电缆专用热熔胶技术报告

质量标准本标准为天水铁路宏达实业有限责任公司企业标准（本产品目前并无国标准，各生产单位有自行制定的企标）。一、产品名称与型号规格1、产品名称：电缆专用热熔胶2、产品型号规格：DRJ二、引用标准HG-T 3660 热熔胶粘剂熔融粘度的测定GB1842 聚乙烯环境应力开裂试验方法GB5470 低温冲击脆化温度测试方法GB2951 电线电缆机械性能试验方法GB4507 石油沥青软化点测定方法GB7124 胶粘剂拉伸强度测定方法三、技术要求：1.外观乳白淡黄色固体颗粒。2.检测指标序号性能单位指标1软化点822抗拉强度MPa43熔融黏度180，PaS4.56.04热稳定性180，h245脆性温度406环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样不开裂3、试验方法3.1外观检验自测3.2脆性温度执行GB5470规定3.3抗拉强度执行GB7142规定3.4环境应力开裂执行GB1842规定3.5热稳定性执行GB2951.7规定3.6软化点执行GB4507规定3.7熔融黏度执行HG-T 3660 规定4、检验规则4.1每批产品须经检验部门检验合格，并附产品合格证方可出厂。4.2出厂检验项目为外观、环球软化点。4.3下列情况之一应进行型式试验：4.3.1新产品鉴定之时；4.3.2工艺材料有重大改变时；4.3.3质量监督部门抽查时4.4判定原则检验结果中有一项不合格，应取双倍试样对该项复验，如仍不合格，则该批产品为不合格品。电缆专用热熔胶技术研究报告一、概述随着现代科技信息高速发展，电缆被广泛运用于工业、农业生产，以及通信、铁路交通等重要部门，特别是在光缆的普及和铁路提速中，解决电缆在地埋中长期防水密封是当务之急。只有选用一种既能对电缆铝护套期保护作用，又能解决在生产过程中存在的接头和假焊现象，能使铝外层与塑料绝缘有良好的粘接性，解决电缆密封不严等原因，且具有耐酸、碱性等优点的材料，才能有效发挥电缆所不可替代的功能。热熔胶正是能够很好地担负起这项重任的产品。EVA热熔胶产品适用于光缆、铁路信号电缆及开装电缆的金属护套与外层绝缘塑料的粘接。主要采用EVA与增粘剂等材料，由于主要结构为EVA，它与外层聚乙烯材料有良好的相容性（浸润性），其中的极性基团又可与铝金属表面形成化学键，所以能把塑料外层与铝护套很好地粘接在一起。因此，具有以下几个主要特点在：1、产品具有较好的耐温性能，可满足电缆在低温和高温内长期使用的要求。2、赋予聚乙烯外护料与陆护套等金属很好的粘接性能，符合电缆使用要求。3、本产品有较好的流动性，能很好地填补因铝箔接头和生产过程中出现的假焊、缺焊而形成的间隙，使电缆达到密封防水之效果。4、产品有较好的耐酸、碱、盐和抗氧化功能，特别对电缆铝护套期保护作用。5、本产品卫生无毒，符合环保和操作要求。二、技术路线方案论证EVA热熔胶产品用于电缆生产在国内已成共识，其生产配方是整个项目成败的关键。综观国内外现有产品的发展方向，在力求环保的条件下，较为注重使用效率。DRJ-电缆专用热熔胶的方案设计原则为，以国家各相关法律为前提，综合参考同类产品使用与性能标准，以其使用要求为基准，超越同类产品性能为目标，使本产品自研发之日起就站在一个高的起点上。产品要求：粘接力强；使用温度低于100。固化时间短，8S根据原则要求，制定出设计方案1，其具体参数如下：方案1技术指标软化点82抗拉强度MPa4熔融黏度180，PaS4.56.0后来经过详细考察电缆热熔胶护层的生产技术条件，调整为方案2：方案 2技术指标序号性能单位指标1软化点822抗拉强度MPa43熔融黏度180，PaS4.56.04热稳定性180，h245脆性温度406环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂三、主要解决的技术问题和技术关键1、技术关键：配方设计与工艺路线设计恰当，产品安全环保，成本低、使用效率高是关键。