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干硅烷是一种改良的一步法交联聚乙烯工艺。它使用发泡聚乙烯载体吸附液体硅烷混合物来获得干燥的颗粒形式的乙烯基交联剂母料。 传统的一步法液体工艺的主要问题是必须具备1) 用于液体硅烷混合物的精确添加系统。 2）长挤出机（L / D = 30）。 该设备昂贵且维护成本高。 此外，液体硅烷混合物的处理需要注意确保安全。

开发干硅烷技术以允许使用具有固体硅烷母料的常规挤出设备。该技术的核心是使用多孔聚合物作为硅烷混合物的载体。因此，电线和电缆，管道，薄膜，片材和注塑部件的生产商可以将干硅烷母料与聚烯烃粒料混合。干硅烷母料必须通过合适的重力进料系统计量，以确保硅烷母料的精确计量。理想情况下，进料器应配备单独的颜色母料和基础树脂进料部分。然后可以用常规挤出机挤出共混物，模塑或成型，并使其湿汽固化。

使用干硅烷的好处是:

可以使用现有的挤出机 (L/D =24) ,

可以使用当地的基础树脂,

容易使用,

启动速度更快（停机时间更短）,

更一致的分散,

灵活，轻松定制，适用于最终应用,

更大直径的XLPE挤压是可行的,

可以实现较低的硅烷使用量,

消除螺旋滑动 (桶中无液体),

减少废料.

干硅烷是生产XLPE 电缆和PEX-b 管的一种改进的一步法PEX-b 工艺, 颗粒状干硅烷母料可确保硅烷交联剂的准确投加，简化了传统Monosil一步法加工的设备要求。

在挤出过程中， 含有乙烯基硅烷， 过氧化物，有机锡催化剂，抗氧剂和金属钝化剂的液体硅烷混合物将被挤出并释放出来，它们的基本化学机理与常规PEX-b工艺相同

在第一步接枝阶段，乙烯基烷氧基硅烷通过其乙烯基通过过氧化物引发的自由基反应接枝在聚乙烯上。 在接枝之后，聚乙烯仍然可以作为热塑性树脂加工，如普通的PE树脂，因为它没有交联。 只有这种接枝聚乙烯用热水浴（65~100℃），蒸汽浴或甚至在环境温度下接枝乙烯基烷氧基硅烷水解和缩合， 聚乙烯才最终会发生交联。

聚乙烯是全球塑料行业的领导者，拥有众多应用。然而，其较低的使用温度使得普通聚乙烯不适用于在温度高达100℃的应力下（例如在热水管中）需要连续使用的应用，或者在电缆的临时电气过载期间偶尔温度升高超过一定限度的应用。通过聚乙烯的交联，一些重要的性能将得到显着改善（表1）。一些应用包括热收缩产品（电缆安装），耐热食品包装（最高200℃），隔热泡沫和耐化学品密封。此外，交联聚乙烯更耐水树和跟踪，这在电缆绝缘和护套工业中是不希望的。除了交联聚乙烯能够承受更高的电负荷，其耐受热冲击的能力以及绝缘所需的小厚度外，使其成为电缆绝缘和护套行业的合适候选者。聚乙烯的熔点为100~130℃，但交联后没有流动，即使在150℃时也不会注意到弹性行为。

硅烷交联聚乙烯的主要应用:

1. 电线电缆(低压/中压电缆的绝缘保护套)

2. 管(热水，地暖，煤气，化学品，污水)

3. 热缩产品(管，套管)

4. 薄膜(抗蠕变性和可收缩应用）)

5. 泡沫 (隔热)

6. ……

1.标准和现有的挤出机可用于生产XLPE（即现有的PVC挤出机可能就足够了，24 L / D挤出机就足够了）

2.更容易启动和使用灵活性（无液体，更好的操作和安全性）

3.可在同一生产线上运行交联和热塑性材料。

4.较大直径的XLPE挤压是可行的。（通过更一致的分散），

5.干硅烷母料允许使用当地基础树脂（即生产者可以从他的优选或当前供应商处选择树脂）。

6.干硅烷母料可以根据最终应用进行定制（即固化速度不同）

用于低压电力电缆生产的典型干硅烷工艺的流程包括：

原材料

基础树脂:

