氟塑膠電纜

簡介

氟塑膠電纜，英文名：Fluoroplastics Cable，用來專指以氟塑膠為外套的電線電纜。氟塑膠電纜具有優良的耐候性、耐熱性，摩擦係數較小，化學性能穩定，具有較好的電絕緣性能。因此氟塑膠電纜在石油、冶金、化工、電力、航天等環境惡劣的行業有著重要用途。在電線電纜的生產中，常用的氟塑膠有聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物等，用以製造各種耐熱、耐高溫絕緣電線、測(油)井電纜、地質探測電纜、加熱電纜，F級和H級電機引接線，耐輻照電線，電磁線，射頻同軸電纜，煤礦用阻燃電纜的A型電纜等。

種類

氟塑膠電纜可以製成實芯和絕緣兩種形式，其中物理髮泡氟塑膠電纜在國外已有生產和使用，在國內尚在研製過程中，平時我們所說的氟塑膠電纜通常指實芯氟塑膠電纜。
三種常見形式：單芯電纜、同軸電纜、多芯電纜。
1、單芯電纜
或者稱作高溫電線，其結構是內導體為單根或多股銅線（鍍錫銅線），導體外徑0.4~2.0MM，絕緣為氟塑膠，絕緣層厚度在0.3~0.5MM，常用作航空導線、電子和電氣設備布線以及特殊場合的照明線。
2、同軸電纜
內導體為單根或多股銅引（鍍錫銅銀銅線），直徑為1.25~1.6MM，有三種絕緣形式：A、氟塑膠絕緣，厚度為0.5~0.7MM，B、氟塑膠發泡絕緣，厚度為2.5~3.0MM，C、氟塑膠與聚乙烯組合絕緣，即內層用氟塑膠絕緣，外層用聚乙烯絕緣，其中氟塑膠的厚度為0.04~0.07MM。這類電纜常用作射頻電纜和電子設備的連線線。
3、多芯電纜
將單芯電線或同軸電纜絞合在一起，便於為多芯電纜。其中有對絞的，也有非對絞的，分別用作工業計算機控制和自動化儀表儀器控制，對於特殊場合的五類、超五類電纜，數據傳輸、音頻視頻傳輸等，也採用這種氟塑膠電纜。

特性

氟塑膠擁有高度的化學穩定性和耐化學腐蝕性能，耐火、耐高溫、阻燃等特性，因此在電線電纜行業有著廣泛的套用，特種電纜如：耐高溫電纜、阻燃電纜、耐腐蝕電纜等大都採用氟塑膠做為護套外層。氟塑膠電線電纜擁有的特性如下：
1、阻燃：氟塑膠的氧指數高，燃燒時火焰擴散範圍小，產生的煙霧量少。用其製作的電纜適合對阻燃性要求嚴格的地方，例如計算機網路、捷運、車輛、高層建築等公共場合，一旦發生火災，人們可以有一定的時間疏離，而不被濃煙燻倒，爭取到寶貴的救援時間。
2、電氣性能優異：相對於聚乙烯而言，氟塑膠的介電常數更低，因此，與同結構的同軸電纜相比較，氟塑膠電纜的衰減更小，更適合於高頻信號傳輸，當今電纜的使用頻率越來越高已經成為潮流，同時又由於氟塑膠能耐高溫，所以常用作傳輸通信設備的內部接線、無線發射饋線與發射機之間的跳線和視頻音頻線。此外，氟塑膠電纜的介電強度、絕緣電阻好，適合作重要儀表儀器的控制電纜。
3、耐高溫：氟塑膠有著超乎尋常的熱穩定性，使得氟塑膠電纜能適應150~200度的高溫環境，而常見的聚乙烯、聚氯乙烯電纜只適用於70~90度的工作環境。另外，在同等截面導體的條件下，氟塑膠電纜可以傳輸更大的許用電流，這就大大提高了電纜的使用範圍，由於這種獨特的性能，氟塑膠電纜常用於飛機、艦艇、高溫爐以及電子設備的內部布線、引接線等。
4、機械化學性能完美：氟塑膠的化學鍵能高，具有高度的穩定性，幾乎不受溫度變化的影響，有著優良的耐氣候老化性能和機械強度;而且不受各種酸、鹼和有機溶劑物影響，因此適用於環境氣候變化大、有腐蝕性場合，如石化、煉油、油井儀器控制等。
5、利於焊接連線：在電子儀器中，有不少接線是採用焊接方法進行連線，由於一般塑膠的熔融溫度低，在高溫時容易融化，需要熟練的焊接技術，而有些焊點必須要有一定的焊接時間，這也成為氟塑膠電纜受到歡迎的原因，如通信設備和電子儀器的內部接線。
6、氟塑膠原料的價格高、電纜生產難度大：生產成本高，銷售價格自然也高，這也限制了產品的套用，然而，也正因為如此，使得競爭廠家少，需要使用氟塑膠電纜的客戶也就不會過於的計較價格因素了。

