Resumo: Descríbense brevemente o principio de reticulación, clasificación, formulación, proceso e equipos de material illante de polietileno reticulado con silane para o fío e o cable, e algunhas características de material illante de polietileno reticulado de silano de silan Introdúcense factores que afectan a condición de reticulación do material.
Palabras clave: enlace de silane; Reticulación natural; Polietileno; Illamento; Fío e cable
O material de cable de polietileno ligado ao silano agora é amplamente utilizado na industria do cable e do cable como material illante para cables de enerxía de baixa tensión. O material na fabricación de fíos e cable reticulado, e a reticulación de enlace de peróxido e a reticulación de irradiación en comparación co equipo de fabricación requirido é sinxelo, fácil de operar, baixo custo integral e outras vantaxes, converteuse no material principal para o baixo -Unto-Cable reticulado con illamento.
1. Principio de reticulación de material de cable reticulado por silane
Hai dous procesos principais implicados na fabricación de polietileno reticulado por silano: enxerto e enlace reticulado. No proceso de enxerto, o polímero perde o átomo H no átomo de carbono terciario baixo a acción do iniciador libre e a pirólise en radicais libres, que reaccionan co grupo-ch = ch2 de silano de vinilo para producir un polímero enxertado que contén un éster trioxilílico grupo. No proceso de reticulación, o polímero do enxerto é primeiro hidrolizado en presenza de auga para producir silanol, e o-OH condensa co grupo SI-OH adxacente para formar o enlace Si-O-SI, así enlace o polímero Macromoléculas.
2. Material de cable reticulado de Silane e o seu método de produción de cables
Como vostede sabe, hai métodos de produción de dous pasos e un paso para cables reticulados de silane e os seus cables. A diferenza entre o método en dous pasos e o método dun paso reside en onde se realiza o proceso de enxerto de silano, o proceso de enxerto no fabricante de materiais de cable para o método en dous pasos, o proceso de enxerto na planta de fabricación de cable para o Método dun só paso. O material illante de polietileno en dous pasos con polietileno con maior cota de mercado está composto polos chamados materiais A e B, sendo un material o polietileno enxertado con material de silano e B como o lote mestre do catalizador. O núcleo illante é entón reticulado en auga morna ou vapor.
Hai outro tipo de illante de polietileno reticulado en dous pasos, onde o material A é producido doutro xeito, introducindo o silano de vinilo directamente no polietileno durante a síntese para obter polietileno con cadeas ramificadas de silano.
O método dun só paso tamén ten dous tipos, o proceso tradicional dun só paso é unha variedade de materias primas segundo a fórmula na relación do sistema especial de medición de precisión, nun extrusor especial especialmente deseñado nun paso para completar o enxerto e a extrusión de Núcleo de illamento de cable, neste proceso, sen granulación, sen necesidade de participación de plantas de material de cable, pola fábrica de cable para completarse só. Este equipo de produción de cable reticulado por un paso de silano e tecnoloxía de formulación é importado principalmente do estranxeiro e é caro.
Outro tipo de material de illamento de polietileno ligado a un só paso é producido por fabricantes de materiais de cable, é todas as materias primas segundo a fórmula na relación dun método especial de mestura, envasado e vendido, non hai material e B O material, a planta de cable pode estar directamente na extrusora para completar un paso ao mesmo tempo enxertar e extrusión do núcleo de illamento de cable. A característica única deste método é que non hai necesidade de extrusoras especiais caras, xa que o proceso de enxerto de silano pode completarse nun extrusor de PVC ordinario e o método en dous pasos elimina a necesidade de mesturar materiais A e B antes da extrusión.
3. Composición de formulación
A formulación de material de cable de polietileno reticulado con silano está composto xeralmente por resina base, iniciador, silano, antioxidante, inhibidor da polimerización, catalizador, etc.
(1) A resina base é xeralmente unha resina de polietileno (LDPE) de baixa densidade cun índice de fusión (MI) de 2, pero recentemente, co desenvolvemento de tecnoloxía de resina sintética e presións de custos, tamén foron as presións lineal de baixa densidade (LLDPE) usado ou parcialmente usado como resina base para este material. Diferentes resinas adoitan ter un impacto significativo no enxerto e en reticulación debido ás diferenzas na súa estrutura macromolecular interna, polo que a formulación modificarase mediante diferentes resinas base ou o mesmo tipo de resina de diferentes fabricantes.
