Силановый сшитый материал одностадийного метода заводы

Если честно, когда слышишь про силановый сшитый материал одностадийного метода, первое что приходит — это якобы 'революционная технология', но на практике в 60% случаев под этим термином скрывается обычная пероксидная сшивка с добавкой силана. Мы в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов через это прошли, когда запускали линию кабельных композиций без галогенов.

Почему одностадийный метод — это не панацея

В 2019 году мы закупили итальянский экструдер для силановой сшивки, рассчитывая на скорость. Но столкнулись с тем, что влажность сырья выше 0.02% сводила всю экономию на нет — реакция шла с выделением метанола, а это трещины в изоляции. Пришлось ставить дополнительные сушильные бункеры, что удорожило линию на 15%.

Коллеги с завода в Подольске жаловались на аналогичное: их технологи упорно пытались использовать полиэтилен для одностадийного метода без подбора совместимости с силаном, получали гелеобразные включения. У нас такой брак был на партии кабелей КГВВнг-LS — пришлось перерабатывать 3 тонны композиции.

Сейчас мы для материала одностадийного метода используем модифицированный ПЭВП с показателем текучести расплава 2-3 г/10 мин — более текучий полимер не держит форму при сшивке. Это эмпирика, которую не найдёшь в техпаспортах оборудования.

Где реально работает технология

Для низкодымящих кабелей серии НГ-LS мы применяем силановый сшитый материал только в тонкостенной изоляции до 1.8 мм — при больших толщинах степень сшивки падает до 65%, хотя по ГОСТу нужно минимум 75%. Проверяли термоциклированием на образцах 10х10 мм.

Интересно получилось с армированными кабелями для шахт — там одностадийный метод дал преимущество по эластичности после сшивки. Но пришлось добавлять 2% малеинизированного ПП для адгезии к арамидной нити. Без этого слои расслаивались при температуре 90°C.

На сайте https://www.zhxclkj.ru мы не зря указываем испытания на стойкость к УФ — для уличных кабелей с силановой сшивкой это критично. Обычные стабилизаторы вымываются метанолом, поэтому используем полимеризующиеся светостабилизаторы типа Chimassorb 2020.

Оборудование и его подводные камни

Наш гранулятор Brabender пришлось дорабатывать — шнек с углом наклона 28° вместо стандартных 22° для лучшего смешения силана. Иначе на разрезе гранулы видели непрореагировавшие белые включения.

Вакуумная система на линии — отдельная история. Для одностадийного метода нужен остаточный давление не выше 0.08 МПа, иначе поры в изделии. Но при таком разрежении летучие продукты сшивки конденсируются в трубопроводах — чистим еженедельно.

Термостаты зон экструдера теперь держим с точностью ±1.5°C, хотя производитель допускал ±3°C. При большем разбросе степень сшивки 'пляшет' от 70% до 85% по всему рукаву.

Рецептурные тонкости

С антиоксидантами экспериментировали долго — Irganox 1010 мигрировал на поверхность после сшивки, перешли на комбинацию Irganox 1330/PS802. Кстати, это повлияло на сертификацию по пожарной безопасности — дымность снизили до 28% по IEC 61034.

Содержание катализатора дибутилтиндилаурата — всегда баланс. Меньше 0.15% — реакция не завершается, больше 0.25% — ускоряется старение. Для толстостенных изделий добавляем 0.18%, для тонких — 0.22%. Это ноу-хау нашего технолога Сергея из Уфы.

В модифицированных пластиках для силанового сшитого материала используем наполнители — но не тальк (снижает эластичность), а молотый мрамор фракции 8-12 мкм. Неожиданно улучшил стойкость к трекингу на 15%.

Что не сработало и почему

Пытались ввести в рецептуру вторичный ПНД — экономия 20% казалась заманчивой. Но степень сшивки не поднималась выше 60% из-за карбоксильных групп в старом полимере. Пришлось отказаться, хотя для неответственных кабелей вариант возможен с предармированием силаном.

Закупали 'универсальный' силановый концентрат из Кореи — в теории подходил для любого ПЭ. На практике с нашим сырьём давал время сшивки 16 часов вместо стандартных 6. Выяснили, что в их составе был аминосилан, а не винилсилан.

Автоматизированную систему дозирования хотели внедрить — но для одностадийного метода точность подачи катализатора нужна ±0.5%, а доступное оборудование давало погрешность 2%. Пока работаем с ручными дозаторами, хотя это увеличивает брак на 3%.

Перспективы и ограничения

Сейчас тестируем силановый сшитый материал для инженерных пластиков в автопроме — проблема с адгезией к металлу. Добавка 1.5% глицидоксипропилтриметоксисилана дала интересные результаты, но дорого для массового производства.

Для экологически чистых кабелей технология перспективна — при сшивке нет высоких температур как у пероксидного метода. Но требуется дополнительная промывка от остатков катализатора, иначе по экологическим тестам провал.

В ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов сейчас разрабатываем гибридный метод — предварительная обработка полимера в твердой фазе с последующей экструзией. Первые образцы показывают степень сшивки 88% при толщине 4 мм — это прорыв для силовых кабелей.