加工工藝

用作氟塑膠絕緣電線的絕緣材料主要有聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯FEP以及其它氟塑膠，根據不同氟塑膠的加工特點，一般採用以下三種加工工藝。
1、熱擠工藝當擠出機內部機筒溫度達到350°C----390°C左右時，把F46氟塑膠加入料斗，利用螺桿旋轉的推力，通過成型模具均勻連續的包覆在導電線芯上，冷卻後定型。此方法用Φ30、Φ60、Φ90等高溫塑膠擠出機，常生產F46型、F40型等氟塑膠絕緣產品。
2、推擠工藝把粉狀的聚四氟乙烯塑膠預壓成筒型，放人機筒，利用活塞推力，通過成型模具均勻連續的包覆在導電線芯上，然後進行380。C的高溫燒結，冷卻後定型。此方法用F4推壓機，生產F4(PTFE)型產品。
3、繞包工藝用切成一定寬度的聚四氟乙烯薄膜帶繞包到線芯上，然後進行燒結定型。此方法用繞包機及燒結爐，通常生產AFR型、FSFB型等電線。

氟塑膠擠出工藝的發展

PTFE不能熔融擠出，必須通過薄膜繞包或糊狀擠出來生產電線電纜，需使用專門設備，設備複雜，工藝流程長，且生產是間歇性的，生產速度也受限制。因此開發可熔融擠出的氟塑膠一直是高分子界的重大課題。 FEP是首先開發成功的可熔融擠出氟塑膠。它幾乎保持了PTFE的所有優異性能，至今仍是除PTFE外使用最為廣泛、用量最大的含氟塑膠。 FEP的連續使用溫度為200℃，PFA的成功開發才真正有了可在250℃下使用的熔融擠出氟塑膠，但價格昂貴。 ETFE、PVDF，在基本保持了PTFE的各種性能下，以他們比重小、強度大、耐輻照三大優勢在含氟塑膠中嶄露頭角，且在電線電纜中也獲得了廣泛套用。

氟塑膠擠出設備

除PVDF允許用一般擠出機擠出電線外，其他各種氟塑膠都要用高溫擠出機生產電線電纜。 熔融氟樹脂用高溫擠出機的要求： 有足夠的加熱功率，確保高溫（例如450 ℃左右）條件下樹脂能夠熔融擠出； 與熔體接觸的部件：螺桿、螺膛、機頭及其組件、模具等，都要用高溫耐腐蝕合金，如鎳基合金（包括國內的新三號鋼），主要是由於擠出過程中可能產生的HF等含氟氣體具有很強的腐蝕性。

氟塑膠擠出材料

與不同氟塑膠有不同的使用溫度一樣，導體也需不同的適用溫度。考慮到擠出時可能產生的氣體對導體的腐蝕，氟塑膠電線電纜幾乎都使用鍍銀、鍍錫、鍍鎳等鍍復導體。電線電纜研究、生產者應根據電線電纜用戶的需要，正確選擇導體和絕緣材料，既要滿足客戶要求，又要讓絕緣材料用得恰到好處。因此，應熟悉、掌握各種氟塑膠的特性。

氟塑膠擠出工藝

含氟塑膠熔體的熔融粘度極大，不宜採用"壓力式"擠出（否則會對設備提出太苛刻的要求）；但熔體有足夠的強度，允許拉伸，所以幾乎都是採用"套管式"擠出來生產電線電纜，通過控制合理的拉伸係數保證絕緣與導體間的粘結力。 "套管式"擠出中，模具的設計或生產中的"配模"，都應保證DDR、DBR兩個參數之值在擠出材料允許的合理範圍之內。
DBR稱之為（平衡）拉伸係數（拉伸度），表示外層熔體與內層熔體受拉伸程度的比。 DDR稱之為拉伸比（配模比），表示拉伸程度或允許生產速度。 DDR、DBR都是材料參數，DDR、DBR允許值越大，評價為材料擠出工藝好。 不同材料，DDR、DBR不一樣；同種材料，牌號不同（MI不同），DDR、DBR也不一樣。不同材料、不同牌號的這兩個參數及其允許範圍，線纜研究、生產者必須掌握。 作為其性，MI越大，DDR、DBR允許較大；絕緣擠出的DBR、DDR比護套擠出時大。
幾種常用線纜絕緣材料的DDR、DBR

