硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料
电线电缆交联的种类
电线电缆交联的种类干式交联（dry-type cross-linked）：采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层―绝缘层―绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。
具体应用：该法主要应用于交联电缆导体屏蔽层―绝缘层―绝缘屏蔽层三层共挤的生产，交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料。
最常用的材料为交联聚乙烯（XLPE）。
交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯（PE）材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯。
使得长期允许工作温度由70℃提高到90℃（或更高），短路允许温度由140℃提高到250℃（或更高），在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能。
交联方法及比较，电缆行业生产交联电缆的工艺方式分为三类：过氧化物交联：包括饱合蒸气交联、惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联，国内均采用第二种即干法化学交联。
惰性气体交联：干法化学交联。
传热媒体为氮气（惰性气体），交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500kV级。
硅烷化学交联：即温水交联，采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层―绝缘层―绝缘屏蔽层的挤出后，将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-95℃热水中进行水解交联，由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。
一般最高电压等级仅达10kV。
辐照交联，即物理交联，采用经过改性的聚乙烯绝缘料，将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。
辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。
表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联电缆。
但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿透厚度为10mm以下，考虑几何因数，生产电缆的电压等级仅能达到10kV，优势在6kV以下。
硅烷XLPE简介及二步法硅烷交联工艺控制
硅烷XLPE简介及二步法硅烷交联工艺控制本文介绍硅烷交联的交联原理，并通过实际经验分析硅烷交联生产过程的控制要求，及注意事项，同时也经过数据验证硅烷交联料的线芯蒸汽时间。
标签：硅烷交联聚乙烯；挤出机；低压电力电缆现阶段低压电力电缆、交联聚乙烯绝缘控制电缆绝缘材料采用硅烷交联料，硅烷交联料在电缆厂加工简便，只需要普通挤出机挤出在经过水煮交联或着蒸汽房蒸汽交联即可，操作简单，设备占地面积小（见图1），电缆行业普遍使用硅烷交联料。
1 硅烷交联电缆料交联原理制成硅烷交联聚乙烯主要有两个过程接枝和交联。
在接枝过程中，聚合物在游离引发剂及热解成的自由基作用下，失去叔碳原子上的H原子产生自由基，该自由基与乙烯基硅烷的-CH=CH2基反应生成含有三氧基硅酯基的接枝聚合物。
