料中还增加有质量份数为1～1.5份的颜料，所有原材料均不含非环保原材料。

本方案的优点是：采用液态钙锌复合热稳定剂可以提高聚氯乙烯的热稳定性与抗着色性，并且液态钙锌复合热稳定剂克服了传统热稳定剂的有毒、重金属污染、热稳定性效果不佳等缺点；而精对苯具有相溶性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点，耐旋光性、耐水性优良，用液态钙锌稳定剂作为热稳定剂和精对苯作为增塑剂使得生产出来的聚氯乙烯绝缘材料无重金属、无毒，更加环保，采用双层绝缘材料，内层采用高岭土、钙粉、钙锌稳定剂具有良好的电气绝缘性能和热稳定性，使电线过载能力强，外层具有较好的耐环境性能和明显的外观区别性，具有较好的防伪性能，采用不含金属铅、铬等有害物质的稳定剂，对人体和环境的危害小，符合欧盟RoHS指令标准，更加环保。

优选方案一，作为基础方案的一种改进，所述共挤步骤中将芯材通过挤出机，由第一挤出机挤出内层绝缘材料，外层绝缘材料用第二挤出机挤出，将第一挤出机、第二挤出机连接到同一个挤出机机头上形成共挤，挤出速度为20～200m/min，挤出温度为120～180℃，共挤速度变化过程中，同时控制第一挤出机、第二挤出机的挤出出胶量，保证每一台挤出机速度同步变化使每一台挤出机速度同步变化形成单色电线。挤出时控制温度在120～180℃能降低内层绝缘材料受热后氯化氢的析出，保证内层绝缘材料具有更好的电气绝缘性能，能够通过6000V电压检测，使得外层绝缘材料挤出时具有更好的流动性、相容性和着色性，挤出后能更好的体现外层绝缘材料的色彩；采用一台挤出机挤出外层绝缘材料使得电线表面色彩固定明确，更便于进行分类，采用一个机头共挤成型使得内、外两种绝缘材料在机头内以熔融状态挤出，使得内、外层绝缘材料之间完全融为一体，整体性更好，不会分层；对挤出速度进行同步控制能保证挤出时内、外层绝缘材料的厚度均一，防止出现产品偏芯的状态。

优选方案二，作为基础方案的一种改进，用第一挤出机挤出内层绝缘材料，通常是本色绝缘材料，第二、第三挤出机分别挤出两种颜色的外层绝缘材料，通常是黄/绿颜色绝缘材料，形成内层本色，外层黄/绿颜色的双色电线，将第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机连接到同一个挤出机机头上形成共挤，挤出速度为20～200m/min，挤出温度为120～180℃，共挤速度变化过程中，同时控制第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机的挤出出胶量，以保证每一台挤出机速度同步变化，确保电线外径大小、内外层厚度保持稳定形成内层本色、外层两种颜色的双色电线。这样制造的电线绝缘材料为双层熔融结构，内层具有很好的电气性能，外层具有很好的辨识度和光洁度，两者结合使电线的绝缘层具有较高的防伪辨识度，防伪性能更好。

优选方案三，作为优选方案一或优选方案二的一种改进，挤出成型后内层绝缘材料厚度为0.6～0.75mm，外层绝缘材料厚度为0.1～0.15mm。这样设置使得电线的绝缘层在保留良好的电气绝缘性能和表面质量的同时更便于观察控制偏芯的情况。

优选方案四，作为优选方案三的一种改进，铜单线的纯度大于99.98％。这样使得线芯接近于纯铜材质，导电效果更好，过载能力更强，电量损耗更少。

优选方案五，作为优选方案四的一种改进，共挤成型后的电线通过激光打码器打印加密线码，检测步骤中对线码进行扫描验收。加密线码通过电脑***平台生成并留档，通过激光打码机打印在电线本体上的线码，是采用激光烧蚀电线本体形成的，因此不会被擦掉，也不会被修改，不会失去防伪功能，打印出的线码经过加密处理，仿冒者无法知晓上述防伪码所代表的信息，无法进行仿冒，而且即便仿冒，由于线码进入了电脑***平台，用户只需要发送相应的线码给***平台查询，***平台将上述线码进行解密后，将线码所代表的信息发送给用户，用户即可了解到相关产品信息是否与产品本身相符，若相符则产品为真，若不符则产品为假。

