铝塑复合机和钢塑复合机的工作原理和过程
关键词:光缆材料、镀铬钢塑复合带、光滑铝塑复合带、镀铬钢带、塑料薄膜
钢塑复合带和铝塑复合带主要用于通信光缆和通信电缆的外护套，与护套材料粘合形成综合护套层，起到防潮的作用，保护缆芯不受潮气侵蚀。同时，钢塑复合带和铝塑复合带对缆芯具有铠装作用，抵抗外力，为各种应用中铺设通信光缆和通信电缆提供机械保护，保证应用的稳定性和可靠性。
以光纤为载体的光通信具有传输频带极宽、通信容量大的特点。在现代通信中，光纤通信被广泛用于传输超大容量信号。所以对载体的可靠性和稳定性要求很高，否则可能会导致大面积的通信障碍。在长距离光缆通信系统中，光缆的传输特性应长期稳定。把光纤做成光缆，就是选择性能优良的原材料，保护光纤，保证光纤在使用寿命期内传输的可靠性和稳定性。光缆中的钢塑复合带和铝塑复合带在保护光纤方面起着非常重要的作用。
近年来，光缆市场竞争激烈，价格下跌，光缆制造成本压力大，导致生产复合带成本压力大，部分企业甚至出现生存危机。在严峻的形势下，这些厂家使用劣质材料制造劣质产品，使得市场上的复合带质量良莠不齐。这类厂商只注重自身经济效益，不讲社会责任，给光纤光缆通信带来极大隐患。
本文将通过对钢塑和铝塑复合带的分析，说明复合带的材料和生产工艺对光缆的工艺特性和质量的影响，以及如何通过简单的方法辨别复合带的优劣。
一、钢塑和铝塑复合带的现状
我们和北厚大学华飞研究所对从各光缆生产现场收集的十几种国内有代表性的复合带产品进行了测试，结果如下:
1，机械性能:
拉伸强度、RP0.2(非比例伸长强度)和断裂伸长率是三个指标，取决于复合带的金属基带，反映基带的性能。
钢塑复合带拉伸强度最高可达376.07Mpa，RP0.2(非比例拉伸强度)最高可达351.12Mpa，断裂伸长率最高可达29.82%。最低抗拉强度仅为343.15 Mpa，最低RP0.2(非比例拉伸强度)为262.47 Mpa，最低断裂伸长率仅为17.52%。有些厂商即使从同一复合带取6个样本，测得的数据也相差很大，σ达到20.975，说明他们用的基带性能很不稳定，很离散。但是有些厂商的产品性能比较稳定，离散度很小，σ只有1.212。
铝塑复合带拉伸强度最高可达97.56Mpa，RP0.2(非比例拉伸强度)最高可达70.84Mpa，断裂伸长率最高可达32.74%。最低抗拉强度仅为77.04 Mpa，最低RP0.2(非比例抗拉强度)为48.16 Mpa，最低断裂伸长率仅为15.10%。有的厂商甚至从同一条复合带中抽取6种图案，但测试出来的数据却大相径庭。但有些厂家性能指标很好，离差σ只有1.547。
从测试数据分析来看，不同厂商使用的基带还是有很大差别的。进口镀铬钢带机械性能好，离散性小。然而，国产带钢的性能不稳定且离散。应该说国产钢带在材料方面的性能差距不小。从铝带来看，国内不同铝厂生产的电缆铝基带质量差异也非常明显。
2.粘合性能:
剥离强度--衡量金属基带和薄膜之间粘附力的指标。从钢塑复合带的检测结果分析，有4个产品样品不合格，其中A、B两个产品样品不合格，A、B两个产品样品不合格。只有少数厂家的产品很好。A面和B面的剥离强度很大，差别很小。标准差只有0.114。它使用的钢基带是进口镀铬钢带。
从钢塑复合带耐水剥离强度的测试数据来看，两个厂的产品样品只要有一个合格，其他都不合格，反映出大部分产品的耐水环境性能较差。
热封强度——衡量复合带A面和B面之间粘合力的指标，它直接影响复合带纵向搭接成为隔湿层的质量。从检测结果来看，钢塑复合带只有1家厂家的17.21N/cm不合格，大部分厂家的样品在17.88-19.77N/cm之间，个别厂家达到37.72 N/cm。铝塑复合带只有一家厂家的16.92 N/cm不合格，其他都在19.49-24.65N/cm之间。
