硅烷偶联剂在交联聚乙烯电缆绝缘料方面的应用

未经交联的聚烯烃材料耐热性、机械性能和耐环境应力开裂性能较差，限制了其在许多领域中的应用，通过交联改性可提升材料的这些性能。在塑料加工领域，其交联方法主要有辐照法、过氧化物法及硅烷法3种。硅烷交联法因工艺设备简单，效果优异，而为许多电缆料生产厂家所采用。

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。

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。



市场规模

用于交联聚烯烃的主要硅烷品种为乙烯基硅烷，一般认为，交联剂用量在1%～2%（质量分数）。交联聚乙烯主要用作生产电力电缆料。数据显示，2014年全年生产电力电缆5570.37 万米，同比增长8.87 %，其中使用硅烷交联的电缆料总需求量约24万吨，同比增长9.1%。除电缆料外，交联聚乙烯还用于生产管材，2014年，中国聚乙烯管材产量估计442万吨。交联聚乙烯管材中约15%～20%为硅烷法交联，主要用于对防裂防水要求较高的领域如地暖管线。

SAGSI分析认为2014年用于交联聚乙烯的硅烷需求量约为1.13万吨，增长约6.6%。预计2014~2019年期间需求量年均增长6.9%，2019年达到1.58万吨。




                    

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