(2) O iniciador usado habitualmente é o peróxido de diisopropilo (DCP), a clave é comprender a cantidade do problema, demasiado pouco para provocar o enxerto de silano non é suficiente; Demasiado para causar enlace de polietileno, o que reduce a súa fluidez, a superficie do núcleo de illamento extruído áspero e difícil de espremer o sistema. Como a cantidade de iniciador engadido é moi pequena e sensible, é importante dispersalo uniformemente, polo que xeralmente engádese xunto co silano.
(3) O silano úsase xeralmente silano insaturado en vinilo, incluído o trimetoxisilano de vinilo (A2171) e o trietoxisilano de vinilo (A2151), debido á rápida taxa de hidrólise de A2171, polo que elixe A2171 máis persoas. Do mesmo xeito, hai un problema de engadir silano, os actuais fabricantes de materiais de cable están intentando alcanzar o seu límite inferior para reducir os custos, porque o silano é importado, o prezo é máis caro.
(4) O anti-oxidante é garantir a estabilidade do procesamento de polietileno e o cable anti-envellecemento e engadido, o anti-oxidante no proceso de enxerto de silano ten o papel de inhibir a reacción de enxerto, polo que o proceso de enxerto, a adición de anti-oxidante Para ter coidado, a cantidade engadida para considerar a cantidade de DCP que coincida coa selección. No proceso de reticulación en dous pasos, a maior parte do antioxidante pódese engadir no lote mestre do catalizador, o que pode reducir o impacto no proceso de enxerto. No proceso de reticulación dun paso, o antioxidante está presente en todo o proceso de enxerto, polo que a elección da especie e da cantidade é máis importante. Os antioxidantes usados son 1010, 168, 330, etc.
(5) Engádese o inhibidor da polimerización para inhibir algún proceso de enxerto e reticulación das reaccións laterais, no proceso de enxerto para engadir un axente anti-enlace, pode reducir efectivamente a aparición de reticulación C2C, mellorando así mellorando así A fluidez de procesamento, ademais, a adición dun enxerto nas mesmas condicións estará precedida pola hidrólise do silano no inhibidor da polimerización pode reducir a hidrólise do polietileno enxertado, para mellorar a estabilidade a longo prazo do material de enxerto.
(6) Os catalizadores adoitan ser derivados de organotina (excepto para a reticulación natural), o máis común é o dilatato de dibutiltina (DBDTL), que normalmente se engade en forma de masterbatch. No proceso de dous pasos, o enxerto (un material) e o lote mestre do catalizador (material B) están envasados por separado e os materiais A e B mestúranse antes de ser engadidos á extrusora para evitar o enlace previo ao material A. No caso de illamentos de polietileno reticulados por un paso, o polietileno no paquete aínda non foi enxertado, polo que non hai ningún problema previo á enlace e, polo tanto, o catalizador non necesita ser envasado por separado.
Ademais, hai silanos compostos dispoñibles no mercado, que son unha combinación de silano, iniciador, antioxidante, algúns lubricantes e axentes anti-cobre, e xeralmente úsanse en métodos de enlace de enlace de silane en plantas de cable.
Polo tanto, a formulación de illamento de polietileno ligado ao silano, cuxa composición non se considera moi complexa e está dispoñible na información relevante, pero as formulacións de produción axeitadas, suxeitas a algúns axustes para finalizar, que require un completo Comprensión do papel dos compoñentes na formulación e da lei do seu impacto no rendemento e na súa influencia mutua.
Nas moitas variedades de materiais de cable, considérase que o material de cable reticulado de silano (en dous pasos ou un paso) é a única variedade de procesos químicos que se producen en extrusión, outras variedades como o material de cable de cloruro de polivinilo (PVC) e Material de cable de polietileno (PE), o proceso de granulación de extrusión é un proceso de mestura física, aínda que o material de cable de reticulación de enlace e irradiación química, xa sexa no proceso de granulación de extrusión ou por cable do sistema de extrusión, non se produce ningún proceso químico , polo que, en comparación, a produción de material de cable reticulado con silane e extrusión de illamento por cable, o control do proceso é máis importante.
