Resumo: O princípio de reticulação, classificação, formulação, processo e equipamento de material isolante de polietileno reticulado de silano para fio e cabo são descritos brevemente, e algumas características de silano naturalmente reticuladas polietileno isolante material em aplicação e uso, bem como como Os fatores que afetam a condição de reticulação do material são introduzidos.
Palavras-chave: reticulação de silano; Reticulação natural; Polietileno; Isolamento; Fio e cabo
O material do cabo de polietileno reticulado de silano agora é amplamente utilizado na indústria de fios e cabos como material isolante para cabos de baixa tensão. O material na fabricação de fios e cabos reticulados, e a reticulação de peróxido e a reticulação de irradiação em comparação com o equipamento de fabricação necessário é simples, fácil de operar, baixo custo abrangente e outras vantagens, tornou-se o material líder para baixo -Cabo reticulado da tensão com isolamento.
1. Princípio de reticulação de material de cabo reticulado
Existem dois processos principais envolvidos na fabricação de polietileno reticulado de silano: enxerto e reticulação. No processo de enxerto, o polímero perde seu átomo H no átomo de carbono terciário sob a ação do iniciador livre e da pirólise em radicais livres, que reagem com o grupo-ch2 de vinil silano para produzir um polímero enxertado contendo um éster de trioxisil. grupo. No processo de reticulação, o polímero de enxerto é hidrolisado pela presença de água para produzir silanol, e o-OH condensa com o grupo SI-OH adjacente para formar a ligação Si-O-Si, reticulando assim o polímero Macromoléculas.
2. Silano Material de cabo reticulado e seu método de produção de cabos
Como você sabe, existem métodos de produção de duas e uma etapa para cabos reticulados em silano e seus cabos. A diferença entre o método de duas etapas e o método de uma etapa está em onde o processo de enxerto de silano é realizado, o processo de enxerto no fabricante do material de cabo para o método de duas etapas, o processo de enxerto na fábrica de cabos para o Método de uma etapa. O material isolante de polietileno reticulado de duas etapas com a maior participação de mercado é composto pelos chamados materiais A e B, sendo um material o polietileno enxertado com silano e B sendo o lote mestre do catalisador. O núcleo isolante é então reticulado em água morna ou vapor.
Existe outro tipo de isolador de polietileno reticulado em duas etapas de silano, onde o material A é produzido de uma maneira diferente, introduzindo vinil silano diretamente no polietileno durante a síntese para obter polietileno com cadeias ramificadas de silano.
O método de uma etapa também possui dois tipos, o processo tradicional de uma etapa é uma variedade de matérias-primas de acordo com a fórmula na proporção de sistema de medição de precisão especial, em uma extrusora especial especialmente projetada em uma etapa para completar o enxerto e a extrusão de O núcleo de isolamento do cabo, nesse processo, sem granulação, sem necessidade de participação da planta de material a cabo, pela fábrica de cabos para concluir sozinho. Este equipamento de produção de cabos e formulação reticulado de uma etapa é importado do exterior e é caro.
Outro tipo de material de isolamento de polietileno reticulado de uma etapa é produzido pelos fabricantes de materiais de cabos, é todos matérias-primas de acordo com a fórmula na proporção de um método especial de misturar, embalado e vendido, não há material e B e B Material, a planta de cabo pode estar diretamente na extrusora para concluir uma etapa ao mesmo tempo, enxerto e extrusão do núcleo de isolamento do cabo. A característica exclusiva desse método é que não há necessidade de extrusoras especiais caras, pois o processo de enxerto de silano pode ser concluído em uma extrusora de PVC comum, e o método de duas etapas elimina a necessidade de misturar materiais A e B antes da extrusão.
3. Composição de formulação
A formulação do material do cabo de polietileno reticulada em silano é geralmente composta de resina de material base, iniciador, silano, antioxidante, inibidor de polimerização, catalisador, etc.
(1) A resina base geralmente é uma resina de polietileno de baixa densidade (LDPE) com um índice de fusão (mi) de 2, mas recentemente, com o desenvolvimento da tecnologia de resina sintética e pressões de custo, polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) também foram usado ou parcialmente usado como resina base para este material. Diferentes resinas geralmente têm um impacto significativo no enxerto e reticulação devido a diferenças em sua estrutura macromolecular interna; portanto, a formulação será modificada usando diferentes resinas de base ou o mesmo tipo de resina de diferentes fabricantes.
