Одностадийный силановый этиленпропиленовый сшитый эластомерный изоляционный мастербатч

Когда речь заходит об этом типе мастербатча, многие сразу представляют себе стандартный рецепт с винилтриметоксисиланом, но на деле там есть тонкости с подбором концентрации силана – иногда до 2.5% имеет смысл поднимать, хотя вроде бы классика говорит о 1.8-2%. Мы в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов как-то пробовали вариант с 3%, и получили проблемы с преждевременной сшивкой в экструдере, пришлось возвращаться к базовым настройкам.

Технологические ловушки при производстве

Основная ошибка – считать, что любой этиленпропиленовый каучук подойдет. На практике только определенные марки EPDM с контролируемой молекулярной массой работают стабильно, особенно при высокоскоростной экструзии. В наших экспериментах с материалами для кабелей низкого дымообразования использовали EPDM марки 5725, но пришлось дополнительно вводить модификаторы текучести.

Температурный режим – отдельная история. Казалось бы, стандартные 180-190°C, но если перегреть хотя бы на 5 градусов, начинается преждевременное гелеобразование. Как-то при запуске новой линии потеряли партию из-за этого – мастербатч начал сшиваться прямо в бункере. Теперь всегда ставим дополнительные термопары в зоне загрузки.

Влажность сырья – тот фактор, про который часто забывают. Силановые группы моментально реагируют с водой, поэтому сушка гранул перед переработкой обязательна. Проверено на горьком опыте: когда сэкономили на осушителе, получили брак с пузырями в изоляции.

Особенности применения в кабельной промышленности

Для безгалогенных композиций наш мастербатч показал себя лучше европейских аналогов в плане стабильности параметров. В тестах на КГ 1х150 сечением при скорости экструзии 25 м/мин не было ни одного случая дефекта изоляции. Хотя на первых партиях наблюдали мелкие пустоты – оказалось, проблема была в недостаточной дегазации.

Интересный момент обнаружили при работе с многожильными кабелями: при толщине изоляции менее 0.8 мм эффективность сшивки падает на 15-20%. Пришлось разрабатывать специальную рецептуру с активаторами для тонкостенных покрытий. Сейчас этот вариант есть в каталоге на https://www.zhxclkj.ru в разделе специализированных мастербатчей.

По сравнению с пероксидной сшивкой наш одностадийный силановый этиленпропиленовый сшитый эластомерный изоляционный мастербатч дает выигрыш в производительности линий на 12-15%, но требует более точного контроля влажности в цехе. Как-то на производстве в Татарстане из-за сезонной влажности пришлось устанавливать дополнительные осушители воздуха.

Проблемы совместимости с добавками

С антипиренами на основе гидроксида алюминия совместимость хорошая, а вот с некоторыми марками мела возникают конфликты – снижается степень сшивки. В 2022 году был случай, когда при замене поставщика мела получили падение степени сшивки с 85% до 72%. Разбирались три недели, пока не нашли причину в примесях карбонатов.

С антиокислителями тоже не все просто. Стандартные фенольные стабилизаторы иногда тормозят реакцию сшивки, приходится подбирать фосфитные составы. В наших рецептурах используем комбинацию Irganox 1010 с Weston 619, но пропорции – ноу-хау производства.

Пигменты – отдельная головная боль. Неорганические обычно работают нормально, а вот с органическими красными пигментами бывают сюрпризы – некоторые марки резко снижают срок хранения мастербатча. Как-то отгрузили партию с красным пигментом, а через месяц клиент пожаловался на гелеобразование. Теперь тестируем все цветные добавки на ускоренное старение.

Полевые испытания и обратная связь

В Крыму кабели с нашей изоляцией прошли трехлетние испытания в агрессивной морской атмосфере – деградация свойств всего 8% против 15-20% у стандартных составов. Правда, пришлось дополнительно вводить УФ-стабилизаторы, исходная рецептура не учитывала такой интенсивности солнечного излучения.

На горных ГЭС в Сибири был интересный случай: при температуре -55°C гибкость изоляции сохранялась, но появились микротрещины на изгибах. Оказалось, проблема в кристалличности полипропилена в составе – пришлось корректировать соотношение аморфной и кристаллической фаз.

Сейчас ведем переговоры по поставкам для объектов Арктики, где требования к температуре эксплуатации уже -60°C. Тестовые образцы показали хорошие результаты, но пришлось полностью пересмотреть систему пластификации – традиционные ДОП и ТОФ не работают при таких температурах.

Экономические аспекты и перспективы развития

Себестоимость нашего мастербатча на 15-20% ниже европейских аналогов, но дороже китайских. Однако при расчете на километр кабеля разница не критичная – около 3-5%, зато надежность значительно выше. Особенно это важно для ответственных объектов типа метрополитена или атомных станций.

Интересное направление – комбинация с нашими материалами серии низкого дымообразования. Получается композиция с двойным эффектом: сшитая структура плюс пожаробезопасность. Уже есть успешные проекты в тоннелестроении, где требования по дымовыделению особенно жесткие.

Перспективы вижу в разработке полностью биоразлагаемых вариантов, но пока с сохранением механических свойств есть сложности. В опытных образцах удалось добиться только 40% биодеградации за 5 лет, что недостаточно по современным стандартам. Работаем в этом направлении совместно с исследовательскими институтами.