在交联过程中，接枝聚合物首先在水的作用下发生水解生成硅醇，-OH与邻近的Si-O-H基团缩合形成Si-O-Si键从而使聚合物大分子间产生交联。
2 硅烷交联电缆料及其电缆的生产方式硅烷交联料分两种一种是一步法交联料，另一种是二步法交联料。
所谓的一步法硅烷交联料是指接枝过程在电缆制造厂进行绝缘挤出时完成的，二步法是指接枝过程在硅烷交联料生产厂家预先完成的。
现阶段电缆厂家普遍使用二步法硅烷交联料，二步法交联料分A料即已接枝了硅烷的聚乙烯和B料为催化剂母料，其分配比（重量）一般为A∶B=95∶5，电缆厂生产绝缘线芯时需将A、B料配比好混合均匀后在普通挤出机上挤出，生产好的绝缘线芯再经过水煮或蒸汽交联。
另一种一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料是由硅烷交联料生产厂家生产，是将所有料按配方中的配比经一种特殊方法混合在一起，包装在一个袋内，电缆厂可直接在普通挤出机中一步同时完成成接枝和挤制电缆绝缘线芯。
该方法的独到之处在普通的PVC挤出机中即能完成硅烷接枝过程，且省去了二步法在挤出前A料和B料需混合的劳作。
3 二步法硅烷交联加工工艺控制（1）挤出配模时，拉伸比一般为2.5～4，配模系数为1.1～1.2为宜，模芯内径为D（导体外径）+2～5mm，同时提高模套口的光洁程度，减少流道凸台，从而降低熔体破裂，提高表面质量，经现场验证发现我们公司50mm2以下圆形紧压铜导体挤包XLPE绝缘时产品配模系数在1.25～1.35之间，模芯内径为D（导体外径）+4～8mm，配模系数越大绝缘挤压越紧密，产品质量越高，但是材料消耗却越大，特别对于非紧压导体如扇形、瓦形铜导体，由于单丝间的缝隙大，配模系数越大，将会导致嵌入导体缝隙间材料越多。
一步法硅烷交联绝缘料
一步法硅烷交联绝缘料一、引言随着电力行业的不断发展，绝缘材料的要求也越来越高。
传统的绝缘材料存在着易老化、易燃、易开裂等问题，这些问题严重影响了电力设备的安全运行。
因此，研发一种性能优良的绝缘材料成为了电力行业的迫切需求。
二、一步法硅烷交联绝缘料的研究背景硅烷交联是一种常见的绝缘材料交联方式，它具有优异的绝缘性能和耐热性能。
但是，传统的硅烷交联需要多步反应，反应时间长，生产成本高。
因此，研究一种简单、高效的硅烷交联方法成为了研究的热点。
三、一步法硅烷交联绝缘料的研究内容一步法硅烷交联绝缘料是指将硅烷交联剂和绝缘材料一起混合，通过一步反应完成交联。
该方法具有反应时间短、生产成本低等优点。
研究表明，一步法硅烷交联绝缘料具有以下特点：1. 优异的绝缘性能：一步法硅烷交联绝缘料具有优异的绝缘性能，能够有效地防止电器设备的漏电和击穿。
2. 良好的耐热性能：一步法硅烷交联绝缘料能够在高温环境下保持稳定的性能，不易老化和燃烧。
3. 良好的机械性能：一步法硅烷交联绝缘料具有良好的机械性能，能够有效地抵抗外力的影响。
四、一步法硅烷交联绝缘料的应用前景一步法硅烷交联绝缘料具有广阔的应用前景。
它可以应用于电力设备、电线电缆、汽车电子等领域。
在电力设备领域，一步法硅烷交联绝缘料可以用于高压电缆、变压器、电机等设备的绝缘。
在汽车电子领域，一步法硅烷交联绝缘料可以用于汽车电线电缆的绝缘。
五、结论一步法硅烷交联绝缘料是一种性能优良、生产成本低的绝缘材料。
它具有优异的绝缘性能、耐热性能和机械性能，具有广阔的应用前景。
相信在未来的发展中，一步法硅烷交联绝缘料将会得到更广泛的应用。
电缆绝缘表面产生凹凸不平、鼓包的原因？解决方法？
电缆绝缘表面产生凹凸不平、鼓包的原因？解决方法？电缆绝缘表面产生凹凸不平、鼓包的原因？解决方法？聚乙烯（PE）是非极性材料，具有良好的电性能，但其分子结构呈线性，挤包成绝缘层后易开裂。
交联技术是PE改性的主要手段之一，交联后的PE可显著地提高其耐环境应力、使用温度及在高温下的力学性能。
