北京橡套电缆厂深分析硅烷交联电缆材料的原理、方式及配方组成

硅烷交联聚乙烯电缆材料是我国电线电缆行业广泛应用的低压电力电缆绝缘材料。北京橡套电缆厂与过氧化物交联、辐照交联相比，该材料具有设备简单、操作方便、综合成本低等优点。它已成为低压交联电缆的主要绝缘材料。

硅烷交联电缆材料的交联机理

硅烷交联聚乙烯的制备方法主要有两种：接枝法和交联法。在接枝过程中，在自由基引发剂和热解自由基的作用下，聚合物失去了叔碳原子上的H原子，生成自由基。自由基与乙烯基硅烷的-CH=CH2反应形成含三氧基硅烷基的接枝聚合物。

在交联过程中，接枝聚合物首先在水的作用下水解形成硅醇，然后-o h与相邻的si-o-h基团缩合形成si-o-si键，北京橡套电缆厂使聚合物大分子交联。

硅烷交联电缆材料及其模式

众所周知，硅烷交联电缆材料和电缆的可分为两步和一步。两步法和一步法的区别在于硅烷接枝工艺在哪里进行。两步法在电缆制造商处进行，一步法在电缆制造商处进行。

目前，我国市场份额的两步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料是由所谓的a材料和B材料组成。材料A为接枝硅烷的聚乙烯，材料B为催化剂母材，其重量比一般为A:B=95:5。A料和B料由电缆材料厂，然后卖给电缆厂。电缆厂在使用前将a料与B料按比例混合后制成，北京橡套电缆厂电缆绝缘芯线可在普通挤出机中挤出，然后在温水或蒸汽中交联绝缘层。

还有一种两步硅烷交联聚乙烯绝缘材料。材料a的方式不同。在合成聚乙烯时，引入乙烯基硅烷直接含硅烷支链的聚乙烯。这种方法本质上是树脂技术，大型石化企业**完成。

**次进入中国的linklon硅烷材料a属于这一类型。目前，陶氏和北方硅烷也是这类产品，国内石化企业没有这类产品。

有两种类型的一步过程。传统的一步工艺是将各种原材料按配方比例通过专用精密计量系统放入特制的专用挤出机中，一步完成电缆绝缘芯的接枝和挤出。在这个过程中，不需要造粒，不需要参加电缆材料厂，电缆厂独自完成这个过程。一步法硅烷交联电缆的设备和配方技术大多从国外进口，价格昂贵。

另一种一步硅烷交联聚乙烯绝缘材料是由电缆材料厂家的，按照配方中的比例，用特殊方法将所有原材料混合在一起，包装后销售。材料a和材料B没有区别，电缆厂可以直接在挤出机中一步完成电缆绝缘芯的嫁接和挤出。该方法的独特之处在于无需昂贵的专用挤出机即可在普通PVC挤出机上完成硅烷接枝过程，省去了两步法挤出前混合料a、B的工作。

配方组成

硅烷交联聚乙烯电缆料的配方一般由基础树脂、引发剂、硅烷、抗氧剂、阻聚剂、催化剂等组成。

（1） 基础树脂一般为熔融指数为2的低密度聚乙烯（LDPE）树脂，但近年来随着合成树脂技术的发展和成本压力的增大，线性低密度聚乙烯（LLDPE）也被用作或部分用作该材料的基础树脂。

由于大分子内部结构的不同，不同的树脂往往对其接枝和交联有很大的影响，因此不同厂家的不同基础树脂或同一类型树脂的配方也会相应地改变。

（2） 常用的引发剂是过氧化二异丙酯（DCP），关键是要把握好用量问题，过少导致硅烷接枝不足；过多导致聚乙烯交联，使其流动性降低，挤出绝缘芯表面粗糙，挤出困难。北京橡套电缆厂由于引发剂用量很小且敏感，如何均匀分散也很重要。一般来说，它是通过溶解成硅烷来加入的。

（3） 通常，乙烯基不饱和硅烷用于硅烷，包括乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）和乙烯基三乙氧基硅烷（a2151）。由于a2171水解速度快，所以使用频率较高。同样，硅烷也有添加量的问题。目前，由于硅烷是进口的，价格昂贵，各电缆材料厂家都在努力实现其降低成本的下限。

（4） 添加抗氧化剂以确保聚乙烯的稳定性和电缆的耐老化性。抗氧化剂对硅烷接枝反应有抑制作用。因此，在接枝过程中应慎重考虑抗氧化剂的加入，在添加剂的选择上应考虑DCP用量的匹配。

在两步交联过程中，大部分抗氧剂可以加入到催化剂母粒中，减少了对接枝过程的影响。在一步交联过程中，抗氧剂存在于整个接枝过程中，因此抗氧剂的种类和用量的选择更为重要。常用的抗氧化剂有1010、168、330等。

（5） 阻聚剂的加入是为了抑制某些接枝和交联过程的副反应。在接枝过程中加入抗交联剂可以有效地降低C2C，此外，在相同条件下，在接枝物上加入在硅烷之前水解的抑制剂可以减少接枝聚乙烯的水解，提高接枝物的长期稳定性。

（6） 催化剂通常为有机锡衍生物（天然交联除外），常见的是二月桂酸二丁基锡（dbdtl），通常以母粒的形式加入。在两步工艺中，接枝料（a料）和催化剂母料（b料）分开包装，a料和b料混合后再加入挤出机，防止材料预交联。在一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料中，包装中的聚乙烯没有接枝，因此不存在预交联问题，因此催化剂不需要单独包装。

此外，市场上还有销售的复合硅烷。复合硅烷与硅烷、引发剂、抗氧化剂、一些润滑剂和抗铜剂复配而成。电缆厂的一步硅烷交联法一般采用这种复合硅烷。目前，大多数电缆厂不使用这种复合硅烷，因为价格太贵。

因此，硅烷交联聚乙烯绝缘材料的组成并不十分复杂，可以在相关资料中获得，但要确定合适的配方，还需要对配方中各成分的作用有充分的了解，其对绩效的影响规律及其相互影响。

在目前众多的电缆材料中，硅烷交联电缆材料（无论是两步还是一步）被认为是挤出过程中具有化学工艺的材料，而其他品种如聚氯乙烯（PVC）电缆材料和聚乙烯（PE）电缆材料的挤出造粒过程是一个物理共混过程。即使是化学交联和辐照交联的电缆材料，北京橡套电缆厂无论是在挤出造粒过程中还是在挤出电缆过程中，都没有化学过程。因此，与硅烷交联电缆材料和电缆绝缘挤出相比，工艺控制更为重要。

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