Résumé: Le principe de réticulation, la classification, la formulation, le processus et l'équipement du silane réticulé le matériau isolant en polyéthylène pour le fil et le câble sont brièvement décrits, et certaines caractéristiques du silane matériau d'isolation en polyéthylène réticulé naturellement en application et à l'utilisation ainsi que bien que celles que Les facteurs affectant la condition de réticulation du matériau sont introduits.
Mots-clés: Silane réticulation; Réticulation naturelle; Polyéthylène; Isolation; Câble et câble
Le matériau de câble en polyéthylène réticulé Silane est désormais largement utilisé dans l'industrie du fil et du câble comme matériau isolant pour les câbles d'alimentation à basse tension. Le matériau dans la fabrication de fils et de câbles réticulés, ainsi que la réticulation et la réticulation d'irradiation du peroxyde par rapport à l'équipement de fabrication requis sont simples, faciles à utiliser, un coût complet et d'autres avantages, est devenu le matériau leader pour un faible - Câble réticulé tension avec isolation.
1. Principe de réticulation de câble réticulé de Silane
Il y a deux processus principaux impliqués dans la fabrication du polyéthylène réticulé du silane: la greffe et la réticulation. Dans le processus de greffage, le polymère perd son atome H sur l'atome de carbone tertiaire sous l'action de l'initiateur libre et de la pyrolyse en radicaux libres, qui réagissent avec le groupe - ch = ch2 de vinyle silane pour produire un polymère greffé contenant un ester trioxylyle groupe. Dans le processus de réticulation, le polymère de greffe est d'abord hydrolysé en présence d'eau pour produire du silanol, et le - OH se condense avec le groupe SI-OH adjacent pour former la liaison SI-O-SI, réticule ainsi le polymère macromolécules.
2. matériau de câble réticulé Silane et sa méthode de production de câble
Comme vous le savez, il existe des méthodes de production en deux étapes et en une étape pour les câbles réticulés Silane et leurs câbles. La différence entre la méthode en deux étapes et la méthode en une étape réside dans l'endroit où le processus de greffe de silane est effectué, le processus de greffage au fabricant de matériaux de câble pour la méthode en deux étapes, le processus de greffage dans l'usine de fabrication de câbles pour l'usine de fabrication de câbles pour la Méthode en une étape. Le matériau isolant en polyéthylène réticulé en deux étapes avec la plus grande part de marché est composé des matériaux dits A et B, avec un matériau étant le polyéthylène greffé avec du silane et un matériau B étant le lot maître du catalyseur. Le noyau isolant est ensuite réticulé dans de l'eau tiède ou de la vapeur.
Il existe un autre type d'isolant en polyéthylène réticulé en deux étapes, où le matériau A est produit d'une manière différente, en introduisant du vinyle silane directement dans le polyéthylène pendant la synthèse pour obtenir du polyéthylène avec des chaînes ramifiées de silane.
La méthode en une étape a également deux types, le processus traditionnel en une étape est une variété de matières premières en fonction de la formule dans le rapport du système de mesure de précision spécial, dans une extrudeuse spéciale spécialement conçue en une étape pour terminer la greffe et l'extrusion de Core d'isolation par câble, dans ce processus, pas de granulation, pas besoin de participation à l'usine de matériaux de câble, par l'usine de câbles pour terminer seul. Cet équipement de production de câbles réticulé en une seule étape et la technologie de formulation est principalement importé de l'étranger et coûte cher.
Un autre type de matériau d'isolation en polyéthylène réticulé en une seule étape est produit par les fabricants de matériaux de câble, est toutes les matières premières selon la formule dans le rapport d'une méthode spéciale de mélange, emballée et vendue, il n'y a pas de matériau et b Matériau, l'usine de câbles peut être directement dans l'extrudeuse pour terminer une étape en même temps greffe et extrusion du noyau d'isolation du câble. La caractéristique unique de cette méthode est qu'il n'est pas nécessaire d'extrudeuses spéciales coûteuses, car le processus de greffe de silane peut être achevé dans une extrudeuse en PVC ordinaire, et la méthode en deux étapes élimine la nécessité de mélanger les matériaux A et B avant l'extrusion.
3. Composition de formulation
La formulation du matériau de câble en polyéthylène réticulé silane est généralement composée de résine de matériau de base, d'initiateur, de silane, d'antioxydant, d'inhibiteur de polymérisation, de catalyseur, etc.
