Sammanfattning: Tvärbindningsprincipen, klassificering, formulering, process och utrustning av silan-tvärbundet polyetylenisoleringsmaterial för tråd och kabel beskrivs kort, och vissa egenskaper hos silan naturligt tvärbundet polyetylenisolerande material i applicering och användning såväl som såväl som Faktorer som påverkar det tvärbindande tillståndet för materialet introduceras.
Nyckelord: Silan-tvärbindning; Naturlig tvärbindning; Polyeten; Isolering; Tråd och kabel
Silan-tvärbundet polyetenkabelmaterial används nu i stor utsträckning i tråd- och kabelindustrin som ett isolerande material för lågspänningskraftkablar. Materialet vid tillverkning av tvärbunden tråd och kabel, och peroxid tvärbindning och bestrålning tvärbindning jämfört med tillverkningsutrustningen är enkel, enkel att använda, låg omfattande kostnad och andra fördelar, har blivit det ledande materialet för lågt -spänning tvärbunden kabel med isolering.
1.Silan tvärbundet kabelmaterial tvärbindande princip
Det finns två huvudprocesser som är involverade i att göra silan tvärbundna polyeten: ympning och tvärbindning. I ympningsprocessen förlorar polymeren sin H-atom på den tertiära kolatomen under verkan av fri initiator och pyrolys i fria radikaler, som reagerar med-CH = CH2-gruppen av vinylsilan för att producera en ympad polymer som innehåller en trioxysily-ester grupp. I tvärbindningsprocessen hydrolyseras transplantatpolymeren först i närvaro av vatten för att producera silanol, och-OH kondenseras med den intilliggande SI-OH-gruppen för att bilda SI-O-SI-bindningen, och tvärbindande polymeren makromolekyler.
2.Silan tvärbundet kabelmaterial och dess kabelproduktionsmetod
Som ni vet finns det tvåstegs- och enstegs produktionsmetoder för silan-tvärbundna kablar och deras kablar. Skillnaden mellan tvåstegsmetoden och enstegsmetoden ligger i där silan ympningsprocessen utförs, ympningsprocessen vid kabelmaterialtillverkaren för tvåstegsmetoden, ympningsprocessen i kabelstillverkningen för Enstegsmetod. Tvåstegssilan tvärbundna polyetenisolenisoleringsmaterial med den största marknadsandelen består av de så kallade A- och B-materialen, varvid ett material är den polyeten ympade med silan och B-material som katalysatorbatch. Den isolerande kärnan tvärbundet i varmt vatten eller ånga.
Det finns en annan typ av tvåstegssilan-tvärbundna polyetenisolatorer, där A-materialet produceras på ett annat sätt genom att införa vinylsilan direkt i polyeten under syntes för att erhålla polyeten med silangrenade kedjor.
Enstegsmetod har också två typer, den traditionella enstegsprocessen är en mängd råvaror enligt formeln i förhållandet mellan speciellt precisionsmätningssystem, till en specialdesignad special extruder i ett steg för att slutföra ympning och strängsprutning av Kabelisoleringskärnan, i denna process, ingen granulering, inget behov av kabelmaterial växtdeltagande, av kabelfabriken att slutföra ensam. Denna enstegs silan-tvärbundna kabelproduktionsutrustning och formuleringsteknologi importeras mestadels från utlandet och är dyr.
En annan typ av ett-stegs silan-tvärbundet polyetylenisoleringsmaterial produceras av kabelmaterialstillverkare, är alla råvaror enligt formeln i förhållandet mellan en speciell metod för att blanda ihop, förpackas och sålas, det finns inget material och B Material, kabelanläggning kan vara direkt i extrudern för att slutföra ett steg samtidigt ympning och extrudering av kabelisoleringskärnan. Det unika inslaget med denna metod är att det inte finns något behov av dyra specialextruder, eftersom silan ympningsprocessen kan genomföras i en vanlig PVC-extruder, och tvåstegsmetoden eliminerar behovet av att blanda A- och B-material före extrudering.
3. Formuleringssammansättning
Formuleringen av silan-tvärbundet polyetylenkabelmaterial består vanligtvis av basmaterialharts, initiator, silan, antioxidant, polymerisationshämmare, katalysator etc.
