國內(nèi)大慶、金山、燕山、蘭化等石化企業(yè)均有能力生產(chǎn)黑色聚乙烯電纜護套料用的主要原料LOPE,但白于生產(chǎn)這些電纜護套專用料成本高,反應(yīng)壓力,200一300MPa)及溫度(180一200oC)高,轉(zhuǎn)化率低,工藝條件難于調(diào)控,大部分聚乙烯生產(chǎn)廠家均不安排生產(chǎn),只有蘭化生產(chǎn)電纜用LDPE因而電纜料仍需大量進口,不僅耗費大量外匯,而且常因供貨不及時使加工廠處于停工待料狀態(tài)為此,國內(nèi)很多單位采用共混法研制電纜護套料。
目前.此工作已取得了明顯進展。的新領(lǐng)域。齊魯石化公司開發(fā)的一種性能優(yōu)異的LLDPE電纜護套料已申請專利,其在韌性、尤其是缺口沖擊強度、電性能及高低均大為改進?,F(xiàn)在我國的電攬護套料的研制生產(chǎn)已形成一定規(guī)模,但目前市場上相當數(shù)量的護套料不合格,與實際應(yīng)用要求有很大差距、國內(nèi)許多單位都正在這方面做進一步的研究。
我國電纜護套料的研究概況
國內(nèi)采用共混法研制黑色LDPE電纜護套料始于70年代中期,由上海電纜研究所首先研制成功、甘肅天水電纜廠利用此技術(shù)進行生產(chǎn)。80年代以來,蘭化、大慶安達和齊魯石化等單位利用自產(chǎn)的原料,相繼開發(fā)了LDpE護套料和LLDPE護套料.中科院近代物理研究所研制了用于通迅和電力電纜的交聯(lián)LOPE護套料川沮燃型電纜護套料在國內(nèi)尚處起步階段、是有待開發(fā)能,從而得到性能優(yōu)異、使用壽命長的電纜護套料
基礎(chǔ)樹脂的選用
LDPE作為電纜護套料的基礎(chǔ)樹脂,輕工部標準SG一243PEHH對其熔融指數(shù)(材了)、拉伸強度等性能有嚴格的要求。目前市售護套料合格率低的原因之一就是未按標準選用基礎(chǔ)樹脂從目前各生產(chǎn)廠的生產(chǎn)情況看,只有蘭化的ZJO3A、上海石化總廠塑料廠的合成樹脂及塑料]IF0.SA及燕化化工一廠的IFO.4A產(chǎn)品性能接近PE電纜護套料基礎(chǔ)樹脂廠廠家家牌號號材了了密度度主州敵渡渡
穩(wěn)定體系的選用
a.防老劑碳黑
碳黑的選用主要考慮分散性和黑色度,而粒度、pH值、吸油值是決定分散性和黑色度的三個主要因素。從粒度考慮,要求著色力強,應(yīng)選粒徑小的;從吸油值考慮應(yīng)選用吸油值高的。碳黑的用量主要要兼顧材料的機械性能及其他物性,隨碳黑用量增加,PE護套料的拉伸強度和斷裂伸長率下降,電性能變差,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能降低。因而兼顧碳黑對材料耐大氣老化和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能的影響,碳黑加入量一般為
b.抗氧劑塑料用抗氧劑
主要有抗氧劑CA1010、300、DNP、DLTP等。抗氧劑用量一般為0.2%一0.4%。少于0.2%、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性提高不大,用量在0.2%一0.4%時,該性能明顯提高,繼續(xù)加入則提高不明顯。此外.在PE護套料的生產(chǎn)中,添加胺類或酚類抗氧劑時,酸性碳黑和胺類抗氧劑有對抗作用,必須加入有機硫化物,才能發(fā)揮抗氧效能,而非活性碳黑(低含氧量)添加胺類抗氧劑能起到協(xié)同作用。因此抗氧劑CA1010配以DLTP為常用復(fù)合抗氧劑。