作为PE交联方法之一的硅烷交联，使PE分子间形成C-Si-O-Si-C的交联网络，目前以其简单、经济和优越的性能而在低压电缆生产中被电缆制造商所推崇。
由于不同生产厂家的硅烷交联电缆料采用的挤出温度、挤出速度和交联速度等加工工艺不尽相同，对低压电缆绝缘线芯挤出表面质量的影响也较大。
本文就生产硅烷交联聚乙烯绝缘线芯过程中出现的表面凹凸不平、鼓包问题进行分析，并提出解决办法和控制对策。
1产生的原因1.1生胶现象交联绝缘线芯在生产过程中有时会出现生胶现象，也称为绝缘僵块或硬块。
产生这种现象的原因主要是：1）机颈或机头的温度不够，造成内部局部冷胶产生；2）因为机身温度或剪切力不够而引起的局部塑化不好；3）当过滤网的衬垫不到位，最终影响到交联绝缘料的挤出压力，也会产生生胶，使绝缘线芯表面出现凹凸的硬块。
1.2老胶现象交联绝缘线芯在出产过程中有时会出现老胶现象，也成为预交联，是因为交联料挤出时机头温度过高或交联料历久停留在流道内的死角所引起的，该老胶呈琥珀色，停留时间越长，其颜色越深，温度越高其颜色也越深。
一般产生老胶的原因有：1）挤出速度过快，螺杆转速越快，螺筒内交联料剪切作用力越强烈，这样使机身局部温度升高，导致老胶现象产生；2）交联绝缘料在机筒内停留时间过长，有一部分绝缘料产生过早交联，这样线芯在出模时就造成了表面凹凸不平。
3）过滤网衬垫位移造成分流板处的胶料压力分布不均匀，形成流道死角，这种情况下也会产生老胶，同时也有可能因过滤网失去部分过滤的作用，经过长时间出产后，也会使积累在螺杆头上的老胶在挤出时被带出，在绝缘层内混入老胶杂粒，造成绝缘线芯出现质量题目。
35KV及以下可交联聚乙烯绝缘料技术规范(YJ-35,YJ-10,YJG-10-YJG-3)
电气性能试验用硅烷交联聚乙烯绝缘料试片也可采用模压法制备。可将挤压的条状片料裁剪为模压用的块状片料，将其在（160～170）℃的液压机中不加压预热6min。然后经4min加压加热成形，液压机的压强应大于15MPa。加压冷却至室温。试片应平整光洁、厚度均匀、无气泡。再将试片浸人温度为（90～95）℃的水浴内（6～8）h。温水交联后试片仍应保持平整。
（1-35）kV过氧化物交联聚乙烯绝缘料；
（1-10）kV硅烷交联聚乙烯绝缘料。
2.
表1
型号
名称
使用特性
YJ-35
35kV及以下过氧化物交联聚乙烯绝缘料
适用的电缆导体长期允许最高工作温度90℃
YJ-10
10kV及以下过氧化物交联聚乙烯绝缘料
YJG-10
10kV及以下硅烷交联聚乙烯绝缘料
YJG-3
3kV及以下硅烷交联聚乙烯绝缘料
6.2
包装表面应标明生产厂厂名、厂址、产品名称、型号、批号、制造日期、有效使用期及防潮标志。包装袋上应附有产品合格证：每批产品应附有出厂检验报告。
6.3
绝缘料运输过程中不应受到日晒雨淋和浸水等不正常条件的损害。
6.4
绝缘料应贮存在清洁、干燥、通风的库房内，贮存温度应不低于0℃。绝缘料自生产之日起贮存期应不超过六个月。
15/30
4
空气热老化
℃×h
150±3×168
135±2×168
拉伸强度变化率≤
%
±20
±20
磷氮阻燃材料硅烷交联
磷氮阻燃材料硅烷交联
硅烷交联聚乙烯是一种阻燃材料，主要用于电缆和电线的绝缘层。
硅烷交联技术是通过引入特定的硅烷基团，利用其反应活性来实现高分子材料的交联。
这一过程使得材料在加工时具有流动性，而在加工完成后逐渐固化，形成三维网络结构。
这种结构可以提高材料的热稳定性、电气性能和耐环境性能。
磷氮阻燃剂则是一种常用的阻燃剂，通过在材料中引入磷和氮元素来提高其阻燃性能。
磷元素可以促进材料在燃烧过程中的成炭作用，形成难以燃动的炭层，而氮元素则可以稀释可燃气体，降低燃烧温度。
将磷氮阻燃剂与硅烷交联聚乙烯结合，可以制备出具有优异阻燃性能的硅烷交联聚乙烯阻燃材料。
这种材料在保持硅烷交联聚乙烯原有的优良电气性能和耐环境性能的同时，还具有出色的阻燃性能，能够满足各种电线电缆的阻燃要求。
