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硅烷交联聚乙烯电缆料在我国的发展与应用(收藏版)

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    2020-11-2 14:07
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    [LV.1]初来乍到

    warmsong 发表于 2017-11-16 10:12:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

    交联聚乙烯被大规模地用于电线电缆行业主要基于以下三个理由:良好的性能,低廉的价格,简易的制造工艺。


    电缆行业目前流行的交联方式有以下四种:

    1、过氧化物热化学交联(多用于10kV及以上高压与超高压电力电缆的绝缘);
    2、硅烷温水交联(多用于10kV以下中、低电压线缆的绝缘);
    3、电子辐照交联(多用于10kV以下中、低电压线缆的绝缘);
    4、此外还有极少量的紫外光交联。


    这四种交联方式,从使用量来说,过氧化物交联是用得最多的,其次是硅烷交联,电子辐照交联多用于特种线缆(如耐高温、无卤阻燃线缆),紫外光交联仅适用透明、半透明料;在这几种交联方式中,硅烷交联的最突出优点是加工方式简便,材料价格低廉。电线电缆厂用户只需将材料买来,投入常规的塑料挤出机中,以通用塑料线缆的生产方式挤出成型,然后放入温水或蒸汽房(桑拿浴)内6小时左右就可完成交联。而其他几种交联方式在电缆挤出成型后必须经过特殊的专用设备(如干法交联线、电子加速器、紫外光照射线)才能完成交联。这样就增加了许多制造成本。


    硅烷交联聚乙烯的专利早在上世纪七十年代初就已到期失效;此时恰逢我国改革开放,电力工业和电线电缆大发展。于是使得此种交联方式迅速在我国电缆行业普及和推广。


    目前可用于交联的硅烷有以下两种:
    A-171:乙烯基三甲氧基硅烷
    A-151:乙烯基三乙氧基硅烷

    通过几十年的实践与比较,由于A-171的接枝反应比A-151快,所以世界各国大多采用A-171做接枝单体。交联的主催化剂则多采用二月桂酸二丁基锡(DBTD),引发剂采用过氧化二异丙苯(DCP)。


    一、硅烷交联的品种与分类

    硅烷交联电线电缆的生产顺序是:先将硅烷单体接枝到聚乙烯大分子上,然后在催化剂的作用下缩水交联。所以硅烷交联料的品种可按以下三个方式分类:


    1.按生产方式分:

    共聚法:即将乙烯单体、硅烷单体按一定比例在反应釜内聚合而成;而从分子结构来看,硅烷仍可被看作是接枝在聚乙烯主链上的基团。

    二步法:聚乙烯、硅烷在同向双螺杆内熔融接枝,完成第一步;第二步是与催化剂混熔挤出成型后与水缩合而交联。

    一步法:聚乙烯、硅烷、催化剂混合吸收成干颗粒,接枝的化学反应是在螺杆挤出成型时候完成的。


    • 共聚法的优点是产品质量优良而稳定;接枝硅烷的含量高又不易焦烧;因而使催化反应后的最终产品的交联度较高。
    • 与一步法相比,二步法的硅烷接枝是在造粒厂完成的。所以能保证一定的接枝率,从而使最终产品质量远比一步法稳定。
    • 一步法的优点是生产成本低,造粒厂只需将硅烷与基础树脂混合吸收就可。随后的接枝与交联都是在作为用户的电线电缆厂内完成的。因而做出来的产品质量在很大程度上还与终端用户的线缆厂操作工人技术水平和设备水平相关。
    • 生产共聚法的公司全在国外,如日本的菱克隆,美国的陶氏和北欧化工等;用共聚法生产的产品易加工,质量好,但因售价较贵,所以在国内销路并不大。


    2.按交联方式:
    温水或蒸汽交联;
    室温交联。

    3.按是否阻燃:
    普通(非阻燃);
    无卤阻燃;
    有卤阻燃。

    二、生产厂家与去年耗用量估计

    国内能生产硅烷交联料的厂家估计有200多家,尤其是在近十年来,由于采用摇罐来生产,一步法硅烷交联料的生产线如雨后春笋般的涌现,使得许多用量较大的电线电缆厂也开始自产自销了。


    依据我今年年初对2016年全国几个主要电缆料厂生产的统计和对全国电缆行业对电缆料耗用量的估计如下:

    交联聚乙烯总耗用量:45-50万吨;

    其中硅烷聚乙烯约占一半:20-25万吨;

    所耗用的硅烷约在2500-3000吨;前几年进口的硅烷占了很大的比例,近几年开始已被国产料替代。


    三、我国硅烷交联料的发展方向

    1、走共聚法道路:由于共聚法生产的交联料质量可控且又稳定,所以很受用户欢迎,但是此法必须由生产聚乙烯的石化企业来完成,而石化企业又嫌产量太小用户太分散而顾虑重重,难下决心。但是由于共聚法料质量优异,从长远来看是必走之路。

    2、提高二步法的硅烷接枝率,以进一步改善可交联性能;

    3、室温交联料的质量稳定性还有待提高;

    4、无卤阻燃的阻燃性能也有待提高;

    5、需进一步减少热收缩性能。


    该用户从未签到

    ziyoudefeng2000 发表于 2017-11-21 12:55:20 | 显示全部楼层
    看来有机硅在各行业的应用已经相当的普及了

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