(1) La résine de base est généralement une résine en polyéthylène à basse densité (LDPE) avec un indice de fusion (MI) de 2, mais récemment, avec le développement de la technologie de la résine synthétique et des pressions des coûts, le polyéthylène linéaire à basse densité (LLDPE) a également été utilisé ou partiellement utilisé comme résine de base pour ce matériau. Différentes résines ont souvent un impact significatif sur la greffe et la réticulation en raison des différences dans leur structure macromoléculaire interne, de sorte que la formulation sera modifiée en utilisant différentes résines de base ou le même type de résine de différents fabricants.
(2) L'initiateur couramment utilisé est le peroxyde de diisopropyle (DCP), la clé est de saisir la quantité du problème, trop peu pour provoquer la greffe de silane ne suffit pas; Trop pour provoquer une réticulation en polyéthylène, ce qui réduit sa fluidité, la surface du système rugueux et difficile d'isolation extrudé. Comme la quantité d'initiateur ajoutée est très petite et sensible, il est important de le disperser uniformément, il est donc généralement ajouté avec le silane.
(3) Le silane est généralement utilisé du silane insaturé en vinyle, y compris le vinyl triméthoxysilane (A2171) et le vinyl trithoxysilane (A2151), en raison du taux d'hydrolyse rapide de A2171, alors choisissez A2171 plus de personnes. De même, il y a un problème à ajouter du silane, les fabricants de matériaux de câble actuels tentent d'atteindre sa limite inférieure pour réduire les coûts, car le silane est importé, le prix est plus cher.
(4) L'anti-oxydant doit assurer la stabilité du traitement du polyéthylène et de l'anti-âge câble et de l'addition, l'anti-oxydant dans le processus de greffe de silane a le rôle d'inhiber la réaction de greffage, de sorte que le processus de greffe, l'ajout d'antioxydant Pour être prudent, le montant ajouté pour considérer le montant de DCP pour correspondre à la sélection. Dans le processus de réticulation en deux étapes, la plupart des antioxydants peuvent être ajoutés dans le lot maître du catalyseur, ce qui peut réduire l'impact sur le processus de greffe. Dans le processus de réticulation en une étape, l'antioxydant est présent dans tout le processus de greffe, donc le choix des espèces et de la quantité est plus important. Les antioxydants couramment utilisés sont 1010, 168, 330, etc.
(5) Polymerization inhibitor is added in order to inhibit some grafting and cross-linking process of side reactions occur, in the grafting process to add an anti-cross-linking agent, can effectively reduce the occurrence of C2C cross-linking, thereby improving La fluidité de traitement, en outre, l'ajout d'une greffe dans les mêmes conditions sera précédée de l'hydrolyse du silane sur l'inhibiteur de la polymérisation peut réduire l'hydrolyse du polyéthylène greffé, pour améliorer la stabilité à long terme du matériau de greffe.
(6) Les catalyseurs sont souvent des dérivés d'organotine (à l'exception de la réticulation naturelle), la plus courante étant le dibutytine dilaurate (DBDTL), qui est généralement ajouté sous la forme d'un MasterBatch. Dans le processus en deux étapes, le greffon (un matériau) et le lot maître du catalyseur (matériau B) sont emballés séparément et les matériaux A et B sont mélangés avant d'être ajoutés à l'extrudeuse pour éviter la pré-brillance du matériau A. Dans le cas des isolations en polyéthylène réticulées en silane en une étape, le polyéthylène dans l'emballage n'a pas encore été greffé, il n'y a donc pas de problème de pré-cross et donc le catalyseur n'a pas besoin d'être emballé séparément.
De plus, il existe des silanes composés disponibles sur le marché, qui sont une combinaison d'agents de silane, d'initiateur, d'antioxydant, de lubrifiants et d'agents anti-culbutiers, et sont généralement utilisés dans les méthodes de réticulation de silane en une étape dans les plantes de câble.
Par conséquent, la formulation de l'isolation en polyéthylène réticulée de silane, dont la composition n'est pas considérée comme très complexe et est disponible dans les informations pertinentes, mais les formulations de production appropriées, sous réserve de certains ajustements pour finaliser, qui nécessite un complet Comprendre le rôle des composants dans la formulation et la loi de leur impact sur la performance et leur influence mutuelle.
Dans les nombreuses variétés de matériaux de câble, le matériau de câble réticulé de silane (en deux étapes ou en une étape) est considéré comme la seule variété de processus chimiques survenant en extrusion, d'autres variétés telles que le matériau de câble de chlorure de polyvinyle (PVC) et Matériau de câble en polyéthylène (PE), le processus de granulation extrusion est un processus de mélange physique, même si le matériau de câble de réticulation et d'irradiation chimique de réticulation et d'irradiation, que ce soit dans le processus de granulation d'extrusion, ou le câble du système d'extrusion, il n'y a pas de processus chimique , donc, en comparaison, la production de matériaux de câbles réticulés de silane et d'extrusion d'isolation des câbles, le contrôle des processus est plus important.