影响两步法硅烷交联低压架空电缆绝缘热收缩性能的工艺研究
等多种规格。
但挤管式也有其缺点，与挤压式模具相比，挤管
式模具生产的 ＸＬＰＥ 绝缘电缆在生产中的牵引拉伸
变形更大，聚乙烯分子的取向结晶更明显，同时挤管
式 挤 出 的 绝 缘 层 密 实 性 较 差， 这 种 方 式 生 产 的
ＸＬＰＥ 绝缘电缆的热收缩也比挤压式模具生产的大
很多。
半挤管式模具是挤管式与挤压式的中间型式。
于模芯管状承径部分的存在，使塑料不是直接挤在
线芯上，而是沿着管状承径部分向前移动，先形成管
１２ ～ １６ ｍ ／ ｍｉｎ，实测挤出速率为 １３ ｍ ／ ｍｉｎ。
３ ４ 绝缘冷却
电缆绝缘挤出后的冷却一般采用水冷的方式，
绝缘熔体从熔融温度以上降到玻璃化温度以下的过
状，然后经拉伸再包覆在线芯上。 与挤压式相比，挤
乙烯绝缘电力电缆和架空绝缘电缆经常出现绝缘热收缩性能不能满足产品标准的试验要求，导致电缆产品
出现不合格的现象，通过分析研究电缆绝缘材料、导体温度、挤塑温度、挤塑模具和冷却等各个环节对绝缘热
收缩性能的影响，并对交联聚乙烯绝缘电缆的热收缩性能进行了多次试验验证，得出了有效减小绝缘热收缩
率的方法及措施，使电缆的热收缩性能完全满足产品标准的型式试验要求。
的作用，因此，温度要稍有下降；在模具阶段，若温度
过高，不但造成绝缘表层分解，更会使产品成型冷却
困难，使产品不利于定型，因此，此阶段温度应稍有
下降。 经试验室多次试验验证，挤出机设定温度和
实测温度见表 １。
表 １ 挤出机不同区域的设定和实测温度
区域
加料段
压缩段
塑化段
机头
模具
设定温度 ／ ℃
实测温度 ／ ℃
中有充分的保温时间，以降低 ＸＬＰＥ 绝缘层的热收
一步法硅烷交联聚乙烯配方
一步法硅烷交联聚乙烯配方1. 什么是一步法硅烷交联聚乙烯？好嘞，今天咱们来聊聊一步法硅烷交联聚乙烯，听起来可能有点高大上，但别担心，咱们会把它说得简单明了。
首先，硅烷交联聚乙烯，简称PEX，简单来说，就是一种非常牛的塑料，用在各种管道和电线里，绝对是家居生活的小英雄。
想想吧，当你打开水龙头，水流淌而出，这背后可都是它在默默奉献呢。
1.1 一步法的魔力说到一步法，咱们得给它点掌声。
为什么呢？因为传统的交联方法往往需要两步走，繁琐得让人头疼。
而一步法可就简单多了，直接一锅端，把硅烷和聚乙烯混合后，一次性搞定交联。
这个过程就像是在厨房里做菜，简单又方便，省时省力，最重要的是，做出来的菜（也就是聚乙烯）质量那是杠杠的！1.2 这个配方的神奇之处那你可能会问，这个一步法的配方到底有什么神奇之处呢？首先，材料的选择非常讲究，咱们得选用高质量的聚乙烯，再加上合适的硅烷，这样才能确保最终产品的强度和韧性。
就好比你做蛋糕，面粉、鸡蛋、糖，这些材料得搭配得当，才能做出松软可口的蛋糕。
再加上交联后的聚乙烯，耐高温、耐腐蚀，简直是工业界的“铁人”。
2. 配方的构成接下来，咱们聊聊具体的配方构成。
其实这玩意儿并不复杂，就像搭积木一样，几个主要材料加一块，就能拼出个高大上的聚乙烯。
2.1 主要成分首先，你需要聚乙烯（PE），这是基础材料，得有它才能开始。
然后是硅烷，通常选用乙烯基硅烷，这玩意儿可厉害了，能帮聚乙烯在高温下交联，提升强度。
接下来，还有一些辅助剂，比如交联剂和催化剂，它们就像是幕后推手，默默在背后推动反应，保证一切顺利进行。
2.2 调配比例配方的比例就像做饭时加盐的量，太多太少都不行。
一般来说，聚乙烯和硅烷的比例大概在100:1到100:2之间，这个得根据实际情况调整。
而交联剂和催化剂的量，通常是按总重量的千分之一来计算，轻重得当，才能做到味道恰到好处。
3. 制作过程好了，接下来咱们进入到制作过程。
别担心，这过程一点也不复杂，跟做家常菜似的，只要有心，就能搞定。
