Resumen: El principio de reticulación, la clasificación, la formulación, el proceso y el equipo del material aislante de polietileno reticulado por silano se describen brevemente para alambre y cable, y algunas características del material aislante de polietileno reticulado de silane naturalmente en la aplicación y uso, así como el uso, así como el uso, así como Se introducen factores que afectan la condición de reticulación del material.
Palabras clave: reticulación de Silane; Reticulación natural; Polietileno; Aislamiento; Cable y cable
El material de cable de polietileno reticulado de Silane ahora se usa ampliamente en la industria de cable y cables como material aislante para cables de potencia de bajo voltaje. El material en la fabricación de alambre y cable reticulados, y la reticulación de la reticulación e irradiación de peróxido en comparación con el equipo de fabricación requerido es simple, fácil de operar, bajo costo integral y otras ventajas, se ha convertido en el material líder para un bajo -Voltaje cable reticulado con aislamiento.
1. Principio de reticulación de material de cable reticulado de Silane
Hay dos procesos principales involucrados en la fabricación de polietileno reticulado de silano: injerto y reticulación. En el proceso de injerto, el polímero pierde su átomo de H en el átomo de carbono terciario bajo la acción del iniciador libre y la pirólisis en los radicales libres, que reaccionan con el grupo-CH = CH2 de silano de vinilo para producir un polímero injertado que contenga un éster trioxilililililado grupo. En el proceso de reticulación, el polímero del injerto se hidroliza primero en presencia de agua para producir silanol, y el-OH se condensa con el grupo SI-OH adyacente para formar el enlace si-o-si, reticulando así el polímero Macromoléculas.
2. Material de cable reticulado de Silane y su método de producción de cables
Como saben, hay métodos de producción de dos pasos y un solo paso para cables reticulados de Silane y sus cables. La diferencia entre el método de dos pasos y el método de un paso se encuentra en el que se lleva a cabo el proceso de injerto de silano, el proceso de injerto en el fabricante del material del cable para el método de dos pasos, el proceso de injerto en la planta de fabricación de cable para la planta de fabricación Método de un solo paso. El material aislante de polietileno reticulado de dos pasos con la cuota de mercado más grande está compuesta por los llamados materiales A y B, con un material que es el polietileno injertado con silano y el material B es el lote maestro de catalizador. El núcleo aislante se reticula en agua tibia o vapor.
Hay otro tipo de aislante de polietileno reticulado de silano de dos pasos, donde el material A se produce de una manera diferente, al introducir el silano de vinilo directamente en el polietileno durante la síntesis para obtener polietileno con cadenas ramificadas de silano.
El método de un solo paso también tiene dos tipos, el proceso tradicional de un solo paso es una variedad de materias primas de acuerdo con la fórmula en la relación de un sistema de medición de precisión especial, en un extrusor especial especialmente diseñado en un solo paso para completar el injerto y la extrusión de El núcleo de aislamiento del cable, en este proceso, sin granulación, sin necesidad de participación de la planta del material del cable, por la fábrica de cable para que se complete solo. Este equipo de producción de cables reticulado en un solo paso y la tecnología de formulación se importan principalmente del extranjero y es costoso.
Otro tipo de material de aislamiento de polietileno reticulado en un solo paso es producido por los fabricantes de materiales de cable, es todas las materias primas de acuerdo con la fórmula en la relación de un método especial de mezcla, empaquetada y vendida, no hay material y B B y B Material, la planta de cable puede estar directamente en la extrusora para completar un paso al mismo tiempo injertado y extrusión del núcleo de aislamiento del cable. La característica única de este método es que no hay necesidad de extrusoras especiales costosas, ya que el proceso de injerto de silano se puede completar en una extrusora de PVC ordinaria, y el método de dos pasos elimina la necesidad de mezclar materiales A y B antes de la extrusión.
3. Composición de formulación
La formulación del material de cable de polietileno reticulado de silano generalmente está compuesta de resina de material base, iniciador, silano, antioxidante, inhibidor de la polimerización, catalizador, etc.