(2) O iniciador comumente usado é o peróxido de diisopropil (DCP), a chave é entender a quantidade do problema, muito pouco para causar enxerto de silano não é suficiente; Muito para causar reticulação de polietileno, o que reduz sua fluidez, a superfície do núcleo de isolamento extrudado, difícil de espremer o sistema. Como a quantidade de iniciadora adicionada é muito pequena e sensível, é importante dispersá -lo uniformemente, por isso geralmente é adicionado junto com o silano.
(3) O silano é geralmente usado silano de vinil insaturado, incluindo vinil trimetoxissilano (A2171) e vinil trietóxisilano (A2151), devido à rápida taxa de hidrólise do A2171, escolha A2171 mais pessoas. Da mesma forma, há um problema de adicionar silano, os fabricantes atuais de materiais a cabo estão tentando atingir seu limite inferior para reduzir os custos, porque o silano é importado, o preço é mais caro.
(4) Anti-oxidante é garantir a estabilidade do processamento de polietileno e antienvelhecimento do cabo e adicionado, anti-oxidante no processo de enxerto de silano tem o papel de inibir a reação de enxerto, de modo que o processo de enxerto, a adição de anti-oxidante Para ter cuidado, o valor adicionado para considerar o valor do DCP para corresponder à seleção. No processo de reticulação de duas etapas, a maior parte do antioxidante pode ser adicionada no lote mestre do catalisador, o que pode reduzir o impacto no processo de enxerto. No processo de reticulação de uma etapa, o antioxidante está presente em todo o processo de enxerto, de modo que a escolha de espécies e quantidade é mais importante. Os antioxidantes comumente usados são 1010, 168, 330, etc.
(5) O inibidor da polimerização é adicionado para inibir alguns processos de enxerto e reticulação de reações colaterais, no processo de enxerto para adicionar um agente anti-reticulação, pode reduzir efetivamente a ocorrência de reticulação C2C, melhorando assim A fluidez de processamento, além disso, a adição de um enxerto nas mesmas condições será precedida pela hidrólise do silano no inibidor da polimerização, pode reduzir a hidrólise do polietileno enxertado, para melhorar a estabilidade a longo prazo do material do enxerto.
(6) Os catalisadores são frequentemente derivados de organotina (exceto a reticulação natural), o mais comum é dilaurato de dibutiltina (DBDTL), que geralmente é adicionado na forma de um Masterbatch. No processo de duas etapas, o enxerto (um material) e o lote mestre do catalisador (material B) são embalados separadamente e os materiais A e B são misturados antes de serem adicionados à extrusora para impedir a pré-reticulação do material A. No caso de isolamentos de polietileno reticulados em silano de uma etapa, o polietileno no pacote ainda não foi enxertado; portanto, não há problema de reticulação pré-cruz e, portanto, o catalisador não precisa ser embalado separadamente.
Além disso, existem silanos compostos disponíveis no mercado, que são uma combinação de silano, iniciador, antioxidante, alguns lubrificantes e agentes anti-poloneses, e geralmente são usados em métodos de reticulação de silano em uma etapa em plantas de cabo.
Portanto, a formulação do isolamento de polietileno reticulado em silano, cuja composição não é considerada muito complexa e está disponível nas informações relevantes, mas as formulações de produção apropriadas, sujeitas a alguns ajustes para finalizar, o que requer um completo compreensão do papel dos componentes na formulação e na lei de seu impacto no desempenho e sua influência mútua.
Nas muitas variedades de materiais a cabo, o material de cabo reticulado de silano (em duas etapas ou em uma etapa) é considerado a única variedade de processos químicos que ocorrem na extrusão, outras variedades como o cloreto de polivinil (PVC) material e o material Material do cabo de polietileno (PE), o processo de granulação de extrusão é um processo de mistura física, mesmo que o material do cabo de reticulação química de reticulação e irradiação, seja no processo de granulação de extrusão ou cabo do sistema de extrusão, não há processo químico , assim, em comparação, a produção de material de cabo reticulado e extrusão de isolamento de cabos de silano, o controle do processo é mais importante.
