交联方法
交联绝缘的品种虽多,但主要分为物理交联和化学交联两大类。物理交联也称为辐照交联,一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆。中高压电缆一般采用过氧化物交联,即用化学方法将线性分子通过化学交联反应起来,转化为立体网状结构。化学交联一般还可分为过氧化物交联和硅烷接枝交联两种。化学交联方法比高能辐射交联工艺简单,操作安全,辐照交联聚乙烯的交联度约为70%,而化学交联可达70~90%。
辐照是采用高能粒子射线(如β射线)照射线性分子聚合物,在其链上打开若干游离基团,简称为接点。接点活性很大,可把两个或几个线型分子交叉联接起来。辐照交联一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆。它的主要优点有:
(1)生产速度快,占用空间小;
(2)可加工材料种类多,如PE、PVC、CPE、PP、几乎所有聚合物,产品品种多;
(3)产品有更好的的耐热、耐磨和较高的电气性能;可阻燃;
(4)电耗低。
1967年4月,住友电气公司又申请了一份专利,提出整个交联机组由辐射加热部分、予冷却部分和水冷却部分组成,辐射加热部分分成两个区域,每个区域能各自立控制温度。在长期交联反应过程中,交联管内壁形成了一层过氧化物沉积的黑色污垢,这就是一层自然形成的红外线发射的黑体,在其它国家RCP工艺就为一般电热干式交联工艺所代替,称CCV悬挂式交联工艺
加热和预冷却部分用氮气保护。在加热交联管内,氮气的主要作用是作为传热媒质,保护聚乙烯在较高温度下表面不发生氧化降解,对绝缘施加压力可使不发生或少发生气隙,流动的氮气还可带走大量的由冷却水挥发出来的水分和交联反应中过氧化物分解出来的水分。
4.加压熔盐交联(PLCV)工艺
此方法初是由意大利卡莱罗公司(Careillo)发明。1976年8月,该公司与英国通用工程公司合作研究,使之用于制造交联聚乙烯绝缘电力电缆。1977年英国通用工程公司的杰拉乐德·斯马特(Gerald Smaa_rt)发表了这项成果,并向英国BICC公司出售了台设备。PLCV系统中所用的盐与橡皮硫化的LCM法所用的盐一样,是由53%的硝酸钾、40%的亚硝酸钠和7%的硝酸钠组成的无机盐混合物。
这种混合物在145~150℃时熔化,直到540℃时,性能仍然稳定。熔盐交联管是密封的,并加3—4大气压的压力,熔盐温度200~250℃。冷却段也采用加压方式。熔盐段长度40m,冷却段长20m。熔盐的传热性好,故生产速度快。产品质量好,生产成本为罐式硫化的31~34%,耗电量为蒸汽连续硫化的14.5%。该工艺现已较多地用在橡套生产线中。
但也存在以下缺点:(1)接枝聚乙烯容易与空气中水分发生先期交联,缩短了贮存时间,一般贮存期为半年。(2)接枝聚乙烯与催化剂母料的混合物,贮存期一般不超过3h,所以需要边混合边挤塑。(3)由于二步法通过多次的混合,容易导致杂质的混入,故只能用于10kV及以下电缆绝缘的制造。
制得的硅烷交联聚乙烯料具有以下优点:
(1)贮存稳定性好,存贮时间一般可超过一年,而接枝产品只有六个月。
(2)共聚法交联聚乙烯加工过程中,混入的游离物及杂质极少,因而提高了电缆绝缘性能和机械性能。
(3)它在普通的挤塑机上加工时,产生的气体较少,成型加工稳定性好。