剪切强度——衡量复合带热封后的抗剪切能力，直接反映制作光缆后钢塑、铝塑复合带“封缝”处的外力。从试验数据分析来看，虽然所有产品都满足热封区不发生剪切破坏的要求，但各厂家产品的剪切力值还是有较大差异。钢塑复合带最佳厂家热封区剪切力值达到578.87n/cm；。最差的厂家只达到了435.16N/cm。铝塑复合带最好厂家的剪切力达到182.5438+04n/cm；最差的厂家只达到了119.5438+0N/cm。
复合带的粘接性能主要与薄膜的材料性能、制造商的复合技术水平和金属基带的质量有关。从测试数据分析来看，性能优异的产品采用进口镀铬钢基带和优质线缆铝基带，其选用的* * *聚合物及其工艺水平也非常优秀。
3.兼容性:
金属塑料复合带与光缆中的油膏长期接触，需要考虑其与油膏的相容性。耐填充复合试验是观察油膏中金属基带与高分子膜之间是否会出现气泡或分层，即评估复合胶带与光缆填充油膏的相容性。试验方法是将每组6个试样50mm×50mm浸入盛有光缆填充油膏的烧杯中，然后将烧杯放入68 1℃恒温168h的烘箱中观察。测试结果:全部通过。
为了区分优劣，我们把时间延长到192h，216h，240h进行观察。经过240h加速老化试验，总体来看，钢塑复合带合格率为61%，铝塑复合带合格率为58%，铝塑复合带塑料层脱落，占比8%。同时我们也看到三个厂家的钢塑复合带样品和三个厂家的铝塑复合带样品在整个加速试验过程中一直处于良好状态，没有气泡和分层。
试验结果表明，复合带与软膏的相容性稳定。经过加速老化试验，可以看出钢塑复合带与油膏的相容性优于铝塑复合带与油膏的相容性。不同厂家的产品还是有明显区别的。
4.耐腐蚀性:
检查金属塑料复合带在酸性或碱性环境下* * *聚合物膜与金属基带之间是否会分层，是否会对金属基带造成腐蚀。试验按照YD/T723进行。每组6个钢塑复合带样品在0.1mol/LHCL溶液中浸泡480h，2个厂家的非镀铬钢带产品样品不合格。提高溶液浓度，在0.2mol/LHCL溶液中浸泡240h，观察到两个厂家的非镀铬钢带产品样品膜脱落，均被氧化，其他厂家合格；当提高溶液浓度，在0.3mol/LHCL溶液中浸泡192h时，观察到四个厂家的产品经过长时间的恶劣环境试验，仍然全部合格，也能达到8 ~ 10的耐腐蚀等级。每组6个铝塑复合带样品在0.1mol/L NAOH溶液中浸泡480h，有2个厂家的样品不合格，其中一个几乎完全腐蚀。提高溶液浓度，在0.2mol/L NAOH溶液中浸泡240h，只有一个厂家的产品样品通过；当溶液浓度增加，在0.3mol/L NAOH溶液中浸泡65438±092h时，所有样品均不能通过。
测试结果表明，不同厂家产品的耐腐蚀性能差别很大。在钢塑复合带中，镀铬钢带的耐腐蚀性好，不镀铬钢带的耐腐蚀性差很多。
5.介电特性:
YD/T723《通信电缆和光缆用金属塑料复合带》要求双面钢塑复合带和铝塑复合带的介电强度为2kVd.c，1min，所有样品均通过测试。所以我们把电压提高到5kvd.c，1min所有样品仍然通过测试，说明双面钢塑复合带和铝塑复合带的介电强度完全满足要求，安全系数较大。
第二，复合带所用材料对光缆工艺和质量的影响
目前光缆用金属塑料复合带的主要材料有镀铬钢带、缆用铝带、乙烯丙烯酸聚合物等。金属塑料复合带的性能与其使用的原材料性能密切相关。从测试结果来看，金属基带的质量决定了复合带的力学性能和耐腐蚀性能，而金属基带和* * *聚合物的质量直接影响复合带粘合性能的质量。对光缆质量有严格要求的用户，需要控制原材料的性能，以保证光缆的质量。
钢塑复合带的基带应为镀铬钢带(简称TFS)。镀铬钢带的特点是:由于钢带表面镀有一层铬，铬的化学性质非常稳定，常温下放置在空气中或浸在水中都不会生锈，耐腐蚀性非常好。铬在大气中容易氧化形成很薄的钝化层，因此具有良好的耐环境性，在一般酸性环境和潮湿大气中稳定。镀铬钢带附着力强，有资料表明其对有机涂层的附着力比镀锡钢带强3 ~ 6倍，所以镀铬钢塑复合带附着力好。镀铬钢带还具有良好的耐高温性能，铬的熔点高达1900℃。