(1) Bashartset är i allmänhet en lågdensitetspolyeten (LDPE) -harts med ett smältindex (MI) av 2, men nyligen, med utvecklingen av syntetisk hartteknik och kostnadstryck, har linjär lågdensitetspolyeten (LLDPE) också varit används eller delvis används som basharts för detta material. Olika hartser har ofta en betydande inverkan på ympning och tvärbindning på grund av skillnader i deras inre makromolekylära struktur, så formuleringen kommer att modifieras genom att använda olika bashartser eller samma typ av harts från olika tillverkare.
(2) den initiativtagare som vanligtvis används är diisopropylperoxid (DCP), nyckeln är att förstå mängden problem, för lite för att orsaka silantransplantation är inte tillräckligt; För mycket för att orsaka tvärbindning av polyeten, vilket minskar dess flytande, ytan på den extrulerade isoleringskärnan grov, svår att pressa systemet. Eftersom mängden initiativtagare tillagd är mycket liten och känslig är det viktigt att sprida det jämnt, så den läggs vanligtvis till tillsammans med silanen.
(3) Silan används vanligtvis vinylomomligerad silan, inklusive vinyltrimetoxysilan (A2171) och vinyltrietoxysilan (A2151), på grund av den snabba hydrolyshastigheten för A2171, så välj A2171 fler personer. På samma sätt finns det ett problem med att lägga till silan, de nuvarande tillverkarna av kabelmaterial försöker uppnå sin lägre gräns för att minska kostnaderna, eftersom silanen importeras är priset dyrare.
(4) Anti-oxidant är att säkerställa stabiliteten i polyetenbearbetning och kabel anti-aging och tillsatt, antioxidant i silantransplantationsprocessen har rollen att hämma ympningsreaktionen, så ympningsprocessen, tillsatsen av antioxidant För att vara försiktig, beloppet som läggs till för att överväga mängden DCP för att matcha valet. I tvåstegs tvärbindningsprocessen kan det mesta av antioxidanten tillsättas i katalysatorns masterparti, vilket kan minska påverkan på ympningsprocessen. I enstegs tvärbindningsprocess är antioxidanten närvarande i hela ympningsprocessen, så valet av arter och mängd är viktigare. Vanligt använda antioxidanter är 1010, 168, 330, etc.
(5) Polymerisationsinhibitor tillsätts för att hämma viss ympning och tvärbindningsprocess av sidoreaktioner förekommer, i ympningsprocessen för att lägga till ett anti-korsbindande medel kan effektivt minska förekomsten av C2C-tvärbindning och därmed förbättra Bearbetningsfluiditeten kommer dessutom tillsats av ett transplantat under samma förhållanden föregås av hydrolysen av silan på polymerisationsinhibitorn kan minska hydrolysen av ympad polyeten för att förbättra den långsiktiga stabiliteten hos ympmaterialet.
(6) Katalysatorer är ofta organotinderivat (med undantag för naturlig tvärbindning), det vanligaste är Dibutyltin DiLaurate (DBDTL), som vanligtvis tillsätts i form av en masterbatch. I tvåstegsprocessen förpackas transplantatet (A-materialet) och katalysatorns masterparti (B-material) separat och A- och B-materialen blandas innan de läggs till extrudern för att förhindra förkorsning av A-materialet. I fallet med ett-stegs silan-tvärbundna polyetylenisoleringar har polyeten i paketet ännu inte ympats, så det finns inget för-kors-kopplingsproblem och därför behöver katalysatorn inte förpackas separat.
Dessutom finns det sammansatta silaner tillgängliga på marknaden, som är en kombination av silan, initiativtagare, antioxidant, vissa smörjmedel och anti-kopparmedel, och används vanligtvis i en-steg-silan-tvärbindningsmetoder i kabelväxter.
Därför anses formuleringen av silangorbundna polyetylenisolering, vars sammansättning inte anses vara mycket komplex och är tillgänglig i relevant information, utan lämpliga produktionsformuleringar, med förbehåll för vissa justeringar för att slutföra, vilket kräver en fullständig Förståelse av komponenternas roll i formuleringen och lagen om deras påverkan på prestanda och deras ömsesidiga inflytande.
I de många sorterna av kabelmaterial anses silan-tvärbundet kabelmaterial (antingen tvåsteg eller ett steg) vara den enda variationen av kemiska processer som förekommer i extrudering, andra sorter såsom polyvinylklorid (PVC) kabelmaterial och kabelmaterial och Polyeten (PE) kabelmaterial, extruderinggranuleringsprocessen är en fysisk blandningsprocess, även om den kemiska tvärbindningen och bestrålningssvillkorsning av kabelmaterial, vare sig det är i extrusiongranuleringsprocessen eller extruderingssystemkabeln, finns det ingen kemisk process förekommer Så, i jämförelse, produktionen av silan tvärbundet kabelmaterial och kabelisoleringsekstrudering, processkontroll är viktigare.