適性枷選用
改性劑的種類、配比及共混工藝條件是改進護套料性能的關(guān)鍵。目前有兩大類改性劑:一是橡膠類,有順丁膠.乙丙膠;二是塑料類.有EVA,EEA.從工藝角度講,橡膠改性劑與PE共混工藝較復(fù)雜、成本也較高。塑料類與PE混容性好,工藝簡便,其中以EVA性能。此外,由于碳黑的加入,物料流動性變差,因而,還需少量聚乙烯蠟作分散劑,及少量硬脂酸作潤滑劑,以提高共混物的流動性,便于擠出造粒。
生產(chǎn)LDPE護套料工藝路線
直接添加碳黑制LDPE護套料會存在兩個問題.一是粉料和粒料二者混合不均勻,分散性達不到要求;二是碳黑粉料的加入會導(dǎo)致嚴重的污染。此問題可采用兩步造粒法來解決:步生產(chǎn)碳黑母粒、第二步由碳黑母粒、PE、EVA等共混制造護套料。制碳黑母粒的工藝流程制造碳黑母粒有干法和濕法兩種工藝。
干法工藝流程:
原料~密煉預(yù)分散斗開煉軋片~冷卻~切粒沖成品母粒
濕法工藝流程:
原料~研尾黔枷細色漿~過濾或干燥~碳黑濾餅或粉狀體
+PE分散劑—雙輥混煉一價擠條一冷卻~切粒~包裝
生產(chǎn)護套料的工藝流程
a一段密煉生產(chǎn)工藝
原料~密煉~輥壓~擠出~自然風(fēng)冷~切拉~包裝
此工藝路線的生產(chǎn)設(shè)備簡單,密煉后碳黑分散性較好。但存在兩個缺點一是采用密煉輥壓勞動強度高,生產(chǎn)效率低;二是自然風(fēng)冷冷卻量不足,切粒外觀不好,有粘?,F(xiàn)象。因而該工藝路線比較落后。
b.二段密煉生產(chǎn)工藝
原料~密煉I~密煉n~擠出一水下切粒一干燥包裝這是我國早從國外引進的LDPE護套料工藝,是由天水電纜廠1986年從意大利引進的。此工藝將切粒改為水下,使產(chǎn)品外觀較好。加長密煉使碳黑及其它助劑分散均勻,提高了產(chǎn)品性能但工藝復(fù)雜,也大。
c.單螺桿生產(chǎn)工藝
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我國黑色聚乙烯電纜護套料的研制現(xiàn)狀原料一,擠出~水下切粒~干澡包裝黑龍江省安達塑料廠使用這種生產(chǎn)線生產(chǎn)LDPE護套料。使用單螺桿擠出機可以有多個加料口,便于從中間加入助劑,以防止助劑停留時間過長而分解,也簡化了工藝。然而單螺桿擠出機混煉效果沒有多段密煉生產(chǎn)工藝混合效果好,而且因加人碳黑等助劑,熔體流動性不好.也增大了對機器的磨損。
d.雙螺桿生產(chǎn)線工藝
發(fā)展很快、進口、國產(chǎn)設(shè)備添置很多,如以這種設(shè)備優(yōu)勢和原料優(yōu)勢開發(fā)PE電纜護套料,將具有很好的經(jīng)濟效益同時,PE阻然電纜料和PE交聯(lián)電纜料是更具優(yōu)勢的電纜護套料,因而更具良好的開發(fā)前景。
90年代,我國沈陽、上海、西安等地相繼引進了電纜高速加工生產(chǎn)線,每年需電纜料數(shù)千噸,日本宇部興產(chǎn)公司和美國ICI公司產(chǎn)品大量涌入中國市場,因此,生產(chǎn)用于高速擠出的電纜料取代進口料,是研究開發(fā)的新課題
原料一捏合一螺旋加料器~水「造粒~十燥~包裝浙江余杭塑料廠采用此工藝路線此法工藝簡單.生產(chǎn)效率高,是目前較先進的一條工藝路線
結(jié)語
PE黑色電纜護套料具有良好的電性能和化學(xué)穩(wěn)定性.
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