为了降低成本，一些厂家采用镀锡钢带作为基带生产钢塑复合带。镀锡钢带(ETS)在干燥洁净的大气中具有良好的耐腐蚀性。但镀锡层表面的针孔和气泡是不可避免的，所以在潮湿的大气中，在表面结露或浸泡的条件下，很容易腐蚀，特别是在有酸或微量盐的环境中，腐蚀速度相当快。锡镀层耐热性差，熔点只有232℃。因此，镀锡钢塑复合带的剥离强度因护套挤出时的高温而不确定。
其他厂家使用无涂层钢带，也称为BlackPlate或cmq(罐装优质黑钢板)，作为基带生产钢塑复合带。这种钢带的突出缺点是耐腐蚀性特别差，在潮湿的大气中以及表面结露或浸泡的条件下容易腐蚀。在酸性或还原性环境中，腐蚀速度非常快，导致钢带穿孔、漏气和湿气进入，导致通讯障碍。这种复合带的钢基带和薄膜之间的粘合性差，剥离强度很低，在纵向包装的重叠部分容易出现裂纹，使水分进入。光缆制成后，钢基带与护套易分离，无法形成全面的粘合护套，防潮性能很差。
由镀锡钢带和黑铁片制成的钢塑复合带，由于耐腐蚀性差，与薄膜的附着力差，往往不能通过《光缆用金属塑料复合带》标准中规定的耐腐蚀试验。
需要指出的是，氢损耗是导致光纤衰减增加的一个危险因素。我们知道，活性金属与酸的反应，以及两种有电位差的金属在酸性环境下，甚至在弱酸性环境下的电化学反应，都会导致析氢。镀锡钢带和黑铁片都有析氢的内部条件。如果油膏的酸值过大，如果护套破损，使用环境有一定条件，在腐蚀过程中可能形成微电池，大大增加了产氢的风险，对光纤造成很大的伤害。
如何区分钢塑复合带的基带是镀铬钢带、镀锡钢带还是黑铁片？从严格的科学角度来说，可以通过光谱仪、涂层厚度分析仪、扫描电镜等方法进行鉴定，但光缆厂商和通信运营商通常不具备这些仪器。不妨推荐一种在实践中摸索出来的简单有效的识别方法:剪下一段钢塑复合带(长度约200mm)(或剪下一段光缆复合护套，剥开去掉护套材料，再展开露出的钢塑复合带)；用酒精灯或打火机燃烧钢塑复合带上的塑料薄膜，然后观察:所有镀铬的钢塑复合带燃烧后都是白色带一点点淡黄；镀锡钢塑复合带或无涂层钢塑复合带烧制后呈黑色或微深蓝色。
同样材质不同品牌的钢基带质量差距也很大。目前国内生产光缆用镀铬钢基带的企业都是小企业，设备陈旧，工艺落后，原料成分不稳定。国产材料与国外产品相比，质量差距仍然较大，化学成分波动较大，力学性能不稳定、离散，这一点在本文第一节可以看出。成品尺寸精度不高，国外产品厚度公差控制在5微米以内，而国内产品往往高达8 μ m，公差过大也使得光缆制造成本无法控制。有许多表面缺陷、夹杂物、针孔等。这些缺陷往往比较隐蔽，很难被发现，而且在生产光缆的过程中，胶带很容易断裂。显然对用户造成了很高的拒绝率。
铝带的质量对铝塑复合带的力学性能和耐腐蚀性能也起着决定性的作用，国内不同铝厂的产品质量差异也非常明显。选择高质量的电缆铝基带是生产高质量铝塑复合带的基础。
对* * *高分子材料的要求是同时要与金属基带和护套材料有良好的附着力。目前比较理想的材料是乙烯丙烯酸* * *聚合物(EAA)或甲基乙烯丙烯酸* * *聚合物(EMAA)，这是一种极性材料。它能与金属很好地结合，与护套材料有很好的相容性。由于EAA熔点低，纵包自粘性好，通常不需要使用热风枪。
三、复合带技术对光缆技术和质量的影响
1，复合工艺对光缆生产过程的影响
金属塑料复合带由金属层和复合在其一面或两面上的聚合物膜组成。衡量复合技术的主要技术指标是复合带的粘合性能。附着力通常指以下三个方面:一是金属基带与薄膜的附着力，二是复合带与护套材料的附着力。要获得优异的粘接性能，一是靠选材，二是靠工艺。就技术而言，光缆用钢塑复合带和铝塑复合带一般采用流延法和热粘合法生产。近年来，随着金属塑料复合带技术的不断进步，热粘合膜从pe膜、EAA(EMAA)单层膜发展到今天的EAA/PE/EAA、EAA/PE/PE结构膜。一般情况下，复合带生产企业通过原材料控制和严格的工艺控制，可以生产出合格的产品，满足生产光缆的要求。EAA/PE/EAA结构膜由于熔点低，纵向搭接的自粘性能好，通常不需要使用热风枪。而EAA/PE/PE结构膜由于熔点较高，在垂直缠绕时通常需要使用热风枪。
