Мастербатч на основе сшитого полиэтилена с облучением заводы

Когда слышишь про мастербатч на основе сшитого полиэтилена с облучением, многие сразу думают, что это просто добавка для кабельной изоляции. Но на деле — это целая технологическая цепочка, где малейший просчёт в дозировке пероксидов или режиме облучения превращает материал в брак. У нас в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов через это прошли — в начале путали радиационное и химическое сшивание, пока не набили руку на кабельных композициях для низковольтных линий.

Технологические нюансы производства

Помню, как на первом опытном запуске переборщили с инициатором — винилсиланом. Вместо равномерной сетки сшивки получили комки, которые забивали экструдер. Пришлось срочно менять поставщика — взяли пероксиды с контролируемым периодом полураспада. Сейчас для серий HF-302 (наши безгалогенные составы) используем только проверенные партии с узким ММР — иначе вариативность степени сшивки превышает 15%.

Облучение — отдельная головная боль. Если на старых заводах до сих пор экономят на дозиметрическом контроле, то мы ввели трёхуровневый мониторинг: до, во время и после электронного пучка. Как-то пропустили партию с локальным переоблучением — кабель потом трескался при монтаже в гофре. Пришлось разбирать брак вместе с заказчиком с Уралкабелем.

Сейчас для толстостенных изоляций добавляем модифицированный полибутадиен — не больше 3%, иначе диэлектрические прочности падают. Но это уже ноу-хау, которое не везде раскрываем. На сайте https://www.zhxclkj.ru есть технические бюллетени по этим наработкам — специально для инженеров, которые хотят глубоко вникнуть в рецептуры.

Ошибки при подборе сырья

В 2021 году попробовали сэкономить на полиэтилене — взяли вторичный LLDPE от местного поставщика. Результат: неравномерная гель-фракция после облучения, плюс миграция пластификатора на поверхность. Пришлось списывать 4 тонны мастербатча — урок дорогой, но полезный. Теперь работаем только с первичными гранулами, причём контролируем не только МФИ, но и содержание катализаторных остатков.

Кстати, про наполнители. Для безгалогенных серий сначала пробовали обычный гидроксид алюминия — дымность снижалась, но механические свойства проседали. Перешли на поверхностно-модифицированные версии, хотя их стоимость выше на 20%. Зато при облучении не происходит расслоения матрицы — это подтвердили испытания в кабельной лаборатории Энергопрома.

С антиоксидантами тоже не всё просто. BHT-стабилизаторы частично разлагались под лучом, пока не перешли на фосфитные составы. Но здесь важно не перестараться — избыток стабилизатора тормозит сшивку. Оптимальную концентрацию подбирали полгода, через ускоренное старение в соляном тумане.

Проблемы совместимости с кабельными композициями

Был случай, когда наш мастербатч для КВВГ кабеля не лег на импортную полиолефиновую основу — появилась рыбья кожа на экструдате. Оказалось, разница в ММР базового полимера и нашей добавки. Теперь перед поставками обязательно запрашиваем у заказчика паспорт на сырьё — даже если это увеличивает сроки согласования.

Для многожильных кабелей важна гибкость после сшивки. Добавляем полимерные пластификаторы, но только те, что не мигрируют при длительной эксплуатации. Наши наработки по этому вопросу вошли в обновлённый каталог на zhxclkj.ru — специально раздел по совместимости с разными типами оболочек.

Кстати, про цветовые маркеры. Стандартные неорганические пигменты иногда дают радиационное пожелтение — перешли на комплексные соединения на основе сульфидов. Дороже, но зато сохраняем цветовую стабильность даже при дозах облучения до 250 кГр.

Особенности контроля качества

Степень сшивки проверяем не только по экстракции в ксилоле, но и по термомеханическому анализу. Разработали внутренний стандарт — если модуль упругости после прогрева падает больше чем на 40%, партию в работу не пускаем. Это строже отраслевых норм, зато сократили рекламации по термостойкости.

Влажность — бич многих производств. Даже 0.1% воды в гранулах перед облучением даёт поры в матрице. Поставили дополнительные осушители на линиях грануляции, плюс сушим сырьё в вакуумных бункерах. Казалось бы, мелочь — а влияет на электрическую прочность изоляции.

Механические примеси отсекаем лазерными детекторами — особенно важно для тонкостенных изоляций, где частица размером от 50 микрон уже может стать точкой пробоя. После внедрения этой системы брак по ДКР снизился втрое.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с наноглинами для повышения трекингостойкости — пока результаты нестабильные. При облучении слоистые структуры частично разрушаются, хотя в пресс-композициях работают отлично. Возможно, нужен другой тип модификатора поверхности.

Для высоковольтных кабелей всё сложнее — там требования к чистоте матрицы на порядок выше. Наше ноу-хау по очистке полиэтилена от ионных примесей пока даёт прибавку в стоимости на 15%, но для спецзаказов типа ОКЛ-70 это оправдано.

Перспективное направление — совмещённые системы, где радиационное сшивание идёт параллельно с химическим. Но это требует пересмотра всей технологической цепочки — от дозирования инициаторов до конструкции облучательной камеры. Пока пилотные партии показывают увеличение производительности на 12%, но стабильность ещё не достигнута.