4. Proceso de produción de illamento de polietileno en dous pasos de silano en dous pasos
O proceso de produción do illamento de polietileno reticulado en dous pasos un material pode representarse brevemente pola figura 1.
Figura 1 Proceso de produción de material illante de polietileno en dous pasos de silano
Algúns puntos clave no proceso de produción de illamento de polietileno reticulado en dous pasos:
(1) Secado. Dado que a resina de polietileno contén unha pequena cantidade de auga, cando se extrusión a altas temperaturas, a auga reacciona rapidamente cos grupos silílos para producir reticulación, o que reduce a fluidez do fundido e produce pre-cruzamento. O material acabado tamén contén auga despois do arrefriamento de auga, que tamén pode causar pre-enlace se non se elimina e tamén debe secar. Para garantir a calidade do secado, úsase unha unidade de secado profundo.
(2) medición. Como a precisión da formulación de materiais é importante, xeralmente úsase unha escala de pesos de perda de peso importada. A resina de polietileno e o antioxidante son medidas e alimentadas a través do porto de alimentación da extrusora, mentres que o silano e o iniciador son inxectados por unha bomba de material líquido no segundo ou terceiro barril da extrusora.
(3) enxerto de extrusión. O proceso de enxerto de silano complétase na extrusora. A configuración do proceso da extrusora, incluída a temperatura, a combinación de parafusos, a velocidade de parafuso e a velocidade de alimentación, debe seguir o principio de que o material da primeira sección da extrusora pode ser completamente fundido e mesturado uniformemente, cando non se desexa a descomposición prematura do peróxido e que o material totalmente uniforme na segunda sección da extrusora debe estar completamente descomposto e o proceso de enxerto completado, as temperaturas típicas da sección da extrusora (LDPE) móstranse na táboa 1.
Táboa 1 Temperaturas das zonas da extrusora en dous pasos
| Zona de traballo | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 ① | Zona 4 | Zona 5 |
| Temperatura P ° C. | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Zona de traballo | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | Boca morrer |
| Temperatura ° C. | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① ① onde se engade o silano.
A velocidade do parafuso da extrusora determina o tempo de residencia e o efecto de mestura do material na extrusora, se o tempo de residencia é curto, a descomposición do peróxido está incompleta; Se o tempo de residencia é demasiado longo, a viscosidade do material extruído aumenta. En xeral, o tempo medio de residencia do gránulo na extrusora debe controlarse na vida media de descomposición iniciadora de 5-10 veces. A velocidade de alimentación non só ten un certo impacto no tempo de residencia do material, senón tamén na mestura e cizallamento do material, elixe unha velocidade de alimentación adecuada tamén é moi importante.
(4) Envases. O material illante reticulado en dous pasos debe ser envasado en bolsas compostas de aluminio-plástico en aire directo para eliminar a humidade.
5. Proceso de produción de material illante de polietileno de polietileno en un paso de silano
O material de illamento de polietileno reticulado dun só paso por mor do seu proceso de enxerto está na extrusión de fábrica de cable do núcleo de illamento de cables, polo que a temperatura de extrusión de illamento por cable é significativamente maior que o método de dous pasos. Aínda que a fórmula de illamento de polietileno reticulado por un só paso foi considerada plenamente na rápida dispersión do iniciador e do cizallamento de silano e material, pero o proceso de enxerto debe estar garantido pola temperatura, que é o polietileno reticulado de silano dun só paso A planta de produción de illamento subliñou repetidamente a importancia da elección correcta da temperatura de extrusión, a temperatura xeral de extrusión recomendada móstrase na táboa 2.
Táboa 2 Temperatura da extrusora dun paso de cada zona (unidade: ℃)
| Zona | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Brida | Cabeza |
| Temperatura | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Esta é unha das debilidades do proceso de polietileno reticulado de silano dun só paso, que normalmente non se require cando se extruen cables en dous pasos.
6. Equipo deproducción
O equipo de produción é unha importante garantía de control do proceso. A produción de cables reticulados de silano require un grao moi alto de precisión do control do proceso, polo que a elección dos equipos de produción é especialmente importante.
