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紫外光辐照交联技术介绍

2021-12-27 15:41     来源:合肥光冉高分子材料科技有限公司     紫外光辐照交联 辐照交联紫外光辐照交联
1、技术介绍:紫外光辐照交联是继过氧化物交联、硅烷交联和电子束辐射交联之后发展起来的一种新的交联技术。紫外光交联技术原理是以聚烯烃为主要原料掺入适量光交联剂,在一定条件下进行紫外光辐照,光交联剂吸收特定波长的紫外光产生自由基,通过自由基反应将聚烯烃分子链交联成三维网状结构。它是一项全新的国际首创交联技术。该技术由中国科学技术大学瞿保钧教授及其团队自主研发,具有自主知识产权(ZL 200610126942.X)。瞿保钧团队在深入开展紫外光交联理论和应用研究基础上,开拓了交联电缆生产新途径,在国际上首次使用光交联法成功研制交联聚乙烯绝缘电线电缆,创建世界上首条光交联聚乙烯电线电缆生产线。

2、生产过程:

图1 紫外光辐照交联生产线示意图

3、 技术优势:

(1)生产周期短,缩短交货期:紫外光交联工艺经过紫外光辐照即可完成在线交联,进入下一道生产工序,不需水煮,也无需在一定时间内放置才能完成交联;

(2)设备投资少、占地面积小:紫外光辐照交联设备的价格仅是电子束辐照设备的1/10~1/5。安装仅需在原基础生产线上增加该设备即可,无需其他设备投入。紫外光辐照交联设备在基础生产线上只占用不足3米的长度,占地面积不足7.5平米,而高度空间2.5米即可;

(3)不产生预交联:停机后不用清理螺杆和机头,挤出后绝缘表面平整光滑;

(4)节能环保:能耗与硅烷交联、过氧化物相比较要低,不产生污染物;

(5)生产成本低:紫外光交联电缆材料的价格明显低于其他交联电缆材料;

(6) 提高了电线电缆的电气性能:紫外光交联电缆常期工作温度105℃,与硅烷交联电缆长期工作温度90℃相比其热性能提高16.7%。同种型号的电缆在相同工作温度下,紫外光交联电缆使用寿命较硅烷电缆提高;在相同输送容量下,紫外光交联电缆可减少线芯实际截面。

下表为紫外光交联技术与硅烷温水交联和电子辐照交联的对比(由于过氧化物交联一般适用于中高压电线电缆的生产,在此不作比较)

交联方法

紫外光交联

硅烷温水交联

电子辐照交联

原材料价格

比正规品牌其他交联材料价格低;材料价格随现货聚乙烯基料波动

 

 

性能

交联后的成品的热收缩几乎为零,经国家级部门检定,各项性能优于硅烷交联,电缆使用寿命更长

热收缩大,同时因其交联原理是吸水后水解交联,由于水的存在而导致材料电性能、力学性能相对较差

由于电子束能量太大往往会在交联的同时打断了聚乙烯分子链,使得材料性能下降

生产操作

使用普通挤出机,挤出温度范围大,±20℃,无预交联情况,停机后无需清理螺杆和机头,下次生产加到温度即可开机

温度偏差要求严格,易出现预交联疙瘩,每次须清理螺杆和机头,废料约10kg,增加劳动强度

需进行二次加工

优势

重点工程投标时要求辐照交联

温水硅烷交联后铜导体易变色发黑,且绝缘表观差。

 

交联成本

耗电量50kW/h

水煮或蒸汽耗电量300kW/h

成本高

生产效率

与温水交联生产速度相当或超过

 

大截面电缆的生产速度极为缓慢

生产周期

绝缘完工即可投入下道工序节约时间,提高效率

等待水煮或蒸,一般3至8小时不等,之后须等水分挥发完才能进入下道工序

需收盘后重新进行二次加工

贮存

生产完的余料存放在避光的环境中,下次正常使用

一般开启包装后需要5小时内用完,如剩余料下次使用会出现预交联现象

 

低烟无卤产品

可生产辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘电线电缆,性能优越

不可生产交联低烟无卤产品。由于低烟无卤材料中含易吸水的金属氢氧化物,因此不适合进行温水交联,市场无成熟硅烷交联低烟无卤产品

可生产辐照交联低烟无卤聚烯烃绝缘电线电缆

缺点

不能生产架空线(架空线需要添加大量炭黑,而炭黑会吸收屏蔽紫外光,因此无法交联)

产品性能相对较差,生产温度控制、材料储存条件严格,需进行二次水煮,耗时。不能生产低烟无卤产品。

设备投资大,维护、操作复杂、需进行二次加工,工序复杂。不适合大截面的电线电缆的生产。


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