4. Processus de production d'isolation en polyéthylène réticulé en deux étapes
Le processus de production de l'isolation en polyéthylène réticulé en deux étapes Silane A Matériau peut être brièvement représenté par la figure 1.
Figure 1 Processus de production du matériau isolant en polyéthylène réticulé en deux étapes
Quelques points clés dans le processus de production de l'isolation en polyéthylène réticulé en deux étapes:
(1) séchage. Comme la résine en polyéthylène contient une petite quantité d'eau, lorsqu'elle est extrudée à des températures élevées, l'eau réagit rapidement avec les groupes de silyle pour produire une réticulation, ce qui réduit la fluidité de la fusion et produit une formation pré-cross. Le matériau fini contient également de l'eau après le refroidissement par eau, ce qui peut également provoquer un pré-brillant s'il n'est pas retiré, et doit également être séché. Afin d'assurer la qualité du séchage, une unité de séchage en profondeur est utilisée.
(2) Soutien. Étant donné que la précision de la formulation des matériaux est importante, une échelle de pesage de perte de poids importée est généralement utilisée. La résine en polyéthylène et l'antioxydant sont mesurés et alimentés par le port d'alimentation de l'extrudeuse, tandis que le silane et l'initiateur sont injectés par une pompe à matériau liquide dans le deuxième ou le troisième baril de l'extrudeuse.
(3) Greffe d'extrusion. Le processus de greffage de Silane est achevé dans l'extrudeuse. Les réglages de processus de l'extrudeuse, y compris la température, la combinaison de vis, la vitesse de vis et le débit d'alimentation, doivent suivre le principe selon lequel le matériau de la première section de l'extrudeuse peut être entièrement fondu et mélangé uniformément, lorsque une décomposition prématurée du peroxyde n'est pas souhaitée , et que le matériau entièrement uniforme dans la deuxième section de l'extrudeuse doit être entièrement décomposé et que le processus de greffage terminé, les températures typiques de la section d'extrudeuse (LDPE) sont présentées dans le tableau 1.
Tableau 1 Températures des zones d'extrudeuse en deux étapes
| Zone de travail | Zone 1 | Zone 2 | Zone 3 ① | Zone 4 | Zone 5 |
| Température P ° C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Zone de travail | Zone 6 | Zone 7 | Zone 8 | Zone 9 | La bouche meurt |
| Température ° C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
Est là où le silane est ajouté.
La vitesse de la vis d'extrudeuse détermine le temps de séjour et l'effet de mélange du matériau dans l'extrudeuse, si le temps de séjour est court, la décomposition du peroxyde est incomplète; Si le temps de séjour est trop long, la viscosité du matériau extrudé augmente. En général, le temps de séjour moyen du granule dans l'extrudeuse doit être contrôlé dans la demi-vie de décomposition de l'initiateur de 5 à 10 fois. La vitesse d'alimentation a non seulement un certain impact sur le temps de séjour du matériau, mais également sur le mélange et le cisaillement du matériau, le choix d'une vitesse d'alimentation appropriée est également très important.
(4) Emballage. Le matériau isolant réticulé en deux étapes doit être emballé dans des sacs composites en aluminium-plastique dans l'air direct pour éliminer l'humidité.
5. Processus de production de matériaux isolants en polyéthylène réticulé en une seule étape
Le matériau d'isolation en polyéthylène réticulé en une seule étape en raison de son processus de greffage est dans l'extrusion d'usine de câble du noyau d'isolation du câble, de sorte que la température d'extrusion d'isolation par câble est significativement plus élevée que la méthode en deux étapes. Bien que la formule d'isolation en polyéthylène réticulée en une seule étape ait été entièrement considérée dans la dispersion rapide de l'initiateur et du cisaillement de silane et de matériau, mais le processus de greffage doit être garanti par la température, qui est le polyéthylène réticulé en silane en une étape L'usine de production d'isolation a souligné à plusieurs reprises l'importance du bon choix de température d'extrusion, la température d'extrusion recommandée générale est indiquée dans le tableau 2.
Tableau 2 Température d'extrudeuse en une étape de chaque zone (unité: ℃)
| Zone | Zone 1 | Zone 2 | Zone 3 | Zone 4 | Bride | Tête |
| Température | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Il s'agit de l'une des faiblesses du processus de polyéthylène réticulé en silane en une étape, qui n'est généralement pas requise lors de l'extrudage de câbles en deux étapes.