(1) La resina base es generalmente una resina de polietileno de baja densidad (LDPE) con un índice de fusión (MI) de 2, pero recientemente, con el desarrollo de tecnología de resina sintética y presiones de costos, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) también se ha utilizado o se usa parcialmente como resina base para este material. Las diferentes resinas a menudo tienen un impacto significativo en el injerto y la reticulación debido a las diferencias en su estructura macromolecular interna, por lo que la formulación se modificará mediante el uso de diferentes resinas base o el mismo tipo de resina de diferentes fabricantes.
(2) El iniciador comúnmente utilizado es el peróxido de diisopropil (DCP), la clave es comprender la cantidad del problema, muy poco para causar injerto de silano no es suficiente; Demasiado para causar la reticulación de polietileno, lo que reduce su fluidez, la superficie del núcleo de aislamiento extruido en bruto, difícil de exprimir el sistema. Como la cantidad de iniciador agregado es muy pequeña y sensible, es importante dispersarlo de manera uniforme, por lo que generalmente se agrega junto con el silano.
(3) El silano generalmente se usa silano no saturado de vinilo, incluido el trimetoxisilano de vinilo (A2171) y el trietoxisilano de vinilo (A2151), debido a la velocidad de hidrólisis rápida de A2171, así que elija A2171 más personas. Del mismo modo, hay un problema de agregar silano, los fabricantes actuales de material de cable están tratando de lograr su límite inferior para reducir los costos, porque el silano se importa, el precio es más costoso.
(4) El antioxidante es garantizar la estabilidad del procesamiento de polietileno y antienvejecimiento del cable y agregado, antioxidante en el proceso de injerto de silano tiene el papel de inhibir la reacción de injerto, por lo que el proceso de injerto, la adición de antioxidante Para tener cuidado, la cantidad agregada para considerar la cantidad de DCP para que coincida con la selección. En el proceso de reticulación de dos pasos, la mayor parte del antioxidante se puede agregar en el lote maestro de catalizador, lo que puede reducir el impacto en el proceso de injerto. En el proceso de reticulación de un solo paso, el antioxidante está presente en todo el proceso de injerto, por lo que la elección de las especies y la cantidad es más importante. Los antioxidantes de uso común son 1010, 168, 330, etc.
(5) Se agrega el inhibidor de la polimerización para inhibir algunos procesos de injerto y reticulación de reacciones laterales, en el proceso de injerto para agregar un agente anti-reticulación, puede reducir efectivamente la ocurrencia de la reticulación C2C, mejorando así La fluidez de procesamiento, además, la adición de un injerto en las mismas condiciones será precedida por la hidrólisis de silano en el inhibidor de la polimerización puede reducir la hidrólisis del polietileno injertado, para mejorar la estabilidad a largo plazo del material del injerto.
(6) Los catalizadores son a menudo derivados de organotina (a excepción de la reticulación natural), el más común es el dilaurato de dibutiltina (DBDTL), que generalmente se agrega en forma de un maestro. En el proceso de dos pasos, el injerto (un material) y el lote maestro de Catalyst (material B) se empaquetan por separado y los materiales A y B se mezclan antes de agregar al extrusor para evitar la retirada previa del material A. En el caso de aislamientos de polietileno reticulados de silano de un solo paso, el polietileno en el paquete aún no se ha injertado, por lo que no hay un problema de reticulación previa a la cruz y, por lo tanto, el catalizador no necesita ser empaquetado por separado.
Además, hay silanos compuestos disponibles en el mercado, que son una combinación de silano, iniciador, antioxidante, algunos lubricantes y agentes anti-cobre, y generalmente se usan en métodos de reticulación de silano de un solo paso en plantas de cable.
Por lo tanto, la formulación del aislamiento de polietileno reticulado de silano, cuya composición no se considera muy compleja y está disponible en la información relevante, pero las formulaciones de producción apropiadas, sujetas a algunos ajustes para finalizar, lo que requiere una completa Comprensión del papel de los componentes en la formulación y la ley de su impacto en el rendimiento y su influencia mutua.
En las muchas variedades de materiales de cable, se considera que el material de cable reticulado de silano (ya sea de dos pasos o un solo paso) es la única variedad de procesos químicos que ocurren en la extrusión, otras variedades como el material de cable de cloruro de polivinilo (PVC) y Material de cable de polietileno (PE), el proceso de granulación de extrusión es un proceso de mezcla física, incluso si el material de cable de reticulación de reticulación química e irradiación, ya sea en el proceso de granulación de extrusión o el cable del sistema de extrusión, no se produce un proceso químico. , Entonces, en comparación, la producción de material de cable reticulado de silano y extrusión de aislamiento de cable, el control del proceso es más importante.