干硅烷技术可以被用于各种等级的LDPE, LLDPE， 确保优化的成本效益。

干硅烷母料:

干硅烷母料是自由流动的固体颗粒. 干硅烷中硅烷的含量可以是多样的。取决于载体和配方。 硅烷的含量范围是40%-70%。

抗氧剂母料:

如果载体是未稳定的树脂，抗氧剂母料就必须加。

色母粒:

它用于颜色识别目的。 通常将色母料手动送入配料系统。

光稳定剂:

航空电缆需要使用光稳定剂，其操作和色母料相似。

原材料的准备

干硅烷对湿度敏感，必须使用干燥器。需要将基础聚合物预干燥至水含量低于300ppm。 从干燥器到配料站的聚合物输送必须利用来自干燥系统的干燥空气进行。

不要干燥干硅烷母料!

在挤出生产线中，要特别注意干燥硅烷母料仅与硅烷抗性材料接触。

干硅烷母料的操作

干硅烷母料的有效期大概是6个月。一旦原包装被打开，必须尽快用掉。干硅烷的储存必须在凉爽干燥的条件下进行。运输储存温度必须避免高于55度。

加料系统

对于具有高硅烷含量的干硅烷母料，失重加料器是绝对必要的。对于具有低硅烷含量的母料，可以使用体积系统，但我们也强烈建议这些母料使用重系统。

挤出机

在干硅烷和PVC 的复合工艺中，建议使用电加热/空气冷却24 D挤出机120 mm 24D机器的典型输出数字为270 kg / h XLPE，分别为800 kg / h PVC（带单个螺钉）

对于仅需要加工干硅烷的应用，30 D机器是一个不错的选择。 120 mm 30 D挤出机的交联聚乙烯输出大约为300公斤/小时。

一般而言，干硅烷应用我们使用浅沟槽进料区与阻隔型螺杆组合。

提供用于PVC和干硅烷的单独螺钉， 对于PVC，使用标准氮化螺钉; 干硅烷交联聚乙烯需要使用经过特殊表面处理的螺丝。

螺杆加热/冷却

高性能螺杆冷却系统至关重要。 通常冷却能力大约50千瓦可以用于120毫米主挤出机。

我们使用水基装置，因为与油基装置相比具有更高的操作动力。

十字头

对于较小横截面上的绝缘应用，通常使用固定的中心十字头。 压缩工具用于圆形导体。

重要的是挤出工具上的平行区域保持短路。平行长度最大4mm可以达到最佳效果。 手动居中的十字头通常用于较大横截面上的绝缘应用。扇形导体通过管道工具加工。

模具加热系统

为了改善表面质量并降低模具拉伸效果，提供了一种强大的模具加热系统。模具加热温度必须在300~320℃的范围内，因此通常使用燃烧器（明火）进行此应用。

冷却槽

在十字头之后使用热水部分是必不可少的。 该部分的冷却水温度范围为60~80°C。

交联

为了估计交联时间，可以使用以下公式

热定型测试

可达到的热定形值取决于绝对硅烷投配率。

下图显示了热定型值，绝对硅烷浓度和线速度之间的关系。

显示的数据是在1,5mm²绝缘导线的基础上收集的。

总结

与其他低压电缆交联方法相比，干法硅烷工艺具有明显的优势。

在此期间，干硅烷技术可被视为这种特定电缆类型的最新技术。

电缆制造商可以利用其成熟的Monosil或甚至普通的Sioplas挤出机来使用干燥的硅烷。

如需了解更多信息，请随时联系我们。

注意：上面的一些数据引用了Rosendahl Nextrom GmbH的文件。

我们的干硅烷产品主要用于XLPE 电缆， PEX-b 管的生产， 这些母料最多含有5种成分 ：

当然，可以根据客户的要求添加其他成分，如紫外线抑制剂。

根据不同的应用，不同的树脂和导体类型，我们开发了几种不同的干硅烷配方，以满足市场需求。 它们含有不同的成分，并有自己的特点.

简而言之，我们可以使用以下决策树为您的应用选择合适的牌号：