根据配方设计原理，及产品要达到的使用要求与技术指标，经过精心选材，设计了一系列配方，然后选用其中一个试制、检测、并在现场试用，总结其优缺点之后再对配方加以改进。如此数次后得出了最终配方；而工艺路线的设计是在最初的工艺设计的基础上，在配方试制的过程中逐步摸索和完善起来的。在配方设计与工艺路线的研究中始终把握一个原则，那就是低成本、高质量、高效率又环保。2、主要技术指标目前用户（指大厂）对热熔胶并无采购标准、技术要求指标。而国内亦无正式标准，只有企业标准。我公司方案设计主要技术指标见上表方案2技术指标。三、 研究的结论DRJ-电缆专用热熔胶通过总体方案设计，资料查阅整理及主要性能指标的参考、确定了项目的主要技术指标与开发方向，通过研究公关，经多次配方设计、工艺路线设计和小批量试制、上机实验、性能检测，又到配方、工艺逐步完善、再次试制、上机实验、性能检测，最终对面临的技术难题和技术关键基本得以解决。公司现有的生产设备和技术力量对产品的生产是可行的。研制开发高质量、低成本、安全环保、使用效率高的电缆专用热熔胶的条件是具备的。四、主要技术路线熔胶在电缆中主要是用于电缆金属护层与聚乙烯之间的粘结及铝塑、钢塑复合带密封粘结，起到如下作用：对电缆护套起保护作用；解决生产过程中存在接头和假焊现象，能使铝护层与塑料有良好的粘结性，解决电缆密封不严问题；具有耐酸、碱等优点。对充分发挥电缆的性能起到重要补充作用。根据以上特点，确定了主要技术指标之后，配方设计与工艺路线设计就是下一步的重点。首先要确定配方所使用的原材料。热熔胶所使用的材料主要有：主体聚合物，包括EVA,TPR(SBS、SIS、SEBS)、PA、APAO等。增粘剂树脂。稀释剂。其中，EVA型热熔胶应用最广、发展最快。我们选定以EVA为主题聚合物，以松香为增粘剂，为保证性能又加入抗氧剂、增塑剂稀释剂等。根据配方设计原理，设计了系列配方，从中挑选出一个作为初次试制配方；同时根据产品特点与选用的材料，设计工艺路线。小批量试制的样品经检测，判定基本可以使用后，联系工厂在电缆生产线150挤出机上做了验证，现场使用效果尚不错，同时发现一些缺点，总结后将配方加以改进完善，并再次验证，如此循环几次后得到了最终较为满意的配方。在一次次试制的同时，对最初的工艺路线和参数也进行了逐步完善。DRJ-电缆专用热熔胶的小批量试制使用的设备是GRH100高速加热混合机与68水环造粒挤出机组，将称量好的各种物料按次序加入高混机加热混合一定的时间后放料，然后加入挤出机中再次混炼、冷却、造粒就得到了样品。样品经检测达到或接近标准，并判定可以使用再进行上缆实验。实验效果作为下次调整配方与工艺的依据。五、总体性能指标与国内同类产品的比较从查阅、收集到的资料来综合分析，性能参数接近、专用于电缆的热熔胶产品有几家，主要有江苏宝应的DM型号和焦作的ZR-1型号。具体比较情况如下：产品参数对比表型号DRJDMZR-1软化点909092抗拉强度MPa767熔融黏度180，PaS5.24.95.4热稳定性180，h262426脆性温度合格合格合格环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂护套试样 不开裂护套试样不开裂从主要性能参数的比较来看，综合技术水平与国内同类产品的技术水品接近，而且从实际上机使用的效果来看也相近，甚至超过某些产品。六、技术成熟程度热熔胶由于其不含溶剂、是100%的固体，作为最典型的环保胶粘剂，顺应了历史的潮流，因而在近年内得到了高速发展。中国热熔胶工业经过20多年的发展，已经进入了市场成熟期。尽管如此，由于热熔胶所具备的环保和适合自动化生产需要的巨大优势以及中国经济持续稳定较高速发展的大环境，预计近几年中国热熔胶仍将保持持续增长的势头。