4. Tvåstegs silan tvärbundna polyetenisoleringsprocesser
Produktionsprocessen för tvåstegssilan-tvärbundna polyetenisolering Ett material kan kort representeras i figur 1.
Figur 1 Produktionsprocess av tvåstegs silan tvärbundna polyetenisolerande material a
Några viktiga punkter i produktionsprocessen för tvåstegs silan-tvärbundna polyetenisolering:
(1) torkning. När polyetylenhartset innehåller en liten mängd vatten, när det extruderas vid höga temperaturer, reagerar vattnet snabbt med Silyl-grupperna för att producera tvärbindning, vilket minskar smältens flytande och producerar förkorsning. Det färdiga materialet innehåller också vatten efter vattenkylning, vilket också kan orsaka förkorsning om det inte tas bort och måste också torkas. För att säkerställa kvaliteten på torkningen används en djup torkenhet.
(2) Mätning. Eftersom noggrannheten för materialformuleringen är viktig används en importerad förlust-i-vikt vägningsskala vanligtvis. Polyetenhartset och antioxidanten mäts och matas genom extruderens foderport, medan silan och initiator injiceras av en flytande materialpump i extruderens andra eller tredje fat.
(3) Extrudering av ympning. Ympningsprocessen för silan är klar i extrudern. Processinställningarna för extrudern, inklusive temperatur, skruvkombination, skruvhastighet och matningshastighet, måste följa principen att materialet i det första avsnittet av extrudern kan vara helt smält och blandas enhetligt, när för tidig sönderdelning av peroxiden inte önskas att önskas inte , och att det helt enhetliga materialet i den andra delen av extrudern måste sönderdelas helt och ympningsprocessen genomförd, typiska extruderssektionstemperaturer (LDPE) visas i tabell 1.
Tabell 1 Temperaturer i tvåstegsextruderzonerna
| Arbetszon | Zon 1 | Zon 2 | Zone 3 ① | Zon 4 | Zon 5 |
| Temperatur p ° C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Arbetszon | Zon 6 | Zon 7 | Zon 8 | Zon 9 | Munnen dör |
| Temperatur ° C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
Det är där silanen tillsätts.
Hastigheten på extruderskruven bestämmer uppehållstiden och blandningseffekten av materialet i extrudern, om uppehållstiden är kort är peroxidnedbrytningen ofullständig; Om uppehållstiden är för lång ökar viskositeten hos det extruderade materialet. I allmänhet bör den genomsnittliga uppehållstiden för granulen i extrudern kontrolleras i initiativtagarens halveringstid på 5-10 gånger. Matningshastigheten har inte bara en viss inverkan på materialets uppehållstid, utan också på blandningen och skjuvningen av materialet, välja en lämplig utfodringshastighet är också mycket viktigt.
(4) Förpackning. Tvåstegs silan-tvärbundna isoleringsmaterial bör förpackas i aluminiumplastiska sammansatta påsar i direkt luft för att eliminera fukt.
5. Silan-tvärbundet polyetenisolen isolerande materialprocessprocess
Enstegs silan-tvärbundna polyetenisoleringsmaterial på grund av dess ympningsprocess finns i kabelfabrikseksträngningen av kabelisoleringskärnan, så kabelisoleringsekstrultemperaturen är betydligt högre än tvåstegsmetoden. Även om en-stegs silan-tvärbundna polyetylenisoleringsformel har beaktats fullt ut i den snabba spridningen av initiativtagare och silan- och materialskjuvning, men ympningsprocessen måste garanteras genom temperaturen, som är en-steg-silan-tvärbundet polyetenpolyeten Isoleringsproduktionsanläggning betonade upprepade gånger vikten av korrekt val av extruderingstemperatur, den allmänna rekommenderade extruderingstemperaturen visas i tabell 2.
Tabell 2 ett stegs extrudertemperatur för varje zon (enhet: ℃)
| Zon | Zon 1 | Zon 2 | Zon 3 | Zon 4 | Fläns | Huvud |
| Temperatur | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Detta är en av svagheterna i en-stegs silan-länkade polyetenprocess, som i allmänhet inte krävs vid extruder av kablar i två steg.