6. Équipement de production
L'équipement de production est une garantie importante de contrôle des processus. La production de câbles réticulés de silane nécessite un très haut degré de précision de contrôle des processus, donc le choix de l'équipement de production est particulièrement important.
La production de matériau d'isolation en polyéthylène réticulé en deux étapes un équipement de production de matériaux, actuellement plus de pesée à double échelle parallèle isotrope domestique avec une pesée en apestion importée, ces appareils peuvent répondre aux exigences de la précision du contrôle des processus, le choix de la longueur et du diamètre de L'extrudeuse à double échelle pour s'assurer que le temps de séjour matériaux, le choix de la pesée en apesanteur importée pour assurer la précision des ingrédients. Bien sûr, il existe de nombreux détails de l'équipement qui doivent être accordés.
Comme mentionné précédemment, l'équipement de production de câbles réticulé en un silane en une étape dans l'usine de câblodistribution est importé, coûteux, les fabricants d'équipements nationaux n'ont pas d'équipement de production similaire, la raison en est le manque de coopération entre les fabricants d'équipements et les chercheurs de formule et de processus.
7. Silane Matière d'isolation en polyéthylène réticulé naturel
Le matériel isolant en polyéthylène réticulé naturel Silane développé ces dernières années peut être réticulé dans des conditions naturelles en quelques jours, sans vapeur ni immersion d'eau chaude. Par rapport à la méthode traditionnelle de réticulation du silane, ce matériau peut réduire le processus de production des fabricants de câbles, réduire encore les coûts de production et augmenter l'efficacité de la production. L'isolation en polyéthylène naturellement réticulée naturellement est de plus en plus reconnue et utilisée par les fabricants de câbles.
Ces dernières années, l'isolation nationale en polyéthylène réticulé du silane a mûri et a été produite en grande quantité, avec certains avantages de prix par rapport aux matériaux importés.
7. 1 Idées de formulation pour le silane Isulations de polyéthylène naturellement réticulées
Les isolation en polyéthylène réticulée naturelle de Silane sont produites dans un processus en deux étapes, la même formulation consistant en résine de base, initiateur, silane, antioxydant, inhibiteur de polymérisation et catalyseur. La formulation d'isolateurs en polyéthylène réticulé naturels de Silane est basé sur l'augmentation de la vitesse de greffe de silane du matériau A et la sélection d'un catalyseur plus efficace que les isolants en polyéthylène réticulé à eau chaude du silane. L'utilisation d'un matériau avec un taux de greffe de silane plus élevé combiné avec un catalyseur plus efficace permettra à l'isolateur de polyéthylène réticulé du silane de réticuler rapidement même à basse température et avec une humidité insuffisante.
Les matériaux A pour les isolants en polyéthylène réticulés naturellement importés sont synthétisés par copolymérisation, où la teneur en silane peut être contrôlée à un niveau élevé, tandis que la production de matériaux A avec des taux de greffage élevés par silane greffant est difficile. La résine de base, l'initiateur et le silane utilisés dans la recette doivent être variés et ajustés en termes de variété et d'addition.
La sélection de la résistance et le réglage de sa dose sont également cruciaux, car une augmentation du taux de greffage du silane conduit inévitablement à des réactions secondaires de réticulation CC. Afin d'améliorer la fluidité de traitement et l'état de surface du matériau A pour l'extrusion de câbles ultérieurs, une quantité appropriée d'inhibiteur de polymérisation est nécessaire pour inhiber efficacement la réticulation CC et le pré-crosslinking antérieur.
De plus, les catalyseurs jouent un rôle important dans l'augmentation du taux de réticulation et doivent être sélectionnés comme catalyseurs efficaces contenant des éléments sans métal de transition.
7. 2 Temps de réticulation du silane
Le temps nécessaire pour terminer la réticulation de l'isolation de polyéthylène réticulée naturelle de Silane dans son état naturel dépend de la température, de l'humidité et de l'épaisseur de la couche d'isolation. Plus la température et l'humidité sont élevées, plus l'épaisseur de la couche d'isolation est mince, plus le temps de réticulation est court et plus le contraire est long. Comme la température et l'humidité varient d'une région à l'autre et d'une saison à l'autre, même au même endroit et en même temps, la température et l'humidité aujourd'hui et demain seront différentes. Par conséquent, lors de l'utilisation du matériau, l'utilisateur doit déterminer le temps de réticulation en fonction de la température et de l'humidité locales et dominantes, ainsi que de la spécification du câble et de l'épaisseur de la couche d'isolation.
Heure du poste: août-13-2022