如何避免采煤機(jī)橡套電纜銅絲發(fā)黑

 　　采煤機(jī)橡套電纜是一種柔軟可移動(dòng)的線纜產(chǎn)品，由多股細(xì)銅絲作為導(dǎo)體，外包橡膠絕緣和橡膠護(hù)套。使用一段時(shí)間后，采煤機(jī)橡套電纜銅絲顏色往往會(huì)發(fā)黑，是什么原因造成呢?該如何避免，小編將一一道來。

　　小編根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出，導(dǎo)致采煤機(jī)橡套電纜銅絲發(fā)黑的原因有很多，除了和橡皮的材料配方有關(guān)外，還與銅絲本身所處的狀態(tài)、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結(jié)構(gòu)、護(hù)套橡膠配方以及生產(chǎn)環(huán)境等諸多因素有關(guān)。

　　銅絲本身的原因在廿世紀(jì)五十到六十年代，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家均使用普通銅桿，銅含量為99.99%，均為有氧銅桿，生產(chǎn)方法都是銅錠加熱后經(jīng)多道壓延后制得黑色銅桿，經(jīng)過大、中、小拉將銅桿制成比較細(xì)的銅絲。因?yàn)殂~本身不是無氧銅，在加工過程中銅絲表面難免出現(xiàn)氧化。到了廿世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了無氧銅桿的生產(chǎn)技術(shù)，以及國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的無氧銅桿生產(chǎn)技術(shù)，使整個(gè)電線電纜行業(yè)均用上了無氧銅桿，這無疑是改善了銅絲的發(fā)黑問題。但由于對(duì)銅桿的加工，特別是韌煉工藝的掌握以及加工好的銅線芯存放的條件不好，使銅線芯本身已有輕微的氧化，這也是銅絲發(fā)黑的原因之一。

　　橡膠配方的原因廿世紀(jì)五十年代，橡膠絕緣均采用天然膠和丁苯膠并用配方。由于絕緣橡皮直接與銅線接觸，所以就不能直接使用硫磺作硫化劑，即使用很少的硫磺也會(huì)使銅線發(fā)黑。必須使用一些能夠分解出游離硫的化合物，如前面提到過的促進(jìn)劑TMTD、硫化劑VA-7，同時(shí)還要配合一些硫化促進(jìn)劑來提高硫化速度和硫化程度，確保絕緣橡皮的物理機(jī)械性能和電氣性能。但從絕緣橡皮的彈性、強(qiáng)力和*變形看，都不如加有硫磺的橡皮(如果不考慮銅絲發(fā)黑的話)。幾十年的實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)TMTD無法解決銅絲的發(fā)黑問題。

　　另外，絕緣橡皮要有各種顏色，紅、藍(lán)、黃、綠、黑是基本顏色，這些顏色的出現(xiàn)也會(huì)促使橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑。配方中的主要填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉，由于價(jià)格的關(guān)系，有些廠家為了降低成本，用價(jià)格特別便宜的碳酸鈣和滑石粉，這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質(zhì)多，所以物理機(jī)械性能比較差，電性能不好，還容易造成銅絲發(fā)黑。還有的廠用活性超細(xì)碳酸鈣來提高絕緣橡皮的物理機(jī)械性能，而活性鈣多數(shù)是用硬脂酸來處理的，這種酸也是促使銅絲發(fā)黑的原因。

　　銅的催化、老化是橡皮發(fā)粘的重要原因。前蘇聯(lián)電纜科學(xué)研究院試驗(yàn)證明：在硫化過程中，銅從與橡膠接觸處滲入到絕緣橡膠中，1.0-2.0mm厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。*，即使微量銅也會(huì)對(duì)橡皮產(chǎn)生極大的破壞作用，這就是我們通常說的重金屬對(duì)橡膠的催化、老化。在絕緣硫化過程中，秋蘭姆析出若干游離硫與銅反應(yīng)，形成活性含銅基團(tuán)。在老化時(shí)，較弱的-S-S-鍵斷裂，形成活性含銅基Cu-S-。這一低分子鏈的組合與橡膠作用的同時(shí)還與氧發(fā)生反應(yīng)，破壞橡膠的長(zhǎng)鍵分子，使橡膠變軟變粘。法國(guó)橡膠研究院在研究發(fā)粘重現(xiàn)問題時(shí)指出：如果橡膠中含有有害的金屬，如銅、錳等重金屬鹽類，那么不管使用哪一種促進(jìn)劑，都會(huì)發(fā)生橡膠發(fā)粘現(xiàn)象。