由于复合带生产企业的管理水平、工艺水平、设备技术水平参差不齐，生产出来的产品质量参差不齐，劣质产品会给光缆的生产带来很大的麻烦。
2.机械变形对光缆生产过程的影响
金属塑料复合带应用于光缆生产时，必须按所需宽度切割成条，切割质量直接影响光缆生产。钢塑复合带和铝塑复合带切割时应无刀痕和褶边，端面应平整。带子放出来就是平的。这样在光缆生产过程中容易成型，搭接处不易倾斜，附着力好，综合保护层防潮效果好。反之则不然。
3.动摩擦系数对光缆生产过程的影响。
我们使用不同的铝塑复合带在纵向包裹台上进行模拟生产环境实验。Xi安勤邦专利技术制造的光滑铝塑复合带在通过纵包台模具时的阻力明显不同于普通铝塑复合带。前者的阻力比后者低26.6% ~ 55.5%。我们还采用GB10006的方法对铝塑复合传动的摩擦系数(μd)进行了测试。在9.81N的常压下，前者μd在0.3-0.4之间，后者高达0.6。金属塑料复合带的摩擦系数对光缆的生产过程有明显的影响，尤其是铝塑复合带，由于其机械强度远低于钢塑复合带，所以其抗拉强度和变形抗力要小得多。在实际工作中，除了工艺调整问题、故障或其他人为因素外，动摩擦系数过大往往是光缆生产中铝塑复合带断裂的主要原因。采用表面摩擦系数低的铝塑复合带制作光缆，变形小，易于成型。它带来的好处是:首先不容易断带，减少了断带的麻烦；其次，在工艺协调良好的情况下，可以明显提高生产线的速度，即提高工作效率；最大的好处是保证光缆质量。由于铝带的机械变形小，铝塑综合护套的机械性能好，有利于保证光缆的使用寿命。上海网通光缆材料有限公司和Xi安勤邦电信材料有限公司将动摩擦系数作为产品的评价指标。
如何区分光滑铝塑复合带和普通铝塑复合带？这里有一个简单易行的方法:用酒精灯或打火机烘烤铝塑复合带的局部区域几秒钟，然后等铝塑复合带完全冷却后再观察:可以看到烘烤后的铝塑复合带和未烘烤的铝塑复合带之间有明显的分界线，用手沿着铝塑复合带的纵向轻轻一摸，可以明显感觉到摩擦系数有一个突然的分水岭，从很光滑到很涩，这就是光滑的铝塑复合带。而普通产品无论怎么火烤，既没有火烤的分界线，也没有摩擦系数突变的分水岭。
4.单盘长度较长的金属塑料复合带可以减少光缆的拼接，降低拼接的风险，提高生产效率；而单根金属塑料复合带没有接头，可以降低电缆生产中断的风险。上海网通光缆材料有限公司已能生产出单盘长度5000m、无接头的产品供用户使用。
四。结论
1，金属塑料复合带质量良莠不齐，部分厂家产品质量与国外知名品牌相当，在国际市场上同台竞争；一些厂商热衷于“挖潜”，偷梁换柱，不顾社会责任。负责任的光缆制造商和追求质量的光缆用户应有效控制原材料的质量。
2.与进口镀铬钢带相比，国产材料的质量差距仍然较大，主要表现在化学成分波动大、力学性能不稳定、成品尺寸精度低、表面缺陷、夹杂物、针孔多等。
3.镀铬钢带生产的复合带的机械性能、耐腐蚀性能、粘接性等性能指标均良好，能保证光缆长期稳定可靠运行。而其他钢带制成的复合带各项指标相对较差，尤其是耐腐蚀性、粘接性能、腐蚀时析氢等，对保证光缆长期稳定使用存在很大风险。
4.光滑的铝塑复合带在进入光缆护套挤出机的模具之前，带面非常光滑，摩擦系数很小，便于加工成型。因此，通过纵包台的预成型模、成型模和定径模时阻力小，变形小。由于变形小，不容易断带，减少了断带的麻烦；在工艺协调良好的情况下，可以明显提高生产线的速度，即提高工作效率；由于变形小，铝塑复合护套的力学性能好，有利于保证光缆的使用寿命。同时也解决了薄铝带在线使用的问题。光滑的铝塑复合带一旦加工成光缆，就与护套材料牢固结合，有效形成防潮层。