A produción de material de illamento de polietileno reticulado en dous pasos Material de produción de material, actualmente máis doméstico extrusor de cortes de xemelgo paralelo isotrópico con peso sen peso importado, tales dispositivos poden cumprir os requisitos de precisión do control do proceso, a elección de lonxitude e diámetro de diámetro de de diámetro de de diámetro de de diámetro de de diámetro de de diámetro de de diámetro de de diámetro A extrusora de dous parafusos para asegurarse de que o tempo de residencia material, a elección do peso sen peso importado para garantir a precisión dos ingredientes. Por suposto, hai moitos detalles dos equipos aos que hai que prestar toda a atención.
Como se mencionou anteriormente, os equipos de produción de cable reticulados dun só paso na planta de cable son importados, caros, os fabricantes de equipos domésticos non teñen equipos de produción similares, a razón é a falta de cooperación entre fabricantes de equipos e fórmulas e investigadores de procesos.
7. Material de illamento de polietileno con ligado natural de silane
O material illante de polietileno ligado ao silano desenvolvido nos últimos anos pode ser reticulado en condicións naturais dentro duns días, sen inmersión por vapor nin auga morna. En comparación co método tradicional de reticulación de silano, este material pode reducir o proceso de produción dos fabricantes de cable, reducindo aínda máis os custos de produción e aumentando a eficiencia da produción. O illamento de polietileno reticulado de silano é cada vez máis recoñecido e usado polos fabricantes de cable.
Nos últimos anos, o illamento de polietileno ligado natural de silano doméstico madurou e produciuse en grandes cantidades, con certas vantaxes no prezo en comparación cos materiais importados.
7. 1 Ideas de formulación para illamentos de polietileno reticulados de silano naturalmente
Os illamentos de polietileno con ligado natural de silano prodúcense nun proceso de dous pasos, coa mesma formulación consistente en resina base, iniciadora, silano, antioxidante, inhibidor da polimerización e catalizador. A formulación de illantes de polietileno con ligado natural de silano baséase en aumentar a taxa de enxerto de silano do material A e seleccionar un catalizador máis eficiente que os illantes de polietileno reticulados con auga morna de silano. O uso de materiais cunha maior taxa de enxerto de silano combinada cun catalizador máis eficiente permitirá que o illante de polietileno reticulado de silano poida enlace rapidamente incluso a baixas temperaturas e con humidade insuficiente.
Os materiais A para os illantes de polietileno reticulados naturalmente importados son sintetizados por copolimerización, onde o contido de silano pode ser controlado a un alto nivel, mentres que a produción de materiais A con altas taxas de enxerto por enxerto de silano é difícil. A resina base, o iniciador e o silano usados na receita deben variar e axustarse en termos de variedade e adición.
A selección da resistencia e o axuste da súa dosificación tamén son cruciais, xa que un aumento da taxa de enxerto do silano leva inevitablemente a máis reaccións laterais de reticulación CC. Para mellorar a fluidez do procesamento e o estado superficial do material A para a extrusión de cable posterior, é necesaria unha cantidade adecuada de inhibidor da polimerización para inhibir eficazmente a reticulación CC e o cruce previo.
Ademais, os catalizadores xogan un papel importante no aumento da taxa de reticulación e deben seleccionarse como catalizadores eficientes que conteñen elementos libres de metais de transición.
7. 2 Tempo reticulado de silane illados de polietileno reticulados de forma natural
O tempo necesario para completar a enlace cruzado do illamento de polietileno con ligado natural de silano no seu estado natural depende da temperatura, humidade e grosor da capa de illamento. Canto maior sexa a temperatura e a humidade, máis fino será o grosor da capa de illamento, máis curto é o tempo de reticulación requirido e máis o contrario. A medida que a temperatura e a humidade varían de rexión a rexión e de tempada a tempada, incluso no mesmo lugar e ao mesmo tempo, a temperatura e a humidade hoxe e mañá serán diferentes. Polo tanto, durante o uso do material, o usuario debería determinar o tempo de reticulación segundo a temperatura e a humidade locais e predominantes, así como a especificación do cable e o grosor da capa de illamento.
Tempo de publicación: 13 de agosto-2022