6. Produktionsutrustning
Produktionsutrustningen är en viktig garanti för processkontroll. Produktionen av silan tvärbundna kablar kräver en mycket hög grad av processkontrollnoggrannhet, så valet av produktionsutrustning är särskilt viktigt.
Produktionen av tvåstegs silan-tvärbundna polyetylenisoleringsmaterial En materialproduktionsutrustning, för närvarande mer inhemsk isotropisk parallell tvillingskruvextruder med importerad viktlös vägning, sådana enheter kan uppfylla kraven för processkontrollnoggrannhet, valet av längd och diameter på diameter Tvillingskruvsextrudern för att säkerställa att den materiella uppehållstiden, valet av importerad viktlös vägning för att säkerställa ingrediensernas noggrannhet. Naturligtvis finns det många detaljer om utrustningen som måste ägnas full uppmärksamhet.
Som nämnts tidigare importeras enstegs silan-tvärbundna kabelproduktionsutrustning i kabelanläggningen, dyra, inhemska utrustningstillverkare har inte liknande produktionsutrustning, orsaken är bristen på samarbete mellan utrustningstillverkare och formel och processforskare.
7. Silan naturligt tvärbundet polyetenisoleringsmaterial
Silan naturligt tvärbundet polyetenisolenisoleringsmaterial som utvecklats under de senaste åren kan tvärbundna under naturliga förhållanden inom några dagar, utan ånga eller varmt vatten nedsänkning. Jämfört med den traditionella Silane-tvärbindningsmetoden kan detta material minska produktionsprocessen för kabeltillverkare, vilket ytterligare minskar produktionskostnaderna och ökar produktionseffektiviteten. Silan naturligt tvärbundna polyetenisolering erkänns och används alltmer av kabeltillverkare.
Under de senaste åren har inhemskt naturligt tvärbundet polyetylenisolering mognad och har producerats i stora mängder, med vissa fördelar i pris jämfört med importerade material.
7. 1 Formuleringsidéer för silan naturligt tvärbundna polyetylenisoleringar
Silan naturliga tvärbundna polyetylenisoleringar produceras i en tvåstegsprocess, med samma formulering bestående av basharts, initiator, silan, antioxidant, polymerisationsinhibitor och katalysator. Formuleringen av silan naturlig tvärbunden polyetenisolatorer är baserade på att öka silantransplantathastigheten för A-materialet och välja en mer effektiv katalysator än silan varmt vatten tvärbundna polyetenisolatorer. Användningen av ett material med en högre silantransplantathastighet i kombination med en mer effektiv katalysator gör det möjligt för den tvärbundna polyetylenisolatorn att snabbt även vid låga temperaturer och med otillräcklig fukt.
A-materialet för importerad silan naturligt tvärbundna polyetenisolatorer syntetiseras genom sampolymerisation, där silaninnehållet kan kontrolleras på en hög nivå, medan produktionen av A-material med höga ympningshastigheter genom ympning av silan är svår. Basharts, initiator och silan som används i receptet bör varieras och justeras med avseende på variation och tillägg.
Valet av motstånd och justering av dess dos är också avgörande, eftersom en ökning av ympningshastigheten för silanen oundvikligen leder till mer CC -tvärbindande sidoreaktioner. För att förbättra bearbetningsfluiditeten och yttillståndet för A-materialet för efterföljande kabel extrudering krävs en lämplig mängd polymerisationsinhibitor för att effektivt hämma CC-tvärbindning och föregående före korsning.
Dessutom spelar katalysatorer en viktig roll för att öka tvärbindningshastigheten och bör väljas som effektiva katalysatorer som innehåller övergångsmetallfria element.
7. 2 tvärbindningstid för silan naturligt tvärbundna polyetenisoleringar
Den tid som krävs för att slutföra tvärbindningen av silan naturliga tvärbundna polyetenisolering i dess naturliga tillstånd är beroende av isoleringsskiktets temperatur, fuktighet och tjocklek. Ju högre temperatur och fuktighet, desto tunnare är tjockleken på isoleringsskiktet, desto kortare den tvärbindningstid som krävs och desto längre motsats. När temperaturen och fuktigheten varierar från region till region och från säsong till säsong, även på samma plats och samtidigt kommer temperaturen och fuktigheten idag och imorgon att vara annorlunda. Under användningen av materialet bör användaren därför bestämma tvärbindningstiden enligt den lokala och rådande temperaturen och fuktigheten, liksom specifikationen av kabeln och isoleringsskiktets tjocklek.
Inläggstid: augusti-2022