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硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-硅烷交联聚乙烯电缆料作为低压电力电缆的绝缘材料目前在我国电线电缆行业得到广泛的应用。
该材料在制造交联电线电缆时,与过氧化物交联和辐照交联相比,具有所需制造设备简单,操作方便,综合成本低等优点,已成为低压交联电缆用绝缘的主导材料。
1硅烷交联电缆料交联原理制成硅烷交联聚乙烯主要有两个过程:接枝和交联。
在接枝过程中,聚合物在游离引发剂及热解成的自由基作用下,失去叔碳原子上的H 原子产生自由基,该自由基与乙烯基硅烷的- CH = CH2 基反应,生成含有三氧基硅酯基的接枝聚合物。
在交联过程中,接枝聚合物首先在水的作用下发生水解生成硅醇, - OH 与邻近的Si - O - H 基团缩合形成Si- O - Si 键,从而使聚合物大分子间产生交联。
2硅烷交联电缆料及其电缆的生产方式大家知道,硅烷交联电缆料及其电缆的生产有二步法和一步法之分。
二步法和一步法的不同在于硅烷接枝过程在什么地方进行,接枝过程在电缆料生产商处进行的为二步法,接枝过程在电缆制造厂进行的为一步法。
目前国内市场占有量最大的二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料由所谓的A 料和B 料组成,A 料为已接枝了硅烷的聚乙烯,B 料为催化剂母料,其重量比一般为A∶B = 95∶5 ,A 料和B 料由电缆料厂制成后售于电缆厂,电缆厂在使用前将A 料和B 料按比例混合后,在普通挤出机中即可挤制电缆绝缘线芯,而后在温水或蒸汽中使绝缘层交联。
还有一类的二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料,其A 料的生产方式不同,是在合成聚乙烯时引入乙烯基硅烷直接得到含有硅烷支链的聚乙烯,这种方法本质上是树脂的生产技术,须由大型石化企业来完成。
最早进入我国的LINKLON 硅烷料的A 料便属这一类型。
目前,DOW和BOREALIS 硅烷料也为这一类型,国内的石化企业中没有该类型的产品。
一步法也有两种类型,传统的一步法工艺是将各种原料按配方中的配比由特制的精密计量系统,投入专门设计的专用挤出机中一步完成接枝和挤制电缆绝缘线芯,在这一过程中,不需要造粒,不需要电缆料厂的参与,由电缆厂独自完成。
此类一步法硅烷交联电缆的生产装置及配方技术大多为国外引进,价格昂贵。
另一类一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料是由电缆料生产厂家生产,是将所有原料按配方中的配比经一种特殊方法混合在一起,包装后出售,没有A 料和B 料之分,电缆厂可直接在挤出机中一步同时完成接枝和挤制电缆绝缘线芯。
该方法的独到之处是无需昂贵的专用挤出机,在普通的PVC 挤出机中即能完成硅烷接枝过程,且省去了二步法在挤出前A料和B 料需混合的劳作。
3配方组成硅烷交联聚乙烯电缆料的配方一般由基材树脂、引发剂、硅烷、抗氧剂、阻聚剂、催化剂等组成。
(1) 基材树脂一般是熔体指数(MI) 为2 的低密度聚乙烯(LDPE) 树脂,但近来随合成树脂技术的发展及成本压力,线性低密度聚乙烯(LLDPE) 也用作或部分用作该材料的基材树脂。
不同的树脂往往由于其大分子内部结构的差异,对其接枝交联产生很大影响,所以使用不同的基材树脂或不同生产厂的同一种类型的树脂,其配方也将随之而修正。
(2) 引发剂常用的为过氧化二异丙苯(DCP) ,关键是把握量的问题,过少导致硅烷接枝不够;过多引起聚乙烯交联,从而使其流动性降低,挤出的绝缘线芯表面粗糙,挤制困难。
由于引发剂的加入量很小,又很敏感,所以怎样分散均匀也很重要,一般将其溶入硅烷一起加入。
(3) 硅烷一般采用乙烯基不饱和硅烷,包括乙烯基三甲氧基硅烷(A2171) 和乙烯基三乙氧基硅烷(A2151) ,由于A2171 的水解速率快,所以选用A2171者较多。