	PFA	FEP	ETFE	LDPE	PVC
DBR	1~1.2	1~1.2	1~1.2	1~1.1	1~1.105
BBR	20~400	20~350	20~80	1.3~10	1.2~5
機頭、摸頭推薦溫度（℃）	390~400	80~390	~330	~	~

套用行業

高頻數據傳輸電線電纜

PTFE聚四氟乙塑膠（F4）不僅電絕緣性突出，而且在較寬的使用溫度區間及頻率範圍內，具有低介電常數並有特別低的損耗因子，介電強度、介電常數（2.3~2.1)、體積電阻率和表面電阻率保持良好，並直至它們的玻璃化轉變溫度都不受溫度影響； 它們具有低吸濕性，使介電性能很少受濕度的影響；PTFE聚四氟乙烯塑膠（F4）的電性能不隨時間改變）；幾乎對所有化學品和溶劑呈惰性，甚至在高溫和壓力下也能保持它們的優異性能，特別適用於需要低衰減的數據傳輸電纜。 因而，在一些要求耐高溫同時又要防火的場合用它們做射頻電纜絕緣介質，有利於提高傳輸信號的質量，採用PTFE聚四氟乙烯聚合物做絕緣層，也做外護套。

汽車工業

PTFE聚四氟乙烯塑膠另外一個重要用途是：在苛刻環境下用做連線線，最高使用溫度為250℃。 PTFE聚四氟乙烯塑膠絕緣電纜可通過UL標準80℃耐油試驗，轎車中也有許多地方使用PTFE聚四氟乙烯塑膠絕緣電線，如腐蝕油用自動傳動裝置的電纜；汽油油麵感測器；制動磨擦感測器等；

建築行業

隨著我國城市化加速，高層建築增多，人們對電線電纜火災事認識的加強，各領域對電纜防火的要求也越來越高，加上受設空間的限制，要求電線電纜線徑要小、載流量要大。PTFE聚四氟乙烯塑膠的高熱穩定性、高阻燃性、低損耗已經成為人們關注的熱點，採用PTFE聚四氟乙烯塑膠絕緣用於特殊場合的連結線，可滿足上述要求，是PTFE聚四氟乙烯塑膠絕緣電線電纜有待拓展的一個領域。

石油行業

由於需要注入的蒸汽溫度高達300℃,壓力也可達到20 MPa,油井內部常年處於一種高溫高壓的環境,因此對於工作在這種高溫高壓環境的電纜來說，如何克服嚴苛的環境,把井下測井數據傳輸到井上就成為一個重要的問題。 氟塑膠電纜擁有耐高溫的特性，在300℃的高溫下可以保持工作，耐壓性能同樣優秀，因此在石油行業也有越來越廣泛的套用。

電力行業

電力行業的電線電纜套用環境非常複雜，高溫(定子、轉子、空冷器入口)、浸泡液體（油槽、油管路、水管路及變壓器）、容易遭到機械損壞（機坑、風洞）。對電纜的要求十分苛刻。氟塑膠電纜可以有效的克服這些惡劣環境，是適合的使用電纜。電力行業耐高溫電纜。

航天航空

電線電纜是將電源與用電設備及用電設備相互之間連線起來形成飛機電網路的材料。隨著航空工業的日益發展和對飛機性能的提高以及機載設備的更新，飛機傳送的信息量逐漸增加，在整個飛機系統中起著"神經"、"血管"作用的傳輸線，對其性能的要求也越來越高。尤其是飛機內部環境複雜，電線電纜的套用除了考慮其電氣性能、機械性能和化學性能外，還應綜合考慮電網路匹配關係、抗干擾能力、載流量大小、使用環境、機械強度、電纜保護等因素。 氟塑膠電纜具有輕量化，抗干擾，以及優異的物理化學性能，在航天航空中正在發揮越來越重要的作用。

其它行業

在其它方面，PTFE聚四氟乙烯塑膠絕緣電線電纜主要用於：家用電器加熱導線；化工設備用電探測用的自控電纜；鹵素燈泡固定架引接線；熱電偶電線；特殊油井鑽井設備數據記錄電纜等。工程機械電纜等地方，套用領域也在不斷擴大。
氟塑膠電纜已在工業自動化控制中得到越來越多的套用，在冶金、石化、電站等高溫環境，用氟塑膠電纜是種很好的選擇。此外，氟塑膠電纜因其阻燃且燃燒時煙量少，可以廣泛用於高層建築、地下商場、隧道、賓館、醫院內的一般布線。