5.在当前线缆行业价格战的恶性竞争下，为了降低成本，光缆外径越来越小，还要求细缆芯纵向包裹0.15mm复合带，真的有点舍不得。由于缆芯直径较小，复合带较厚时，搭接处容易倾斜或弹开，但不易粘结牢固，质量难以控制。因此，建议根据实际情况对现行标准中规定的复合带公称厚度进行修正。比如根据光缆直径的不同，复合带可以分三段使用:对于线芯直径较大的光缆，可以使用厚度为0.20mm的复合带(由于缆芯较粗，选择机械性能较高的复合带会更安全可靠)；如果缆芯直径较小，使用厚度为0.12mm的复合带(如果使用厚度为0.12mm的复合带，纵向绕包时容易成型，搭接紧密，既能保证光缆质量，又能节省材料，降低成本。为什么不两全其美呢？从防潮效果来看，0.12mm厚复合带和护套材料组成的综合保护层完全可以满足防潮要求)；当缆芯直径介于上述两者之间时，使用0.15mm厚的复合带。
产品说明
钢塑复合带主要用于光缆中的屏蔽和铠装；
1，EGE钢塑复合带是在镀铬钢基带和镀锡钢基带A、B两面涂上乙烯-甲基丙烯酸* * *聚合物(EMAA)树脂，达到一定的粘合性，颜色为鲜绿色；
2.EG钢塑复合带是在镀铬钢基带和镀锡钢基带的A面涂上乙烯-甲基丙烯酸* * *聚合物(EMAA)树脂，达到一定的粘合性，颜色为鲜绿色；
3.工艺是热粘；
4.回火度为t 1-t 2.5；
5.铝/钢塑复合带的规格和性能指标:
项目单元铝塑指示器钢塑指示器
外观——笔直、光滑、均匀、无杂质、无皱纹、无斑点；直、光滑、均匀，无杂质、皱纹和斑点。
标准长度m 2050-3100 1000-3500
宽度mm 20-500 14-405
基带厚度mm 0.200 0.02 0.200 0.02
0.150 0.015 0.150 0.015
薄膜毫米0.058 0.013 0.058 0.05438+03
复合区mm 0.32 0.042 0.32 0.015。
0.27 0.042 0.26 0.015
抗拉强度Mpa≥54 300～420
断裂伸长率% ≥15 ≥15
剥离强度N/cm ≥6.13 ≥6.13。
热封剥离强度N/cm ≥17.5 ≥17.5。
热封的剪切强度-塑料层之间没有剪切破坏。
耐水性，剥离强度(68 1℃，168h)n/cm≥6.13≥6.13。
耐石油糊性(6865438±0℃，65438±068h)-不分层。
介电强度(24千伏，1分钟)-无击穿。
耐蚀性(0.1mol/L，NaOH，HCL，480h)为7级以上。
注:1，钢塑复合带型号为EGE，颜色为绿色，铝塑复合带型号为ELE，颜色自然；
2.管芯为钢芯或塑料芯，φ75，φ150；
3、木质托盘包装，钢带紧固包装，塑料薄膜防潮。
钢塑复合带1。原材料:产品质量是企业的生命。为了保证质量的可靠性，所有的金属基板都是从国外知名企业采购的，钢箔是新日铁株式会社的，塑料是美国杜邦公司的可靠系列产品。2.产品主要性能a .钢塑复合带表面应平整、光滑、均匀，无杂质、皱纹、斑点等机械损伤缺陷；最长5000M，最宽810MM，最窄12MM。b .切割后的钢塑复合带应平整，侧边不平度不大于2mm，端面无卷边、缺口、毛刺等机械损伤。拔的时候边缘没有明显的波浪流形(俗称荷叶)。3.产品优点:a .优异的机械性能由于复合带与塑料护套之间良好的粘附性，屏蔽层与外护套形成一个整体，使金属组件的强度与塑料护套的延展性和抗疲劳性相结合，提高了电缆的机械性能。b .可靠的防潮钢塑复合带对水分的入侵有很好的阻隔作用，从而保护了缆芯。c .极高的耐腐蚀性由于金属管屏蔽带双面涂有塑料层，在金属构件层与腐蚀性水和气体之间设置了耐化学腐蚀的隔离层。4.储运:a .运输:产品在运输过程中应避免日晒雨淋，保持清洁、干燥、无污染，包装保持完好。b .储存:将产品储存在远离火源、热源的清洁干燥的仓库中，避免阳光直射。仓库里的温度不应超过50℃。