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1、2..第19卷第期吟尔滨电工学院学报Vol19No2ourna1996年6月HIETJlJu1996ne硅烷交联聚乙烯电缆料的开发与应用刘秉志朱宝森(哈尔滨电工学院)摘要,。本文研究了硅蛇对聚乙烯的交联技未开发了硅烷文联聚乙烯电缆朴:,交联关键词硅烷接枝聚乙烯1引言,。硅烷交联聚乙烯因在温水或蒸汽中完成交联所以常称之为温水交联温水交联与有机,,,,过氧化物交联辐射交联比较具有生产设备投资少交联工艺简单产品的交联很少受到形。,.状和规格的限制等优点目前硅烷交联聚乙烯材料大量用于电缆的绝缘层和生产热水管,,近几年我国电缆行业所需硅烷交联聚乙烯电缆料全部依靠进口为了解决国内电缆生产厂
2、,。家对硅烷交联料的需求开发了两步法(sioPlasE)硅烷交联聚乙烯电缆料2硅烷交联技术、o硅烷交联聚乙烯按其生产技术可分为一步法(MnsilR)两步法和乙烯基硅烷共聚物。seo法(Vii)三种2.1一步法ailleeronos,1974年Mf和BICC(英国绝缘电缆公司)取得了MilR专利即一步法生产。技术该技术把硅烷与聚乙烯的接枝反应和产品的成型在同一台特制的挤压机(长径比约为。,.,30)一次完成其工艺技术难度大设备投资相对较高但可减少材料的污染适合生产耐压.等级较高的电缆2.2两步法。两步法是1965年MidlandSilieones(DOWCorning)公司获得专
3、利技术的SioplasE两。,步法工艺是硅烷与聚乙烯的接枝反应和产品成型分两次完成该方法工艺简便厂家可用现,。,有加工热塑性材料的设备成型产品可节省大量投资但是两步法工艺增加了材料被污染,。的机会故仅用于制造低压电缆2.3乙烯基硅烷共聚物法,,1986年国外的公司如日本三菱油化公司推出Visico技术也就是乙烯基硅烷共聚物。,法这种生产技术是在生产高压聚乙烯(LDPE)的反应器中乙烯基硅烷与乙烯发生共聚反。本文于1,,s年5月30日收到哈尔滨电工学院学报第19卷,。应生成可交联的乙烯一乙烯基硅烷共聚物这种共聚物的分子量分布和LDPE一样可以达到最佳化。同时,未反应的单体可回收,
4、材料的洁净度高,是电缆绝缘的良好材料。2,4硅烷交联聚乙烯的结构与交联反应,乙烯一乙烯基硅烷共聚物与接枝聚乙烯的结构不同后者硅及其官能团接在远离主链,,的两个碳原子上而共聚物中乙烯基团插入到主链从而硅原子及其相连的基团紧跟其后接。,到主链上(见图1)硅原子周围位阻控制交联反应速率使硅烷接枝聚乙烯的交联比乙烯基。,硅烷共聚物更快同样乙烯摹硅烷共聚物的结构使得材料发生先期交联(焦烧)的阻力更,。大这是共聚法交联料具有较长的贮存期和容易加工的主要原因硅烷接枝聚乙烯和乙烯基、,。硅烷共聚物的交联机理所用交联装置相同交联工艺条件也基本相同硅烷交联聚乙烯的主要反应如图l所示.:,CH一CH
5、一51(OR)+ZZZZ::HHHHCH=CH(百戎戎奋:z:Z一一::一毛H一毛H一(CH)一一毛HCH一(CH)一!!::(CH)一51(OR)51(OR)硅烷接枝聚乙烯乙烯基硅烷共聚物、~、司Z一刊已H:~一CHCHCH}—一!—::::(CH)_(Cos
6、H):;(。R),化剂z{i(OR)+ZROH3Z51(oR)+HO}—i(OR):}::(CH)Z:H)一~:一一~CHCH3—~~毛H一CH一图1聚、乙烯的接枝乙烯一乙烯基硅烷的共聚与交联3材料的选用用于硅、,烷交联聚乙烯电缆料的基础树脂不仅要有良好的电气物理机械性能而且材料。,,的挤出加工性能也要好密度熔体指数和
7、分子量分布是聚乙烯的关键指标可根据用途选择不同级别和牌号的聚乙烯。由于硅烷与聚乙烯接枝后,其熔体流动性能下降,所以应当选、。用熔体指数较高分子量分布较宽的LDPE作为硅烷交联电缆料的基础树脂,。乙烯基硅烷(接枝剂)在接枝引发剂作用下与聚乙烯发生接枝反应不同牌号的乙烯基,,,硅烷含有不同的可水解基团因此水解速率不同飞水解速率对交联速率有影响选择硅烷时应加以注意。硅烷的用量与选择的聚乙烯有关,分子量高的聚乙烯所需交联键数比分子量较:第2期刘秉志等硅烷交联聚乙烯电缆并的开岌与应用,,。低的聚乙烯少硅烷的用量可相对减少一般为聚乙烯的2%一3%,。常用的接枝引发剂是有机过氧化物如过氧化二
8、异丙苯(1兀P)由于DCP是聚乙烯,,。C一C键交联的交联剂为避免接枝反应中发生交联引发剂的用量应当严格控制DCP的,.。用量一般约为有机过氧化物交联用量的二十分之一即聚乙烯用量的01%〔。硅烷交联聚乙烯在催化剂作用下,可加快交联反应。催化剂一般使用有机锡的衍生物,如二月桂酸二丁基锡田。另外,也可用无机和有机酸或有机碱作为催化剂印。催化剂的用量一般不超过聚乙烯用量的0.25%。,。为了抑制聚乙烯在加工使用中发生氧化降解硅烷料中应当加入抗氧剂对苯二胺衍生,、、。物如防老剂4010等对氧热臭氧和
