乙丙橡胶电力电缆绝缘一步法硅烷交联工艺.pdf
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1、2 0 0 5 年第 2 期 N o . 2 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi re 同时介绍了一步法硅烷交联乙丙橡胶绝缘电力电缆的性能指标。 关键词: 乙丙橡胶电力电缆; 硅烷交联; 一步法; 工艺 中图分类号: T M 2 1 5 . 1文献标识码: A文章编号: 1 6 7 2 - 6 9 0 1 ( 2 0 0 5 ) 0 2 - 0 0 2 2 - 0 3 C a b s il P r o c e s s o f E P R P o w e r C a b l e s C o mp o u n d WA N G F u - z h i ,e t a
2、 l ( B a o f e n g W i r e a n d C a b l e C o . , L t d . , H e b e i , H e j i a n 0 6 2 4 5 1 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h i s p a p e r p re s e n t s t h e m e c h a n i s m o f s i l a n e c r o s s l i n k i n g o f E P R a n d t h e n e w C a b s i l p r o c e s s . I n t e r m s o f
3、t h e C a b s i l p r o c e s s , t h i s p a p e r d i s c u s s e s t h e s e l e c t i o n o f r a w m a t e ri a l s , f o r m u l a t i o n o f c o m p o u n d e d s i l a n e a n d p ro c e s s a s w e ll a s t h e p e r f o r m a n c e re q u i re m e n t s o f E P R p o w e r c a b l e s m a
4、 n u f a c t u r e d场t h e C a b s i l p r o c e s s . K e y w o r d s : E P R p o w e r c a b l e s ; s i l a n e c r o s s l i n k i n g ; C a b s i l p r o c e s s ; p r o c e s s 1 引言 乙丙橡胶是以乙烯、 丙烯或乙烯、 丙烯及少量的 非共扼双烯为单体, 采用溶液法或悬浮法进行二元 或三元共聚而制得的无规聚合物, 前者称为二元乙 丙橡胶( E P M ) , 后者称为三元乙丙橡胶( E P D M ) 。乙
5、丙橡胶是一种无定型的非结晶聚合物, 其分子主链 上乙烯和丙烯单体单元呈无规排列, 失去了聚乙烯 或聚丙烯结构的规整性, 成为具有弹性的橡胶 。 乙丙橡胶作为电缆的绝缘, 其耐温等级、 老化性 能、 柔软性等都优于交联聚乙烯。传统的乙丙橡胶 绝缘电缆生产采用蒸汽连续硫化工艺, 以硫磺或过 氧化物作为交联剂, 同时需要加人大量的添加剂, 其 优点是效率高, 质量稳定。但是其工艺繁琐, 频繁更 换规格时会造成很大的浪费。而硅烷交联乙丙橡胶 就可以改变这种状况, 其生产方式与硅烷交联聚乙 烯一样。 根据工艺的不同, 硅烷交联乙丙橡胶可分为一 步法硅烷交联和两步法硅烷交联。目前国内还没有 开发出硅烷交联
6、乙丙橡胶材料, 国外已经开发出两 步法硅烷交联乙丙橡胶, 如意大利潘德那公司、 美国 道化学公司、 英国A E I 公司等均有样本介绍 2 。但 是进口的硅烷交联乙丙橡胶材料价格昂贵, 无法与 国内传统的硫化工艺相抗衡。一步法硅烷交联乙丙 橡胶是采用硅烷作为交联剂, 将其直接注入一步法 挤出机中与生胶混合, 共混、 接枝、 成型等一步完成, 工艺简单、 易操作, 只要拥有一步法挤出机就能够实 现批量生产。我公司就是利用公司原有一步法设备 成功开发出一步法硅烷交联乙丙橡胶绝缘电缆。 2 交联机理 硅烷交联乙丙橡胶的交联机理和硅烷交联聚乙 烯相同, 是在有机过氧化物引发作用下, 将含有不饱 和乙烯
7、基和易于水解的硅氧基多官能团的硅烷接枝 到乙丙橡胶的主链上, 然后将此接枝物在水及硅醇 缩合催化剂作用下发生水解并缩合形成一S i -0 - S i 一交联键, 将乙丙橡胶主链连接成立体网状结构, 即得到硅烷交联乙丙橡胶。反应式如下: ( 1 ) 在乙丙共聚物上接枝反应 乙烯链上接枝反应: R O - O R - 2 R 0 -C 几-C 玩-C 玖一 +R O 一 -C 玩-C H -C 玩一 + R O H 一C H Z 一C H -C H Z 一+ H , C = C H -S i ( O R ) , 一 - C 氏-C H 一 一 C 玫一 玫C - C H -S i ( O R )
8、, 收稿日期二 2 0 0 4 - 0 6 - 0 7 作者简介: 王福志( 1 9 7 3 一) , 男, 辽宁沈阳人, 工程师. 作者地址: 河北河间市景和工业区 0 6 2 4 5 1 . 接枝链段上的活性基将会引发其它主链进行接 枝传递或偶联。 丙烯链上接枝反应: 万方数据 2 0 0 4 年第 2 期 N o . 2 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r e 1 , 3 一 二特丁基过氧化二异 丙苯分解温度为1 8 2 0 C . 加人抗氧剂可以保证加工过程中物料的稳定性 及制品的使用稳定性, 抑制氧化降解, 提高使用寿 命。四【 日 一 ( 3
9、, 5 一 二叔丁基一 4 - 经基苯基) 丙酸 季戊四 醇醋( 代号为 1 0 1 0 ) 是一种挥发性低、 无毒、 无污染 的抗氧剂, 是抗氧剂的首选品种。我们选用抗氧剂 1 0 1 0 和抗氧剂4 0 1 0 配合使用效果很好。 加入合适的交联催化剂可以大大缩短交联时 间, 提高生产效率。一般采用二丁基锡二月桂酸醋 作为交联催化剂。 复合型硅烷的具体配方见表 t o 表 1 复合型硅烷配方 , 一 H 2 C - C H 2一 iO H ) 催化剂 组分名称重量份数组分名称 交联催化剂 分散剂 重量份数 2520 1001050 R O R oR O ! ( - H Z C - C 气S
10、 i- O - S 一 “ H Z一 C H ,一 ) H , O OR OR 硅烷中三个烷氧基全部水解并缩合, 便将乙丙 共聚物连接成立体网状结构。 4 生产工艺 4 . 1 工艺流程( 见图1 ) 3 原材料 3 . 1 乙丙橡胶材料 我们选用三元乙丙橡胶( E P D M) 作为橡胶绝缘 材料。一步法硅烷交联的特点是要求硅烷能够迅速 接枝到乙丙橡胶的主链上, 这就要求三元乙丙橡胶 应具有很高的活性。三元乙丙橡胶所用的第三单体 为非共扼二烯烃类, 其种类和用量对交联速度、 橡胶 的机械物理性能均有直接的影响。第三单体为乙叉 降冰片烯的三元乙丙橡胶( E N B - E P D M ) 是比
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