シラン架橋ポリエチレンケーブル絶縁化合物

シラン架橋ポリエチレンケーブル材料の配合は、一般的にベース材料樹脂、開始剤、シラン、酸化防止剤、重合禁止剤、触媒などから構成されます。

（1）ベース樹脂は、一般的にメルトインデックス（MI）が2の低密度ポリエチレン（LDPE）樹脂ですが、近年、合成樹脂技術の発展とコスト圧力により、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）もベース樹脂として使用または部分的に使用されています。異なる樹脂は、その内部高分子構造の違いにより、グラフト化や架橋に大きな影響を与えることが多いため、異なるベース樹脂を使用するか、異なるメーカーの同じ種類の樹脂を使用することで配合を調整します。
（2）一般的に使用される開始剤はジイソプロピルパーオキサイド（DCP）ですが、重要なのは量を把握することです。量が少なすぎるとシラングラフト反応が起こりにくく、多すぎるとポリエチレンの架橋反応が起こり、流動性が低下して押出された絶縁コアの表面が荒れ、圧搾が困難になります。開始剤の添加量は非常に微量で繊細なため、均一に分散させることが重要であり、通常はシランと同時に添加されます。
（3）シランは、ビニルトリメトキシシラン（A2171）やビニルトリエトキシシラン（A2151）などのビニル不飽和シランが一般的に使用されています。A2171は加水分解速度が速いため、A2171を選択する人が多くなっています。同様に、シラン添加の問題もあり、現在のケーブル材料メーカーはコスト削減のためにシラン添加量の下限値を達成しようとしています。シランは輸入品であるため、価格が高騰しているからです。
（4）酸化防止剤は、ポリエチレン加工の安定性とケーブルの老化防止のために添加されます。シラングラフト化工程における酸化防止剤はグラフト反応を阻害する役割を持つため、グラフト化工程では酸化防止剤の添加に注意し、添加量はDCPの量を考慮して選択する必要があります。二段階架橋工程では、ほとんどの酸化防止剤を触媒マスターバッチに添加することができ、グラフト化工程への影響を軽減できます。一段階架橋工程では、酸化防止剤はグラフト化工程全体に存在するため、種類と量の選択がより重要になります。一般的に使用される酸化防止剤は1010、168、330などです。
（５）重合禁止剤の添加は、グラフト化および架橋反応の過程で一部の副反応の発生を抑制するためであり、グラフト化反応中に架橋防止剤を添加することで、Ｃ２Ｃ架橋の発生を効果的に低減でき、加工流動性が向上する。また、グラフト化反応と同じ条件下での添加は、シランの加水分解に先行して重合禁止剤を添加することで、グラフト化ポリエチレンの加水分解を低減でき、グラフト化材料の長期安定性が向上する。
（6）触媒は、多くの場合、有機スズ誘導体（天然架橋を除く）であり、最も一般的なものはジブチルスズジラウレート（DBDTL）であり、通常はマスターバッチの形で添加されます。二段階プロセスでは、グラフト重合物（A材料）と触媒マスターバッチ（B材料）を別々に包装し、A材料とB材料を混合してから押出機に投入することで、A材料の予備架橋を防止します。一段階シラン架橋ポリエチレン絶縁材の場合、包装内のポリエチレンはまだグラフト重合されていないため、予備架橋の問題はなく、触媒を別途包装する必要はありません。

さらに、シラン、開始剤、酸化防止剤、いくつかの潤滑剤、銅防止剤を組み合わせた複合シランが市販されており、ケーブルプラントでのワンステップシラン架橋法で一般的に使用されています。
したがって、シラン架橋ポリエチレン絶縁材の配合は、その構成がそれほど複雑であるとは考えられず、関連情報で入手可能ですが、適切な製造配合は、最終決定するためにいくつかの調整が必要であり、配合における成分の役割と、それらの性能への影響の法則とそれらの相互影響を完全に理解する必要があります。
ケーブル材料の多くの種類の中で、シラン架橋ケーブル材料（2 段階または 1 段階）は、押し出し成形時に化学プロセスが発生する唯一の種類であると考えられています。ポリ塩化ビニル (PVC) ケーブル材料やポリエチレン (PE) ケーブル材料などの他の種類では、押し出し成形造粒プロセスは物理的な混合プロセスです。ケーブル材料を化学的に架橋および照射架橋しても、押し出し成形造粒プロセスであれ、押し出し成形システムであれ、化学プロセスは発生しません。そのため、比較すると、シラン架橋ケーブル材料とケーブル絶縁押出成形の製造では、プロセス制御がより重要です。