4.
O processo de produção do isolamento de polietileno reticulado de duas etapas, um material, pode ser brevemente representado pela Figura 1.
Figura 1 Processo de produção de material isolante de polietileno reticulado em duas etapas
Alguns pontos-chave no processo de produção de isolamento de polietileno reticulado em duas etapas:
(1) secagem. Como a resina de polietileno contém uma pequena quantidade de água, quando extrudada a altas temperaturas, a água reage rapidamente com os grupos silil para produzir reticulação, o que reduz a fluidez do fundido e produz reticulação pré-cruz. O material acabado também contém água após o resfriamento da água, que também pode causar pré-reticulação se não for removido e também deve ser seco. Para garantir a qualidade da secagem, é usada uma unidade de secagem profunda.
(2) medição. Como a precisão da formulação do material é importante, geralmente é usada uma escala de pesagem de perda de peso importada. A resina de polietileno e o antioxidante são medidos e alimentados através da porta de alimentação da extrusora, enquanto o silano e o iniciador são injetados por uma bomba de material líquido no segundo ou terceiro barril da extrusora.
(3) enxerto de extrusão. O processo de enxerto de silano é concluído na extrusora. As configurações do processo da extrusora, incluindo temperatura, combinação de parafuso, velocidade do parafuso e taxa de alimentação, devem seguir o princípio de que o material na primeira seção da extrusora pode ser totalmente derretido e misturado uniformemente, quando a decomposição prematura do peróxido não é desejada e que o material totalmente uniforme na segunda seção da extrusora deve ser totalmente decomposto e o processo de enxerto concluído, as temperaturas típicas da seção de extrusores (LDPE) são mostradas na Tabela 1.
Tabela 1 Temperaturas das zonas de extrusor de duas etapas
| Zona de trabalho | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 ① | Zona 4 | Zona 5 |
| Temperatura p ° C. | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Zona de trabalho | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | A boca morre |
| Temperatura ° c | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① está onde o silano é adicionado.
A velocidade do parafuso da extrusora determina o tempo de permanência e o efeito de mistura do material na extrusora, se o tempo de permanência for curto, a decomposição de peróxido será incompleta; Se o tempo de permanência for muito longo, a viscosidade do material extrudado aumenta. Em geral, o tempo médio de residência do grânulo na extrusora deve ser controlado na meia-vida da decomposição do iniciador de 5 a 10 vezes. A velocidade de alimentação não apenas tem um certo impacto no tempo de permanência do material, mas também na mistura e cisalhamento do material, escolher uma velocidade de alimentação apropriada também é muito importante.
(4) embalagem. O material isolante reticulado de dois etapas de silano deve ser embalado em sacos compostos plásticos de alumínio no ar direto para eliminar a umidade.
5. Processo de produção de material isolante de polietileno reticulado de uma etapa
O material de isolamento de polietileno reticulado de uma etapa de silano devido ao seu processo de enxerto está na extrusão de fábrica de cabos do núcleo de isolamento de cabos; portanto, a temperatura de extrusão de isolamento de cabo é significativamente maior que o método de duas etapas. Embora a fórmula de isolamento de polietileno reticulada em um etapa tenha sido totalmente considerada na rápida dispersão de iniciadores e cisalhamento de silano e material, mas o processo de enxerto deve ser garantido pela temperatura, que é o polietileno reticulado de um etapa de um etapa de silano A planta de produção de isolamento enfatizou repetidamente a importância da escolha correta da temperatura de extrusão, a temperatura geral recomendada de extrusão é mostrada na Tabela 2.
Tabela 2 Temperatura da extrusora de uma etapa de cada zona (unidade: ℃)
| Zona | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Flange | Cabeça |
| Temperatura | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Esta é uma das fraquezas do processo de polietileno reticulado de uma etapa, que geralmente não é necessário ao extrudir cabos em duas etapas.
6. Equipamento de produção
O equipamento de produção é uma garantia importante de controle do processo. A produção de cabos reticulados em silano requer um grau muito alto de precisão de controle de processos; portanto, a escolha do equipamento de produção é particularmente importante.
