线性低密度聚乙烯(LLDPE)一步法硅烷交联绝缘料对挤出设备有一定的要求,如挤出机的功率要大,螺杆螺槽要深,螺杆的长经比最好要达到30:1,螺杆压缩比要达到2.8左右,还要有分段冷却水槽,注入硅烷系统需配有流动称重,精度较高控制器,以保证硅烷注入具有稳定性,同时要与主机处于联动状态,另外还需配置自动控温的螺杆冷却水系统,导体预热与抽真空装置等。
3、2线性低密度聚乙烯一步法硅烷交联属于化学交联的一种,其原理是把有机硅化合物如乙烯基三甲氧基硅烷接枝到聚乙烯主链上,在过氧化物DCP的触发下,利用硅烷水解而实现交联。硅烷水解是在温水或水蒸气中进行的。在此过程中,水仅仅作为一种媒介。交联时,水分子通过聚合物分子间隙与接枝在聚合物链上的硅烷发生置换反应,形成—SI—O—SI—交叉链。线性低密度聚乙烯一步法硅烷交联(见下页图示)
工艺流程说明:一步法生产过程比较简单,即将所需的原料,包括线性低密度聚乙烯、硅烷、色母料,准确计量后混合均合,加入到挤出机中,进行熔融接枝塑化成型。再进行热水交联,挤出的线芯是接枝硅烷的可交联聚乙烯绝缘,只有在水和催化剂的作用下,发生水解缩合交联反应。这个反应可在热水中进行,也可在蒸汽中进行,如采用蒸汽交联,交联时间为8个小时左右,温度在95-100℃。
3、3模具应用为挤管式,配模具时的背压要小,模套与模芯的间隙要大,模口的隙距要宽。挤出拉伸比要控制在1.6左右。这样有利于消除“鲨鱼皮”现象,减少熔体分裂。使绝缘表面趋向于光亮平滑。
3、4挤塑机控温范围如下表。
区域 | 螺杆冷却水 | 加料段 | 塑化段 | 挤出段 | 法兰段 | 机头 |
温度(℃) | 80 | 130~160 | 160~200 | 200~220 | 220 | 220~240 |
从上表可以看出,挤塑机的温度控制范围并不是太大,特别是螺杆冷却水的温度不能过高或太低,如控制不好会造成出胶量的不稳定,引起硅烷注入不稳定。
3、5注入硅烷与色母料比例及检测情况如下表:
材料 | 重量(%) | 热延伸(%) | 热收缩(%) |
LLDPE | 97.75 | 75 | 4 |
硅烷 | 1.25 | ||
色母料 | 1 |
从上表可以看出,硅烷的注入比例较小,只有1.25%。如注入比例低于1.20%,就会使绝缘性能中热延伸指标趋向于175不合格;而当硅烷注入高于1.3%~1.35%时,易使未接枝的硅烷残留在螺杆与机筒上,使其与线性低密度聚乙烯之间打滑,当时间累计到一定时候,硅烷与其结晶后被挤出,造成绝缘表面呈桔子皮状。特别是当螺杆升降速时,因机筒与螺杆之间的摩擦力改变就更容易带出,造成出胶量的极不稳定,而引起绝缘击穿,同时还浪费材料。故取1.25%,可使交联度达到70%左右,绝缘性能指标全部能符合标准要求。