同样,硅烷也有一个加入量的问题,目前各电缆料生产厂都力图做到其下限以降低成本,因为硅烷都为进口,价格较贵。
(4) 抗氧剂是为了保证聚乙烯加工过程中的稳定性及电缆的抗老化而加入,抗氧剂在硅烷接枝过程中有抑制接枝反应的作用,所以,接枝过程中,抗氧剂的添加要慎重,加入量的选择要考虑与DCP 量的匹配。
在二步法交联过程中,大部分的抗氧剂可在催化剂母料中加入,这样能减少对接枝过程的影响。
而在一步法交联过程中,抗氧剂存在于整个接枝过程,所以其品种和量的选择更为重要。
常用的抗氧剂有1010、168、330 等。
(5) 阻聚剂加入是为了抑制一些接枝和交联过程的副反应发生,在接枝过程加入一种防交联剂,能有效地降低C2C 交联的发生,从而提高加工流动性,另外,加入一种在相同条件下会先于接枝上的硅烷水解的阻聚剂能降低接枝聚乙烯的水解,提高接枝料的长期稳定性。
(6) 催化剂常为有机锡衍生物(自然交联除外) ,最通用的是二月桂酸二丁基锡(DBDTL) ,一般以母料形式加入。
在二步法中,接枝料(A 料) 和催化剂母料(B 料) 是分别包装,在加入挤出机前才把A 料和B 料混在一起,这样是为了防止A 料的预交联。
而在一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料中,包装中的聚乙烯还未曾接枝,所以不存在预交联问题,故而催化剂无需分开包装。
另外,市场上有售复配的硅烷,这种复配的硅烷是把硅烷、引发剂、抗氧剂、一些润滑剂及抗铜剂复配在一起,在电缆厂中进行的一步法硅烷交联方法一般用此类复配硅烷,而目前大多数电缆料厂不用此类复配的硅烷,原因是价格太贵。
所以,硅烷交联聚乙烯绝缘料的配方,其组成被认为不是很复杂,且在有关的资料中均可获得,但合适的生产配方,须经过一番调整才能定型,这需要对配方中各组分的作用和其对性能影响的规律以及它们相互间的影响有充分的认识。
在目前众多的电缆料品种中,硅烷交联电缆料(无论是二步法还是一步法) 被认为是唯一在挤出中有化学过程发生的品种, 其他品种如聚氯乙烯(PVC) 电缆料及聚乙烯( PE) 电缆料,其挤出造粒过程是一种物理共混过程,即使是化学交联和辐照交联电缆料,无论在挤出造粒过程,还是挤制电缆时,均无化学过程发生,所以,相比较而言,生产硅烷交联电缆料及电缆绝缘挤制时,工艺控制更为重要。
二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料生产工艺二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料A 料的生产工艺可由图1 简单地表示。
图1 二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料A 料生产工艺二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料生产工艺中的几个要点:(1) 干燥。
由于聚乙烯树脂含少量的水分,在高温挤出时,水会迅速与硅烷基反应产生交联,使熔体流动性下降,产生预交联,所以聚乙烯树脂在喂入挤出机前必须干燥。
成品料由于经过水冷后也含有水分,不去除同样会引起预交联,也必须经过干燥。
为了保证干燥的质量,需采用深度干燥装置。
(2) 计量。
由于该材料配方计量的准确性很重要,一般采用进口失重式计量称,聚乙烯树脂和抗氧剂等经计量,由挤出机的喂料口喂入,硅烷和引发剂由液料泵在挤出机的第二节或第三节机筒注入。
(3) 挤出接枝。
硅烷的接枝过程在挤出机中完成,挤出机的工艺设置包括温度、螺杆的组合、螺杆的转速和喂料速度等,须遵循这样的原则:物料在挤出机的前段能充分熔融混合均匀,这时不希望过氧化物过早的分解,充分均匀的物料在经过挤出机的后段时,其中的过氧化物须能完全的分解,并完成接枝过程,典型的挤出机各区段温度(LDPE) 见表1。
