硅烷交联聚乙烯技术工艺及应用范围的可研报告

第一节  硅烷交联聚乙烯的简介

硅烷交联聚乙烯是一种化学物质，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，然后将此接枝物在水及硅醇缩合催化剂作用下水解缩合可得。（可研报告）

第二节 硅烷交联聚乙烯的技术工艺

(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Dow Corning公司发明的两步法,称为Sioplas法；另一种为BICC(英国绝缘电缆公司)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。

① 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(2?-甲氧基乙氧基)硅烷(VTMES)以及3?-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(VMMS),其中VTMS水解速度大于后三者。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。一般硅烷用量1～3份。

第三节 硅烷交联聚乙烯的应用范围

硅烷交联聚乙烯主要用作电线电缆包覆层、耐热管材、软管及薄膜等。也可用于制造电机、变压器等耐高电压、高频率的耐热绝缘材料,热收缩膜和套管,化工生产装置的耐腐蚀部件、容器及泡沫塑料等,亦可用于火箭、导弹等高新技术领域。近年来,广泛用于各种管材(如热水管)、化工生产装置的耐腐蚀部件、容器以及泡沫塑料和阻燃材料等。

安全性

参见Ba001。产品包装外层为聚丙烯编织袋或纸箱,每袋净重(25.00±0.25)kg。产品应在清洁干燥的仓库内贮存,可用火车、汽车、船舶等运输。贮运过程中应注意防火、防水、防晒、防尘和防污染等。运输时应贮放在清洁有顶棚的车厢内,不得与易燃的芳香烃、卤代烃等有机溶剂混运,装卸时切不可用铁钩。

第四节 硅烷交联聚乙烯的性能

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间碳?-碳交联键的结构不同。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?-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。

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