　　針對(duì)采煤機(jī)橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線表面滲透的原因探討，前蘇聯(lián)科學(xué)家曾應(yīng)用放射性同位素證實(shí)了電纜護(hù)套橡膠中硫擴(kuò)散的可能性。以天然橡膠為基的硫化膠中，在130-150℃的溫度下，游離硫的擴(kuò)散系數(shù)約為10-6cm2/s。而在連續(xù)硫化的生產(chǎn)車間內(nèi)，硫化護(hù)套橡膠時(shí)溫度保持在185-200℃之間，使得硫擴(kuò)散系數(shù)更大。橡套游離硫的擴(kuò)散，改變了秋蘭姆橡膠的結(jié)構(gòu)，可能形成多硫鍵。這些多硫化合物通過化學(xué)分解和化合實(shí)現(xiàn)遷移，即"化學(xué)擴(kuò)散"，不僅改變了絕緣橡皮的結(jié)構(gòu)，降低其耐熱性，而且與銅表面發(fā)生反應(yīng)，形成硫化銅、硫化亞銅，導(dǎo)致銅線發(fā)黑。同時(shí)，硫化銅和硫化亞銅也加速了橡膠的老化，導(dǎo)致橡膠發(fā)粘。

　　橡料加工工藝的好壞，主要取決于天然膠和丁苯膠并用為基礎(chǔ)的絕緣配方。其中，天然膠需要通過塑煉來提高橡膠的可塑性。有些上了規(guī)模的企業(yè)為了保證產(chǎn)量，在使用密煉機(jī)塑煉的同時(shí)還會(huì)加入少量的化學(xué)增塑劑(促進(jìn)劑M)來提高塑性。但是如果沒有控制好塑煉溫度和生膠濾橡時(shí)的溫度，出現(xiàn)140℃以上的高溫情況時(shí)，當(dāng)生膠在開煉機(jī)上緩慢通過滾筒，而上面的積膠由于受到熱氧和促進(jìn)劑M的同時(shí)作用，就會(huì)發(fā)現(xiàn)橡膠表面好像涂了一層油，實(shí)際上是橡膠分子在化學(xué)增塑劑的促進(jìn)下嚴(yán)重?cái)噫湥瑥亩a(chǎn)生比較軟粘的較小分子量橡膠。這些較小分子量橡膠雖然在工藝后期會(huì)與丁苯膠并用混煉出絕緣橡料，均勻地分散在膠料中。膠料擠包在銅絲上進(jìn)行連續(xù)硫化后，肉眼無法看出任何問題，但已經(jīng)為橡膠粘銅絲埋下了隱患，也就是說，這些小分子量橡膠將首先出現(xiàn)局部粘銅絲現(xiàn)象。

　　絕緣橡皮加硫化劑和促進(jìn)劑的工藝也十分重要。一些小作坊企業(yè)在開煉機(jī)上加硫化劑，就是將裝有硫化劑的罐子倒入滾筒的中部，這無疑地導(dǎo)致了硫化劑中間多，兩邊少。當(dāng)硫化劑滲入橡皮中，翻三角的次數(shù)較少，會(huì)使硫化劑在橡料中分布不均勻。這樣在擠包連續(xù)硫化時(shí)，含硫化劑比較多的地方很容易出現(xiàn)采煤機(jī)橡套電纜銅絲發(fā)黑現(xiàn)象。時(shí)間一長(zhǎng)，在發(fā)黑的地方還會(huì)出現(xiàn)橡皮粘銅絲的現(xiàn)象。

　　絕緣橡皮硫化原因分析

　　一些企業(yè)為了追求產(chǎn)量，連續(xù)硫化管只有60米長(zhǎng)，蒸汽壓力是1.3Mpa，而硫化速度要開到120米/分，這樣絕緣橡膠在管中的停留時(shí)間只有30秒。橡皮本身是熱的不良導(dǎo)體，絕緣線芯表面溫度大于190℃，當(dāng)溫度傳熱到與銅線接觸的里層橡皮時(shí)，又被銅線吸熱，銅線升溫到與里層橡皮溫度接近時(shí)，硫化的橡皮電線芯已經(jīng)出硫化管了。這樣里層橡皮溫度比較低，大約為170℃，停留只有幾秒鐘就出硫化管，進(jìn)入冷卻和收線，絕緣橡皮就會(huì)硫化不足。為了達(dá)到足夠的硫化，促進(jìn)劑TMTD的用量(作硫化劑用)高達(dá)3.4%。但過量的硫化劑在硫化過程中放出的游離硫也多，除供交聯(lián)橡膠分子外，還有多余的游離硫，從而又成為促使銅線表面發(fā)黑的間接原因。

　　總之，解決采煤機(jī)橡套電纜銅絲發(fā)黑的問題難度很大，從銅絲到橡皮的每一道工序都要認(rèn)真對(duì)待，才能取得較好的效果，尤其是要注重膠種選擇和硫化體系的采用。