表1二步法挤出机各区段的温度工作区1区2区3区①4区5区温度P℃140 145 120 160 170工作区6区7区8区9区口模温度℃180 190 195 205 195①为硅烷加入处。
挤出机螺杆转速决定物料在挤出机中的停留时间和混合效果,停留时间短,过氧化物分解不完全;停留时间过长,挤出物料的粘度增加。
一般,粒料在挤出机中的平均停留时间应控制在引发剂分解半衰期的5～10 倍。
喂料速度不仅对物料的停留时间有一定影响,还对物料的混合和剪切有影响,选择一个适当的喂料速度也很重要。
(4) 包装。
二步法硅烷交联绝缘料应采用铝塑复合袋直空包装以杜绝潮气。
一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料生产工艺一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料由于其接枝过程是在电缆厂挤制电缆绝缘线芯时进行的,所以电缆绝缘的挤制温度要明显高于二步法。
虽然在一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料配方中已充分考虑了引发剂和硅烷的快速分散以及物料的剪切,但接枝过程必须得由温度来保证,这也就是一步法硅烷交联聚乙烯绝缘料生产厂反复强调正确选择挤出温度重要性的原因,一般推荐的挤出温度见表2。
表2一步法挤出机各区段的温度(单位:℃)区段 1区2区3区4区法兰机头温度160 190 200～210 220～230 230 230而用二步法挤制电缆时一般无需这么高的温度,这也是一步法硅烷交联聚乙烯的一个弱点。
5生产设备生产设备是工艺控制的重要保证,生产硅烷交联电缆时,对工艺控制精度的要求非常高,所以生产设备的选择显得尤为重要。
生产二步法硅烷交联聚乙烯绝缘料A 料的生产装备,目前较多采用国产的同向平行双螺杆挤出机配进口失重式计量称,这类装置能满足工艺控制精度的要求,选用长径比较大的双螺杆挤出机以保证物料的停留时间,选用进口失重式计量称以保证配料的精确性。
当然设备上还有许多细节问题需要引起充分的重视。
前面也谈到,在电缆厂中进行的一步法硅烷交联电缆的生产设备都为进口,价格昂贵,国内设备制造厂没有类似的生产设备,原因是设备制造商与配方及工艺研究者缺乏合作。
6硅烷自然交联聚乙烯绝缘料近年来研发的硅烷自然交联聚乙烯绝缘料,可以在自然条件下几天内即可完成交联,无需蒸汽或温水浸泡。
与传统的硅烷交联方式相比,该材料能为电缆制造厂减少生产工序,进一步降低生产成本,提高生产效率。
硅烷自然交联聚乙烯绝缘料已得到越来越多电缆制造厂家的认可和使用。
目前市场上的进口料, 主要来自DOW 和BOREALIS。
近年来国产的硅烷自然交联聚乙烯绝缘料技术已成熟,并已大批量生产,与进口料相比,在价格上具有一定的优势。
6. 1硅烷自然交联聚乙烯绝缘料的配方思路硅烷自然交联聚乙烯绝缘料采用二步法的生产方式,其配方同样由基材树脂、引发剂、硅烷、抗氧剂、阻聚剂和催化剂组成。
相对于硅烷温水交联聚乙烯绝缘料,硅烷自然交联聚乙烯绝缘料的配方应从提高A 料的硅烷接枝率以及选择更高效的催化剂着手。
使用硅烷接枝率较高的A 料配合高效催化剂,才能使硅烷交联聚乙烯绝缘料即使在低温、水分不充足时也能快速交联。
进口硅烷自然交联聚乙烯绝缘料的A 料都采用共聚法合成,其硅烷含量可控制在较高水平,而采用接枝硅烷的方法生产具有高接枝率的A 料则相当困难。
配方中使用的基材树脂、引发剂、硅烷从品种和添加量上都应变化和调整。
阻聚剂的选择及其用量的调整也至关重要,因为硅烷接枝率的提高必然导致更多C - C 交联副反应的发生。
为了提高A 料在后续挤制电缆时的加工流动性及表面状况,需加入适量的阻聚剂以有效抑制C - C 交联和先期预交联。