4. Proceso de producción de aislamiento de polietileno reticulado en dos pasos
El proceso de producción del aislamiento de polietileno reticulado de dos pasos un material puede representar brevemente en la Figura 1.
Figura 1 Proceso de producción de material aislante de polietileno reticulado de dos pasos A de dos pasos A
Algunos puntos clave en el proceso de producción del aislamiento de polietileno reticulado de dos pasos: aislamiento:
(1) Secado. Como la resina de polietileno contiene una pequeña cantidad de agua, cuando se extruye a altas temperaturas, el agua reacciona rápidamente con los grupos de sililo para producir reticulación, lo que reduce la fluidez de la masa fundida y produce la reticulación previa. El material terminado también contiene agua después del enfriamiento del agua, lo que también puede causar prejuicios previos si no se elimina, y también debe secarse. Para garantizar la calidad del secado, se usa una unidad de secado profundo.
(2) medición. Como la precisión de la formulación del material es importante, generalmente se usa una escala de pesaje de pérdida en peso importada. La resina de polietileno y el antioxidante se miden y alimentan a través del puerto de alimentación del extrusor, mientras que el silano y el iniciador son inyectados por una bomba de material líquido en el segundo o tercer barril del extrusor.
(3) injerto de extrusión. El proceso de injerto de silano se completa en la extrusora. La configuración del proceso de la extrusora, incluida la temperatura, la combinación de tornillo, la velocidad del tornillo y la velocidad de alimentación, deben seguir el principio de que el material en la primera sección del extrusor puede estar completamente fundido y mezclado uniformemente, cuando no se desea una descomposición prematura del peróxido , y que el material totalmente uniforme en la segunda sección del extrusor debe descomponerse y el proceso de injerto completado, las temperaturas de sección de extrusora típica (LDPE) se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 temperaturas de las zonas extrusoras de dos pasos
| Zona de trabajo | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 ① | Zona 4 | Zona 5 |
| Temperatura P ° C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Zona de trabajo | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | Muere la boca |
| Temperatura ° C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① es donde se agrega el silano.
La velocidad del tornillo de extrusora determina el tiempo de residencia y el efecto de mezcla del material en el extrusor, si el tiempo de residencia es corto, la descomposición del peróxido está incompleta; Si el tiempo de residencia es demasiado largo, la viscosidad del material extruido aumenta. En general, el tiempo de residencia promedio del gránulo en el extrusor debe controlarse en la vida media de descomposición del iniciador de 5-10 veces. La velocidad de alimentación no solo tiene un cierto impacto en el tiempo de residencia del material, sino que también en la mezcla y cizallamiento del material, elegir una velocidad de alimentación adecuada también es muy importante.
(4) Embalaje. El material aislante reticulado de silano de dos pasos debe empaquetarse en bolsas compuestas de aluminio-plástico en aire directo para eliminar la humedad.
5. Proceso de producción de material aislante de polietileno reticulado en un solo paso
El material de aislamiento de polietileno reticulado en un solo paso debido a su proceso de injerto se encuentra en la extrusión de fábrica de cable del núcleo de aislamiento del cable, por lo que la temperatura de extrusión de aislamiento del cable es significativamente más alta que el método de dos pasos. Aunque la fórmula de aislamiento de polietileno reticulada por silano de un solo paso se ha considerado completamente en la rápida dispersión del iniciador y el cizallamiento de silano y material, pero el proceso de injerto debe estar garantizado por la temperatura, que es el polietileno reticulado de un solo paso de silano La planta de producción de aislamiento enfatizó repetidamente la importancia de la elección correcta de la temperatura de extrusión, la temperatura general de extrusión recomendada se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2 Temperatura de extrusora de un solo paso de cada zona (Unidad: ℃)
| Zona | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Brida | Cabeza |
| Temperatura | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Esta es una de las debilidades del proceso de polietileno reticulado de silano de un solo paso, que generalmente no se requiere al extruir los cables en dos pasos.
6. Equipo de producción
El equipo de producción es una garantía importante del control de procesos. La producción de cables reticulados de silano requiere un alto grado de precisión de control de procesos, por lo que la elección del equipo de producción es particularmente importante.