优选方案六，作为基础方案的一种改进，所述液态钙锌稳定剂中Ca/Zn质量比为5:3。采用该比例搭配的热稳定剂使用过程中能有效吸收聚氯乙烯加热产生的氯化氢，防止自动氧化聚氯乙烯在热氧及剪切力作用下被氧化降解。

本发明的优点在于：1、铜单线芯材的纯度高达99.98％以上，过载能力强，损耗电量低，使得电线的性能更好。2、绝缘材料是内、外两层绝缘材料共挤形成，内层本色绝缘材料的厚度有0.6—0.75毫米，电气绝缘性能非常好，能够通过6000V电压的检测；外层彩色绝缘材料的厚度只有0.1—0.15毫米，便于用于电线颜色区分；内外层绝缘材料均不含金属铅、铬等有害物质，环保要求达到欧盟RoHS环保指令的要求。3、采用内外不同颜色同时双层共挤成型，使内、外绝缘材料在熔融状态下形成完整一体，大大加强内、外绝缘的综合性能，由于其更加优秀的性能以及特殊的结构设计，以及新工艺的运用，使电线的防伪辨识度更高，对市场上仿冒的伪劣产品将造成有力的打击，有助于维持市场交易的有序进行。4、所用颜色电线的内层采用本体材料，外层采用需要的颜色，如果生产一规格的红、黄、蓝、绿色单色各10公里电线，每一种颜色必须同时准备红、黄、蓝、绿色各100KGPVC绝缘材料；如果采用双层双色，内外材料比例为10％：90％，每一种颜色必须同时准备红、黄、蓝、绿色各10kgPVC绝缘材料，内层可以只准备270KG，内层材料可以连续准备，这样可以大大减少材料的库存。

具体实施方式

下面通过具体实施方式采用质量份数计算对本发明作进一步详细的说明：

实施例1，一种高性能环保家装电线的制造方法，包括拉丝、共挤、检测、成圈和入库步骤，采用纯度大于99.98％的铜单线或者绞线为芯材，表面绝缘材料包括内层绝缘材料和外层绝缘材料，内层绝缘材料和外层绝缘材料均为PVC绝缘材料，PVC绝缘材料由100kg聚氯乙烯、35kg精对苯、5kg液态钙锌稳定剂、8kg高岭土、20kg钙粉组成，外层绝缘材料增加有1kg的颜料。

拉丝，对铜杆进行连拉连退火进行，经过多道次拉丝；最后一道拉丝时拉丝速度为1200m/min；或者进行绞线工艺，形成铜绞线线芯。

共挤，将芯材通过挤出机，由第一挤出机挤出本色内层绝缘材料，彩色外层绝缘材料用第二挤出机挤出，形成内层本色、外层彩色的单色电线；或者用第一挤出机挤出本色内层绝缘材料，第二、第三挤出机挤出黄/绿颜色的外层绝缘材料，形成内层本色，外层黄/绿颜色的双色电线。将第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机连接到同一个挤出机机头上形成共挤，开机时挤出速度为20m/min，然后逐渐提速直到挤出速度为200m/min开始正常生产，提速过程中既对挤出机进行预热，共挤速度变化过程中，同时控制第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机的挤出出胶量，以保证每一台挤出机速度同步变化，确保电线外径大小、内外层厚度保持稳定。挤出时，挤出机进料口的温度为120℃左右，挤出机中段温度为140℃左右，机头处的温度为170℃左右。温度从低到高，每一段受厂家材料不同、挤出机螺杆的不同形式、挤出速度的不同而不同。

