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二)、过氧化物交联
过氧化物交联法是通过加入交联剂而引发交联的方法。它主要优点是适合各种电压等级和各种截面的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产,特别是35kV及以上的中高压电缆。
1.蒸汽交联(SCP)
蒸汽交联制造技术是以橡皮连续硫化技术为背景演化而来的一种“古老”的交联方法。此方法是以压力为15~20kg/cm2,温度180~200℃的过热水蒸汽为加热和加压媒质,使聚乙烯实现交联。蒸汽交联是美国GE公司于1957年研究成功的。日本住友电气公司于1959年引进了这项技术,并于1960年投产。
5.硅油交联(FZCV)工艺
1979年、日本藤仓电线公司的鹿间贞吉等人发明了硅油交联(FZCV)。此方法用加压硅油作为加热和冷却媒质。在硅油的压力作用下,电缆可悬浮在硅油中而不致擦管和偏芯。硅油的压力和温度可循环使用。藤仓电线公司于1979年开始用两台FZCV机组生产275kV交联聚乙烯电缆,一举解决了用悬挂式交联机组生产大截面交联聚乙烯电缆高压技术问题。虽然FZCV机组的成本较高,但仍比建造立塔和交联设备经济。
在上述交联方法中,均为外部加热式交联方法。1975年西德的门奇(G.Menger)提出通过导体加热法来缩短交联时间。他用实验证明,每1毫米厚的聚乙烯绝缘,交联时间约1分钟。这样,只有减慢出线速度或增大交联管长度才行。若用1000安培的电流使导体温度升高到200℃,则交联时间缩短20%。
三、、硅烷交联
硅烷交联又称温水交联,1960年英国道康宁公司(Dow—Coning)提出开发的,也称为Sioplas法,即硅烷接枝交联工艺,它是把接枝和挤出分成两个工序进行,步由绝缘料厂将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝和挤出造粒,该料称为A料,同时还提供催化剂和着色剂的母料,称B料。第二步是电缆厂将A,B料以95:5的比例混合。并在普通挤出机上挤包在电缆导体上,再放入70℃~90℃温水中交联也可以在蒸汽房中交联。该工艺投资成本低,可用一般的挤出机进行加工,材料价格适中,得到广泛地应用。
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。