La producción de material de aislamiento de polietileno reticulado de Silane de dos pasos Un equipo de producción de material, actualmente más extrusor de tornillo paralelo isotrópico doméstico con pesaje de peso peso importado, dichos dispositivos pueden cumplir con los requisitos de precisión de control de procesos, la elección de la longitud y el diámetro de El extrusor de doble tornillo para garantizar que el tiempo de residencia del material, la elección de pesas por peso importado, para garantizar la precisión de los ingredientes. Por supuesto, hay muchos detalles del equipo que deben recibir toda la atención.
Como se mencionó anteriormente, los equipos de producción de cable reticulados de Silane de un solo paso en la planta de cable son importados, los fabricantes de equipos nacionales caros no tienen equipos de producción similar, la razón es la falta de cooperación entre los fabricantes de equipos e investigadores de fórmulas y procesos.
7. Material de aislamiento de polietileno reticulado natural de Silane
El material aislante de polietileno reticulado natural de Silane desarrollado en los últimos años puede reticarse en condiciones naturales en pocos días, sin vapor o inmersión en agua tibia. En comparación con el método tradicional de reticulación de silano, este material puede reducir el proceso de producción para los fabricantes de cables, reduciendo aún más los costos de producción y aumentando la eficiencia de producción. El aislamiento de polietileno reticulado naturalmente de Silane es cada vez más reconocido y utilizado por los fabricantes de cables.
En los últimos años, el aislamiento de polietileno reticulado natural de silano doméstico ha madurado y se ha producido en grandes cantidades, con ciertas ventajas en el precio en comparación con los materiales importados.
7. 1 Ideas de formulación para silano aislaciones de polietileno reticuladas naturalmente
Las aislaciones de polietileno reticuladas naturales de silano se producen en un proceso de dos pasos, con la misma formulación que consiste en resina base, iniciador, silano, antioxidante, inhibidor de la polimerización y catalizador. La formulación de aisladores de polietileno reticulados naturales de silano se basa en aumentar la velocidad de injerto de silano del material A y seleccionar un catalizador más eficiente que los aislantes de polietileno reticulados de agua tibia de silano. El uso de materiales con una tasa de injerto de silano más alta combinada con un catalizador más eficiente permitirá que el aislador de polietileno reticulado de silano retenga rápidamente incluso a bajas temperaturas y con una humedad insuficiente.
Los materiales A para los aisladores de polietileno reticulados naturalmente de silano importados se sintetizan por copolimerización, donde el contenido de silano se puede controlar a un alto nivel, mientras que la producción de materiales A con altas tasas de injerto por injerto es difícil. La resina base, el iniciador y el silano utilizados en la receta deben variar y ajustar en términos de variedad y adición.
La selección de la resistencia y el ajuste de su dosis también son cruciales, ya que un aumento en la velocidad de injerto del silano inevitablemente conduce a más reacciones laterales de reticulación CC. Para mejorar la fluidez del procesamiento y la condición de la superficie del material A para la extrusión de cable posterior, se requiere una cantidad adecuada de inhibidor de la polimerización para inhibir eficazmente la reticulación de CC y la recolección previa previa.
Además, los catalizadores juegan un papel importante en el aumento de la tasa de reticulación y deben seleccionarse como catalizadores eficientes que contienen elementos sin metales de transición.
7. 2 Tiempo de reticulación de silano aislaciones de polietileno reticuladas naturalmente
El tiempo requerido para completar la reticulación del aislamiento de polietileno reticulado natural de silane en su estado natural depende de la temperatura, la humedad y el grosor de la capa de aislamiento. Cuanto mayor sea la temperatura y la humedad, más delgado es el grosor de la capa de aislamiento, más corto será el tiempo de reticulación requerido y más largo es el contrario. A medida que la temperatura y la humedad varían de una región a otra y de una temporada a otra, incluso en el mismo lugar y al mismo tiempo, la temperatura y la humedad hoy y mañana serán diferentes. Por lo tanto, durante el uso del material, el usuario debe determinar el tiempo de reticulación de acuerdo con la temperatura y humedad local y prevaleciente, así como la especificación del cable y el grosor de la capa de aislamiento.
Tiempo de publicación: agosto-13-2022