交联方法
交联绝缘的品种虽多,但主要分为物理交联和化学交联两大类。物理交联也称为辐照交联,一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆。中高压电缆一般采用过氧化物交联,即用化学方法将线性分子通过化学交联反应起来,转化为立体网状结构。化学交联一般还可分为过氧化物交联和硅烷接枝交联两种。化学交联方法比高能辐射交联工艺简单,操作安全,辐照交联聚乙烯的交联度约为70%,而化学交联可达70~90%。
但也存在一些问题:
(1)设备一次性投资大;
(2)对较大截面电缆的辐照不均匀,经反复照射后,电缆弯曲次数太多,不适合于10kV及以上电缆的生产。主要适用于电气装备电缆,对较小截面电缆和lkV~10kV架空电缆也是可以的。
(3)设备开工率低。
3.长承模(MDCV)交联
长承模交联是美国阿纳康达电线电缆公司(Ana.conda)于1959年发明的,同年便申请了专利,称为MCP工艺。后来由于电线电缆行业竞争十分激烈,该公司退出了交联聚乙烯电缆制造竞争,而使这种新工艺未能付诸实用。1971年大日本电线电缆公司和三菱石油化学公司合作,购买了阿纳康达公司的专利,使此法得以实现,称为MDCV工艺。1973年大日日本电线电缆公司申请了MDCV工艺的专利。MDCV的原文含义是“三菱一大日连续交联法”,而技术上的含义是长承模交联工艺法。
MDCV法采用水平式交联管。此交联管紧装在挤出机头上。挤出模子长达20米。挤出绝缘线芯时,向管内充入润滑油,并使聚乙烯在此模具内发生交联。
MDCV法的特点是设备投资少。占地面积小,能稳定地生产大截面电缆,生产速度与CCV交联机组相当,产品质量明显提高,电缆的交流击穿场强比蒸汽交联电缆高60%~70%。不过,当需要生产不同规格的电缆时,要更换整个长承模,灵活性不强,因此在世界上推广不快。
但也存在以下缺点:(1)接枝聚乙烯容易与空气中水分发生先期交联,缩短了贮存时间,一般贮存期为半年。(2)接枝聚乙烯与催化剂母料的混合物,贮存期一般不超过3h,所以需要边混合边挤塑。(3)由于二步法通过多次的混合,容易导致杂质的混入,故只能用于10kV及以下电缆绝缘的制造。
到了八十年代日本菱克隆公司在吸取两步法和一步法的优点基础上开发共聚法。共聚法也是使用硅烷共聚单体——乙烯基-氧基硅烷,只是采用的工艺不同。该工艺不是把有机硅烷接枝到聚合物链上,而是在聚合过程中导入可水解硅烷,从而产生一种易于加工的硅烷共聚物,其方法是在高压反应釜中,使乙烯与硅烷共聚单体发生共聚反应,这项工艺的关键是,所选用的共聚单体是含有一种能够与乙烯发生反应生成聚合物链的不饱和基团。乙烯硅烷共聚物与Sioplas接枝化合物结构上基本相同。