尤其是今年来电缆行业的飞速发展，促使相关电缆附件产品得到了迅猛的发展，技术日益成熟。我公司是专门生产电缆附件的企业，主打产品护套料与电缆盘具已有近十六年的历史，此产品与护套料在许多方面有着类似的特点，可以借用以往的经验，在使用设备、工艺上也有异曲同工之处，因而在设计、工艺、生产制造、管理、成本控制等方面有较强的基础。七、经济、社会效益分析电缆专用热熔胶是电缆生产不可缺少的辅助材料，电缆市场的巨大，决定了电缆用热熔胶市场潜力之大。仅天水铁路电缆工厂一家2005年至2007年就使用热熔胶近1000吨，平均每年300吨左右。由此推而广之，全国目前有几十家电缆厂，每年热熔胶用量将在近万吨。在电缆附件中，热熔胶的经济效益属于利润高的，假设反应釜一次投料为400公斤（一次投入量越多，成本越低。），两班倒生产，每天生产3吨，一个班34个工人。原料费1000014000元/吨，产品售价1600018000元/吨。利润空间较大。八、推广应用的条件和前景随着国家加大铁路建设、基础设施建设步伐和经济战略的调整，各类电缆产品的需求量今年来大大增加。而我公司原上级单位就是天水铁路电缆工厂，是专门生产电缆的国有知名企业。人员关系很熟，可以及时掌握产品的需求量、使用时间等信息。产品交付后，公司可以随时进行产品质量跟踪验证，发现问题也可以在第一时间内及时与对方沟通，协商解决。这为我公司开发电缆专用新产品提供了极大的便利。另外，我公司有多名经验丰富的销售人员，有多家电缆厂家都是多年的客户，只要产品质量上乘，市场前景十分广阔。九、存在的问题DRJ-电缆专用热熔胶的成功研制，为公司的发展增加了新的经济亮点。批量生产已成为目前面临的主要问题，为进一步提高批量生产能力，还需对加工工艺进行更细化的公关，需要添置部分辅助生产设备。测试分析报告及主要实验、测试记录报告一、 测试分析1、公司内测试DRJ-电缆专用热熔胶成功试制出第一批可用样品（样品一）后，经公司检测，所测参数合格。上机验证之后发现（1）黏度比江苏宝应的大一些；（2）造粒太大，下料不畅，致使料在挤出机下料口堆积，而机身内断胶。研究之后，将配方改进，使用新配方试制样品二，公司检测合格。部分检测记录如下：样品一：序号性能单位结果1软化点852抗拉强度MPa5.53熔融黏度180，PaS64热稳定性180，h265脆性温度，合格6环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂样品二：序号性能单位结果1软化点892抗拉强度MPa73熔融黏度180，PaS5.34热稳定性180，h265脆性温度，合格6环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂2、公司外现场使用验证经联系于天水铁路电缆工厂信缆车间对样品一做了现场试用工艺验证，并与江苏宝应的料做了对比。具体情况如下：设备：45塑料挤出机使用人员：挤塑工班田埂机组工厂技术人员：严海运、李怀林设备温度参数：115130验证过程观察到，我方样品下料不畅，料在下料口成块堵塞，时而发生断胶现象，固化时间短，粘接力强，黏度较大；而江苏料加料顺畅，出胶量大，固化时间稍长，粘接力稍弱。二者使用温度都较高。分析原因为：（1）我方样品造粒太大，且为方粒子，不宜流动；（2）料黏度大，配方设计不完善。将配方改进、造粒方式改进之后，使用新配方试制样品二。再次于天水铁路电缆工厂信缆车间对样品二做了现场试用工艺验证。具体情况如下：设备：45塑料挤出机使用人员：挤塑工班田埂机组工厂技术人员：李龙、李怀林设备温度参数：105120验证过程观察到，样品二下料顺畅，未发生断胶现象，固化时间短，粘接力强，黏度降低，出胶量大，使用温度降低了10。