XLPE硅烷交联管.docx

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XLPE硅烷交联管

保温管技术生产工艺

权利声明：

本专利全文资料仅供用于对行业技术先进性的了解、科学研究或实验。

若因此之外一切行为造成法律冲突或纠纷，责任自负。

硅烷交联聚乙烯

　　‍　　【性质】　有机硅交联聚乙烯的分子结构与通常有机过氧化物交联法形成的分子交联键的结构不同。

其主链可以与2个或2个以上的等价键起反应,形成网状交联（立体网状交联）。

因此,它的热机械性能一般要比具有碳键平面结构的有机过氧化物交联法聚乙烯好。

即使有机硅交联聚乙烯的凝胶率比过氧化物交联聚乙烯低15%～20%,两者热变形仍相当。

　　将普通聚乙烯在有机过氧化物存在下,经过一定的温度和机械力作用,使含有不饱和乙烯基和易于水解的烷氧基多官能团的硅烷接枝到聚乙烯的主链上。

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～Si—O—Si～交联键,即得硅烷交联聚乙烯。

　　硅烷交联聚乙烯的性能

密度/0.93（g/cm3）

凝胶含量/80%80

　　拉伸强度/16MPa

　　断裂伸长率/300%

　　弯曲弹性模量700MPa

　　维卡软化点/95℃

介电常数（1MHz）2.3

体积电阻率/8×10Ω·cm

熔体流动速率/2.5（g/?

10min）

硅烷偶联剂

化学名称：

乙烯基三乙氧基硅烷

分子式：

CH2=CHSi（OCH2CH3）3

CAS号：

78-08-0

外观：

无色透明的液体

稀释：

溶于有机溶剂，不溶于PH=7的水，可溶于PH3-3.5的酸性水中。

化学名称：

乙烯基三甲氧基硅烷

国内外对应牌号：

NQ-71（本厂）；A-171（美国联碳公司）

分子式：

CH2=CHSi（OCH3）3

物化性质：

本品为无色透明液体，具有酯味，可溶于多种有机溶剂，在空气中遇水蒸气缓慢水解，生成相应硅醇，不溶于PH=7的水，但可溶于PH=3.0-3.5的水中。

用途：

1.本品适用于各种复杂形状，所有密度的聚乙烯和共聚物，适用于较大的加工工艺宽容度、填充的复合材料等，具有较高的使用温度，优异的抗压力裂解性、记忆性、耐磨性和抗冲击性。

2.兼有偶联剂和交联剂的作用，适用的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，还可用于提高玻璃纤维、无机填料和对乙烯基反应的树脂之间的亲合力。

常用于硅烷交联聚乙烯电缆和管材。

硅烷偶联剂A-151应用领域

1、填料处理

作为偶联剂，用于提高对乙烯基有反应的树脂之间的亲合力，增强聚脂树脂。

2、工程塑料

硅烷偶联剂A-151适用于各种复杂形状，所有密度的聚乙烯和共聚物，适用于较大的加工工艺宽容度、填充的复合材料等，具有较高的使用温度，优异的抗压力裂解性、记忆性、耐磨性和抗冲击性。

3、树脂重整

A-151兼有偶联剂和交联剂的作用，适用的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，还可用于对乙烯基反应的树脂之间的亲合力。

常用于硅烷交联聚乙烯电缆和管材。

4、密封剂

硅烷偶联剂A-151用于制备电子元器件塑封材料的密封剂。

在聚丁二烯塑封材料中，采用本品处理填充剂石英粉，以改善聚丁二烯树脂与石英粉的表面三向结合，增强塑料致密性，从而提高塑封材料的防潮能力。

5、防潮处理

硅烷偶联剂A-151用作电子元件的表面防潮处理，可用在园片型微调瓷介质电容器反高压复合介质电容器的表面防潮处理，提高产品的防潮性能和表面光洁度，提高产品合格率。

6、包装与储存

硅烷偶联剂A-151的包装为5公斤/桶，密封保存、有效期为1年。

　过氧化二异丙苯（dicumylperoxide）又称硫化剂DCP、过氧化二枯茗。

分子式C18H22O

2，相对分子质量270.37。

结构式：

　　物化性能

　　白色结晶。

熔点41～42℃。

相对密度1.082。

分解温度120～125℃。

折射率1.5360。

升华温度100℃（26.7Pa）。

活性氧含量5.9%，活化能169.99kJ/mol。

闪点133℃。

室温下稳定，见光逐渐变成微黄色。

不溶于水，溶于乙醇、乙醚、乙酸、苯和石油醚。

活性氧含量5.92%（纯度100%），5.62%（纯度95%）。

溶于苯中半衰期：

171℃:

1min；117℃:

10h；101℃:

100h。

是一种强氧化剂。

可燃。

低毒，LD504100mg/kg。

主要用途

　　主要用作聚乙烯树脂交联剂。

交联的聚乙烯用作保温管材料，不仅具有优良的绝缘性和加工性能，而且可提高其耐热性，硫化剂DCP可使乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）泡沫材料形成细微均匀的泡孔，同时提高制品的耐热性和耐候性。

另外，还用作不饱和聚酯的固化交联剂。

质量指标

　　指标名称[1]一等品合格品

　　外观无色或白色棱形结晶白色或略带粉红色结晶

　　熔点/℃≥38.537.5

　　过氧化二异丙苯的质量分数/%≥99.098.0

　　总挥发物含量/%≤0.30.5

安全措施

（1）原料异丙苯过氧化氢为强氧化剂。

产品为一级有机氧化物，见光或受热能引起爆炸。

（2）内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装，并标有危险品标志。

30℃以下暗处贮存。

　　CASNo.：

80-43-3

　　危规号：

52030

　　危险性类别：

第5.2类有机过氧化物

　　危害性概括：

遇热源或火源有爆炸危险。

遇热或强酸分解放出易燃气体，可引起眼、皮肤和呼吸道刺激。

　　灭火措施：

用大量水覆盖，不要直射，不要接触有机物。

应避免的条件：

热源、明火

抗氧化剂300

1、商品名称：

抗氧剂300

2、化学名称：

4,4′-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）

3、英文名称：

4,4/－thiobis（6-tert-butyl-3-methylphenol）

4、CASNO：

96-69-5

5、分子式：

C22H30O2S分子量：

358

6、质量标准：

项目指标分析方法

优等品一等品合格品

外观白色粉末白色粉末浅灰色目测

熔点，℃161-164160-163>155GB/T11409.1-95

灰份，%0.050.10.3GB11409.7-89

细度20目筛余物0.000.000.00GB11409.5-89

30目筛余物0.020.020.02

加热减量%≤0.250.500.50GB11409.4-89

7、特性及用途：

作为抗氧剂、适用于聚乙烯、聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯、ABS树脂和聚氯乙烯等，并还适用于白色、艳色或透明制品。

抗氧剂300是一种典型的硫代双酚类抗氧剂。

因其结构的特殊性，使其具有游离基终止剂和氢过氧化物分解剂的双重功能，与碳黑共用时显示出优良的协同效应，是一般常用的抗氧剂无法比拟的。

该产品是橡胶、聚乙烯、聚烯烃、塑料等制品的高效主抗氧剂，特别是作为聚乙烯保温材料的抗氧剂作用效果尤为突出。

该抗氧剂作为聚乙烯食品包装材料的抗氧剂时，其限量：

LDPE0.05%;HDPE0.25%。

在聚乙烯中采用抗氧剂300具有下述优点：

更好的保持其原材料的物理性能（如抗张强度、伸长率、熔融指数等）;良好地保存了其电性能，高度的热稳定性;增强了制品的耐候性;抗老化作用是一般抗老化剂效果的四倍;比其它常用抗氧剂挥发性小;与碳黑共用时有特殊的协同效应。