检测，在电线本体上通过激光打码机打印加密后的线码，并在一圈电线上贴上对应的圈码，一箱电线的箱体上贴上相应的箱码来实现电线的防伪，上述线码、圈码和箱码均进入***平台，每箱产品成型后，通过联网的扫描枪扫描箱码后入库，并将扫描的信息存入***平台的存储器。

成圈，用电线成圈机将经过线码扫描检测的电线捆扎成圈。

入库，将成圈的电线装箱入库保存。

实施例2，本实施例与实施例1的区别在于PVC绝缘材料由100kg聚氯乙烯、42kg精对苯、7kg液态钙锌稳定剂、11kg高岭土、28kg钙粉组成，外层绝缘材料增加有1.5kg的颜料，共挤时挤出机中段温度为150℃左右，机头处的温度为175℃左右。

实施例3，本实施例与实施例1的区别在于PVC绝缘材料由100kg聚氯乙烯、48kg精对苯、8kg液态钙锌稳定剂、15kg高岭土、35kg钙粉组成，外层绝缘材料增加有1.5kg的颜料，共挤时挤出机中段温度为165℃左右，机头处的温度为180℃左右。

上述实施例中采用的钙粉均为重质碳酸钙和轻质碳酸钙按质量比2:1的比例配合而成。重质碳酸钙简称重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料段烧生成石灰和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分氢氧化钙)，通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，经脱水、干燥和粉碎制得。

对比例1，本对比例采用传统工艺方法，采用纯度为99.95％的铜材作为芯材，单层绝缘材料，采用的绝缘材料由50kgPVC树脂、25kg对苯、3kg稳定剂、25kg重质碳酸钙组成。

将上述实施例与对比例进行对比，结果如表1：

表1

通过表1对比的结果可知，采用本发明技术方案制造的家装电线芯材纯度高，过载能力强，电量损耗小，具有优异的环保性、电器绝缘性能、物理机械性能、抗老化性能、耐热性能及阻燃性能，相比于传统制造方法生产的电线不含金属铅、铬等有害物质，毒性低，在生产、使用、回收过程中对人体和环境的危害小，具有易于区分的外观，工艺独特，不易被假冒。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种高性能环保家装电线的制造方法，包括拉丝、共挤、检测、成圈和入库步骤，采用铜线为芯材，表面绝缘材料包括本色内层绝缘材料和彩色外层绝缘材料，本色内层绝缘材料和彩色外层绝缘材料均为PVC绝缘材料，其特征在于，所述PVC绝缘材料由以下质量份数的材料组成：100份聚氯乙烯、35～48份增塑剂、5～8份环保热稳定剂、8～15份高岭土、20～35份钙粉；所述增塑剂为精对苯，所述环保热稳定剂为液态钙锌稳定剂，所述外层绝缘材料中还增加有质量份数为1～1.5份的颜料；用第一挤出机挤出内层绝缘材料，第二、第三挤出机分别挤出两种颜色的外层绝缘材料，将第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机连接到同一个挤出机机头上形成共挤，开机时挤出速度为20m/min，然后逐渐提速直到挤出速度为200m/min，挤出温度为120～180℃，共挤速度变化过程中，同时控制第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机的挤出出胶量，使每一台挤出机速度同步变化形成内层本色、外层两种颜色的双色电线。

2.根据权利要求1所述的一种高性能环保家装电线的制造方法，其特征在于：挤出成型后内层绝缘材料厚度为0.6～0.75mm，外层绝缘材料厚度为0.1～0.15mm。

3.根据权利要求2所述的一种高性能环保家装电线的制造方法，其特征在于：所述铜线的纯度大于99.95％，铜线为铜单线或者铜绞线。

4.根据权利要求3所述的一种高性能环保家装电线的制造方法，其特征在于：共挤成型后的电线通过激光打码器打印加密线码，检测步骤中对线码进行扫描验收。

5.根据权利要求4所述的一种高性能环保家装电线的制造方法，其特征在于：所述液态钙锌稳定剂中Ca/Zn质量比为5:3。