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硅烷交聯又稱溫水交聯,1960年英國康寧公司(Dow-Corning)提出開發(fā)的,也稱為SioplasE法,即硅烷接枝交聯工藝,它是接枝和擠出分成兩個工序進行,*步由絕緣料廠將硅烷交聯劑與基料在擠出機上接枝和擠出造粒,該料粒稱為A料,同時還提供催化劑和著色劑的母料,稱B料。第二步是電纜廠將A、B料以95:5的比例混合。并在普通擠出機上擠包在電纜導體上,再放入70℃~90℃溫水中交聯也可以在蒸汽房中交聯。該工藝投資成本低,可用一般的擠出機進行加工,材料價格適中,得到廣泛的應用。但也存在著以下缺點:(1)接枝聚乙烯容易與空氣中水分發(fā)生先期交聯,縮短了貯存時間,一般貯存期為半年。(2)接枝聚乙烯與催化劑母料的混合物,貯存期一般不超過3h,所以需要邊混合邊擠塑。(3)由于兩步法通過多次混合,容易導致雜質的混入,故只能用于10kV及以下電纜絕緣的制造。
為了 克服Sioplas的局限性,1977年英國BICC和瑞士Mailiefer公司合作,在道康寧公司發(fā)明的兩步法基礎上,又發(fā)明了一步法硅烷交聯工藝,也稱作Monosil工藝。它將聚乙烯基料、炕氧劑和和液態(tài)硅烷同時計量、混合,即是將接枝反應和添加催化劑過程合并,并采用長徑比為30:1的擠出機將絕緣擠包在電纜導體上,即將絕緣層的接枝和擠出由一個步驟來完成,故稱為一步法。它的材料成本zui低,雜質的污染機會減少,而且材料貯存期可以大大增加。但是這種工藝技術難度大,設備投資比二步法大,需要配備一套液態(tài)硅烷的送料系統(tǒng)。
到了八十年代日本菱克隆公司在吸取兩步法和一步法的優(yōu)點基礎上開發(fā)共聚法。共聚法也是使用硅烷共聚單體——乙烯基-*氧基硅烷,只是采用的工藝不同。該工藝不是把有機硅烷接枝到聚合物鏈上,而是在聚合過程中導入可水解硅烷,從而產生一種易于加工的硅烷共聚物,具體方法是在高壓反應釜中,使乙烯與硅烷共聚單體發(fā)生共聚反應,這項工藝的關鍵是,所選用的共聚單體必須是含有一種能夠與乙烯發(fā)生反應生成聚合物鏈的不飽和基團。乙烯硅烷共聚物與Sioplas接枝化合物結構上基本相同。
4、加壓熔巖鹽交聯(PLCV)工藝
此方法zui初是由意大利卡來羅公司(Careillo)發(fā)明。1976年8月,該公司與英國通用工程公司合作研究,使之用于制造交聯聚乙烯絕緣電力電纜。1977年英國通用工程公司的杰拉樂得?斯馬特(Gerald Smaart)發(fā)表了這項成果,并向英國BICC公司出售了*臺設備。PLCV系統(tǒng)中所使用的鹽與橡皮硫化的LCM法所用的鹽一樣,是由53%的硝酸鉀、40%的*和7%的硝酸鈉組成的無機鹽混合物。這種混合物在145~150℃時熔化,直到540℃時,性能仍然穩(wěn)定。熔鹽交聯管是密封的,并加3~4大氣壓的壓力,熔鹽溫度200~250℃。冷卻段也采用加壓方式。熔鹽段長度40m,冷卻段長度20m。熔鹽傳熱性好,故生產速度快。產品質量好,生產成本為罐式硫化的31%~34%,耗電量為蒸汽連續(xù)硫化的14.5%。該工藝現已較多地用在橡套生產線中。
5、硅油交聯(FZCV)工藝
1979年,日本騰倉電線公司的鹿間貞吉等人發(fā)明了硅油交聯工藝(FZCV)。此方法用加壓硅油作為加熱和冷卻媒質。在硅油壓力作用下,電纜可懸浮在硅油中而不致擦管和偏芯。硅油的壓力和溫度可循環(huán)使用。騰倉電線公司于1979年開始用兩臺FZCV機組生產275kV交聯聚乙烯電纜,一舉解決了用懸掛式交聯機組生產大截面交聯聚乙烯電纜高壓技術問題。雖然FZCV機組的成本較高,但仍比建造立塔式交聯設備經濟。
在上述交聯方法中,均為外部加熱式交聯方法。1975年西德的門奇(G.Menger)提出通過導體加熱法來縮短交聯時間。他用實驗證明,每1毫米厚的聚乙烯絕緣,交聯時間約1分鐘。這樣,只有減慢出線速度或增大交聯管長度才行。若用1000安培的電流使導體溫度升高到200℃,則交聯時間縮短20%。