储运及包装：

抗氧剂300性质稳定，无特殊的储存要求，存放时避免高温及潮湿，用纸板桶内衬塑料包装

二月桂酸二丁基锡（又名催化剂）

英文名称：

Dibutyltindilaurate

　　CAS号：

77-58-7

　　分子式：

C32H64O4Sn

　　线性分子式：

（CH3CH2CH2CH2）2Sn[OCO（CH2）10CH3]2

　　分子量：

631.57

化学性质

　外观：

浅黄色透明油状液体

　　物化性质及指标分子量：

631.65

　　锡含量：

18.2±0.2%

　　PH：

6.5-7

　　挥发份：

≤0.4%

　　闪点：

226.7℃

　　锡含量：

17.0---19.0%

　　水份：

≤0.3%

　　色泽（Pt-Co）：

≤300#

　　酸数目：

176

　　冰点：

－10℃

　　沸点：

>200℃@10分

　　折射指数:

1.4686

　　蒸气压：

150u@160℃

　　分解温度：

>150℃

不溶于水、甲醇，溶于乙醚、丙酮、苯、四氯化碳、石油醚、

性能

二月桂酸二丁基锡具有优良的透明性、润滑性、耐侯性，使用于塑料软质透明制品，加工后成品表面光泽与透明度佳，无硫化污染

硅烷交联技术

硅烷交联技术,它是利用含有双键的乙烯基硅烷在引发剂（通常为过氧化物）作用下,与熔融的聚合物反应,形成硅烷接枝聚合物,该聚合物在硅烷醇缩合催化剂的存在下,遇水发生水解,从而形成网状的硅氧烷键交联结构。

（1）硅烷交联工艺　目前实际使用的硅烷交联主要有两种方法,一种为英国DowCorning公司发明的两步法,称为Sioplas法；另一种为BICC和Maillefer发明的一步法,称为Monosil法。

近年来,由于石化树脂生产企业对聚乙烯制品的重视,出现了硅烷共聚物法。

两种方法的工艺过程如下。

　　Sioplas法工艺过程

　　硅烷共聚法实际上是Sioplas法的一种变型。

区别在于聚乙烯接枝料不是通过反应挤出制备,而是在乙烯聚合时,通过加进第二组分（硅烷）共聚来获得共聚型乙烯?

-硅烷共聚物（A料）,交联催化剂等辅助助剂再由混合设备制得催化母料（B料）,然后按A、B双组分产品出厂。

可见,Sioplas法为两步法,即先用两台挤出机预先生产出聚乙烯硅烷接枝料和催化母料,然后将两种料按一定比例混合,在第三台挤出机上生产交联聚乙烯管材。

硅烷交联用的过氧化物是作为引发剂,其用量相当于过氧化物交联法中用量的约1/?

20（0.1%）。

硅烷接枝料一般与5%的催化母料干混,挤出成型制品；制品随后通过高温水槽（60～95℃）进行交联。

该法中硅烷接枝料的存放期较短,因为交联反应在催化剂不存在的情况下也可缓慢进行。

Monosil法工艺过程

　　Monosil法为一步法,其特点是硅烷、过氧化物、催化剂均直接加入到同一台挤出机中。

一步法生产的制品交联度可较两步法有所提高。

（2）硅烷交联所用原材料

　　①聚乙烯　可以是高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）以及不同密度PE的共混物。

PE分子链中含叔碳原子数目越多越易接枝,分子链越易伸展,越有利于交联的进行。

②硅烷　理论上,含有一个可接枝的乙烯基及可水解的烷氧基、酰氧基、氨基或氯官能团的硅烷均可。

考虑到实际速率的要求,常用乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）、乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷（VTMES）,其中VTMS水解速度大于后者。

硅烷过多,制品表面起霜,强度下降；过少则接枝不均匀,需增加DCP用量或提高反应温度,即增加物料在料筒中的交联度。

　　【成型加工】　硅烷接枝交联聚乙烯成型加工工艺比较简单,可采用一般塑料和橡胶成型加工设备进行加工。

加工方法为挤塑。

成型制品置于100℃以下的热水中即可交联成所需的产品。

与其他交联聚乙烯一样,一经交联无法再成型,只可机械加工。

　　为了克服硅烷交联产品需在水中长时间浸泡的缺点,采用树脂内混入高级脂肪酸及金属氧化物,在树脂加工温度下生成水。

有一种改进技术在挤出机的某一特定位置设一加料口,利用计量泵加入催化剂与熔融的硅烷接枝聚合物混合,挤出制品,然后在水中交联。