结论：配方研制成功，可以满足生产使用。二、 测试记录分析试制的样品一测试结果显示黏度较大，且下料不畅，使用温度略高，分析原因为：（1）我方样品造粒太大，且为方粒子，不宜流动；（2）料黏度大，配方设计不完善。之后将配方加以改进，在样品二中增大了主体聚合物的比例，并将造粒方式改为3毫米左右的小方粒，并在包装时加入少量爽滑剂。试制样品经测试，黏度降低，下料顺畅，使用温度降低10度。完全达到了预期的效果，用户评价较好。将样品二取小样送交天水铁路电缆工厂检测室检测，测试记录如下：序号性能单位结果1软化点902抗拉强度MPa73熔融黏度180，PaS5.24热稳定性180，h265脆性温度合格6环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂又将其与江苏宝应DM-电缆用热熔胶和焦作的ZR-1电缆用热熔胶加以对比，如下表型号DRJDMZR-1软化点909092抗拉强度MPa767熔融黏度180，PaS5.24.95.4热稳定性180，h262426脆性温度合格合格合格环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂护套试样 不开裂护套试样不开裂从主要性能参数的比较来看，综合技术水平与国内同类产品的技术水品接近，而且从实际上机使用的效果来看也相近，甚至超过某些产品，完全满足使用要求。设计与工艺图一、产品名称：电缆专用热熔胶。二、开发目的：扩大公司产品范围，增加经济效益。三、应用范围：用于电缆铝护套与二次内垫之间起粘接作用。四、产品要求：粘接力强；使用温度低于100。固化时间短，要求附着在铝护套上后即刻就干。五、主要技术条件：序号性能单位指标1软化点822抗拉强度MPa43熔融黏度180，PaS4.56.04热稳定性180，h245脆性温度，406环境应力开裂（热熔胶为开裂剂50248h）护套试样 不开裂六、配方设计 1、材料选用：电缆用热熔胶所用原材料主要有主体聚合物EVA、增粘树脂、稀释剂等。其主要原料主体聚合物为进口原料，在配方中起到主要作用，粘接力强、固化好，低温下机械性能基本不变；增粘树脂可以提高胶液流动性，调节粘结强度；稀释剂的作用是降低基体黏度，提高施工流动性，控制固化速度。这种热熔胶的优点主要有：a.粘合速度快，便于连续化、自动化作业；b.粘合工艺简单，单螺杆挤出机就可操作;c.较好的粘合强度与柔韧性。我们选用乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）为基体树脂，松香、石蜡、抗氧剂、增塑剂、碳酸钙为辅助材料。2、产品配方设计：根据产品最终要求及选用材料的性能，可初步设计配方如下：EVA 45份,松香40份，石蜡12份，抗氧剂0.6份，增塑剂1份，碳酸钙10份。根据正交设计法确定热熔胶的配方以及工艺条件：指标粘接强度、固化时间、熔融温度；因素碳酸钙、抗氧剂用量不变，分别为10份、0.6份，将松香、石蜡、增塑剂、EVA定为四个因素，即K4；水平每个因素定为三个水平，即b3，见下表所示：表11每个因素确定的三个水平值因素水平松香用量A石蜡用量B增塑剂用量CEVA用量D1233035401012150. 511.5354550注：实验次数M3（41）9；正交表选用L9（34）型正交表，可得出9个试验配方，即：EVA 45份,松香30份，石蜡10份，抗氧剂0.6份，增塑剂1.5份，碳酸钙10份。EVA 35份,松香35份，石蜡10份，抗氧剂0.6份，增塑剂0.5份，碳酸钙10份。EVA 50份,松香40份，石蜡10份，抗氧剂0.6份，增塑剂1份，碳酸钙10份。EVA 35份,松香30份，石蜡12份，抗氧剂0.6份，增塑剂1.5份，碳酸钙10份。EVA 50份,松香35份，石蜡12份，抗氧剂0.6份，增塑剂