A produção de material de isolamento de polietileno reticulado em duas etapas, um equipamento de produção de material, atualmente mais doméstica isotrópica paralela extrusora de parafuso duplo com pesagem sem peso importada, esses dispositivos podem atender aos requisitos de precisão do controle de processos, a escolha de comprimento e diâmetro de A extrusora de parafuso duplo para garantir que o tempo de permanência do material, a escolha da pesagem sem peso importada para garantir a precisão dos ingredientes. É claro que existem muitos detalhes do equipamento que precisam receber atenção total.
Como mencionado anteriormente, os equipamentos de produção de cabo de um passo de uma etapa vinculados na planta de cabos são importados, os fabricantes de equipamentos domésticos caros não têm equipamentos de produção semelhantes, o motivo é a falta de cooperação entre fabricantes de equipamentos e fórmula e pesquisadores de processo.
7. Material de isolamento de polietileno reticulado natural de Silano
O material isolante de polietileno reticulado natural de silano, desenvolvido nos últimos anos, pode ser reticulado em condições naturais dentro de alguns dias, sem vapor ou imersão em água morna. Comparado com o método tradicional de reticulação de silano, esse material pode reduzir o processo de produção para os fabricantes de cabos, reduzindo ainda mais os custos de produção e aumentando a eficiência da produção. O isolamento de polietileno reticulado naturalmente de silano é cada vez mais reconhecido e usado pelos fabricantes de cabos.
Nos últimos anos, o isolamento de polietileno reticulado natural de silano doméstico amadureceu e foi produzido em grandes quantidades, com certas vantagens no preço em comparação com os materiais importados.
7. 1 Idéias de formulação para Silano isolamento de polietileno reticulado naturalmente
Os isolamentos de polietileno reticulados naturais de silano são produzidos em um processo de duas etapas, com a mesma formulação que consiste em resina base, iniciador, silano, antioxidante, inibidor da polimerização e catalisador. A formulação de isoladores de polietileno reticulados naturais de silano baseia-se no aumento da taxa de enxerto de silano do material A e na seleção de um catalisador mais eficiente do que os isoladores de polietileno reticulados com água morna de silano. O uso de um materiais com uma taxa de enxerto de silano mais alta combinada com um catalisador mais eficiente permitirá que o isolador de polietileno reticulado de silano permitirá que a reanclusão cruzasse rapidamente, mesmo em baixas temperaturas e com umidade insuficiente.
Os materiais A para os isoladores de polietileno reticulados naturalmente importados são sintetizados pela copolimerização, onde o teor de silano pode ser controlado em alto nível, enquanto a produção de materiais A com altas taxas de enxerto por silano é difícil. A resina base, o iniciador e o silano usados na receita devem ser variados e ajustados em termos de variedade e adição.
A seleção da resistência e o ajuste de sua dosagem também são cruciais, pois um aumento na taxa de enxerto do silano inevitavelmente leva a mais reações colaterais de reticulação de CC. Para melhorar a fluidez de processamento e a condição da superfície do material A para a extrusão subsequente de cabos, é necessária uma quantidade adequada de inibidor de polimerização para inibir efetivamente a reticulação de CC e a pré-reticulação prévia.
Além disso, os catalisadores desempenham um papel importante no aumento da taxa de reticulação e devem ser selecionados como catalisadores eficientes contendo elementos sem metais de transição.
7. 2 Tempo de reticulação de silano isolamento de polietileno reticulado naturalmente
O tempo necessário para completar a reticulação do isolamento de polietileno reticulado natural de silano em seu estado natural depende da temperatura, umidade e espessura da camada de isolamento. Quanto maior a temperatura e a umidade, quanto mais fina a espessura da camada de isolamento, menor o tempo de reticulação exigia e mais tempo o oposto. Como a temperatura e a umidade variam de região para região e de estação para estação, mesmo no mesmo local e, ao mesmo tempo, a temperatura e a umidade hoje e amanhã serão diferentes. Portanto, durante o uso do material, o usuário deve determinar o tempo de reticulação de acordo com a temperatura e a umidade local e predominante, bem como a especificação do cabo e a espessura da camada de isolamento.
Horário de postagem: 13-2022 de agosto