二步法硅烷交聯(lián)聚乙烯配方試驗總結(jié)

1、杭州通達(dá)高分子材料有限公司試驗記錄二步法硅烷交聯(lián)聚乙烯配方試驗總結(jié)2009 年 11 月本試驗的目的是采用價格較低的LLDPE （吉林石化， 7042）代替LDPE 作為二步法Si-XLPE 的主要原材料進(jìn)行配方設(shè)計與優(yōu)化，以期能減少配方成本。主要原材料樹脂如表1所示：表格 1二步法硅烷交聯(lián)聚乙烯試驗用樹脂列表樹脂類型熔融指數(shù) ,190價格 /元（ g/10min ）（11 月 18 日）吉林石化 7042LLDPE1.7410,900福建聯(lián)合 8320LLDPE20.311,400沙特 6101LLDPE20中海殼牌 2426HLDPE1.8312,400伊朗 0190LDPE1.781.小

2、樣試驗工藝及參數(shù)的確定為了保證試驗方法的準(zhǔn)確性，排除因試驗條件的不一致而對試驗結(jié)果產(chǎn)生不利影響，對小試工藝進(jìn)行了調(diào)整，采用了不同的工藝及設(shè)備進(jìn)行試驗最終確定一種合理的試驗方法。1.1 試驗一：利用與哈普雜質(zhì)檢測儀連接的小型單螺桿擠出機(jī)放片（11月 4日7日）按表 2 配方將混合樹脂與硅烷油裝入鋁塑袋，熱封后混勻放置一夜。按表 3 中工藝設(shè)定在哈普雜質(zhì)檢測儀的擠出機(jī)上放片，A 料與 B 料按 95：5 投放。表格 2A 料配方表 ()份編S1101S1102S1103S1104數(shù)號配方7042908585806101101510102426H510硅烷油1.31.351.351.35表格 3工藝

3、設(shè)定 ()1 區(qū)2 區(qū)3 區(qū)4 區(qū)口模轉(zhuǎn)速130145155160165400rpm結(jié)果與分析：物料從口模出來明顯的流動性太大，經(jīng)過輥壓后料片非常薄（約0.2mm），并且隨著混合 LLDPE 中高熔融指數(shù)（6101）比例的增加，物料的流動性更大，溫度不到165已經(jīng)不易加工；隨著2426H 含量的增加，料片的表面光潔度得到改善。由于 LLDPE分子鏈呈線性，支鏈少，所以用LLDPE代替 LDPE時硅烷油用量相應(yīng)減少；高熔指 LLDPE吸附在樹脂表面，實際上加寬了分子量分布，可以改善加工流動性及斷裂伸長1杭州通達(dá)高分子材料有限公司試驗記錄率；LDPE使材料的表面性能更好。 所以下一步試驗確定減少高

4、熔融指數(shù)的LLDPE，增加 LDPE，對于硅烷油用量需進(jìn)一步確定。1.2試驗二：單螺桿擠出機(jī)一步擠出（硅烷用量試驗）。（ 11 月 7 日10 日）將表 4 中樹脂與硅烷油充分混勻，用鋁塑袋熱封放置一夜，按A 料： B 料 =95：5 投料，按表 5 中工藝參數(shù)放片，將所放料片水浴90煮 4 小時測性能。表格 4A 料配方表（）份編S1105（空白）S1106-1S1106-2數(shù)號配方704280808083201010102426H101010硅烷油1.351.40表格 5工藝設(shè)定（）1 區(qū)2 區(qū)3 區(qū)4 區(qū)口模轉(zhuǎn)速130150165175185400rpm結(jié)果與分析：表格6二步法Si-XL

5、PE性能測試（）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)S1105S1106-1S1106-2拉伸強(qiáng)度 /MPa 13.521.820.125.1斷裂伸長率 /% 350900800680熱延伸 /% 10060永久變形率 /% 5-3S1105 與 S1106-1 測定熱延伸時，樣片與200夾子接觸立即熔斷；S1106-2 性能合格。兩者均較黃，表面有小毛點，光澤度不佳，加工時流動性仍較大。現(xiàn)階段遇到的問題是：采用一步法來解決二步法硅烷交聯(lián)聚乙烯的配方試驗，與實際生產(chǎn)工藝差距到底有多大仍不確定?？紤]嘗試在轉(zhuǎn)矩流變儀進(jìn)行“密煉”，然后在單螺桿擠出機(jī)放片。 關(guān)于接枝率以及所用配方的加工流動性，經(jīng)討論考慮采用測熔融指數(shù)來進(jìn)行比較

6、。加工流動性較大，一是考慮減少8320 用量，二是考慮將8320 算進(jìn) B 料避免其接枝；硅烷油量可適當(dāng)減少，其中DCP 的含量亦可考慮減少。1.3 試驗三：利用熔融指數(shù)來指導(dǎo)配方設(shè)計（11 月 10 日11 月 16 日）混合樹脂熔融指數(shù)的測定：表格 7混合樹脂熔融指數(shù)樹脂比例704283202426HMI ， 190 /（ g/10min ）18010103.222805151.933841151.78目前生產(chǎn)的2119： 3305=80： 20 ; MI=1.90 g/10min2杭州通達(dá)高分子材料有限公司試驗記錄選擇熔融指數(shù)與目前生產(chǎn)用料相接近的2 號 80： 5： 15 樹脂進(jìn)行后續(xù)

7、試驗。加入1.38份硅油，用轉(zhuǎn)矩流變儀分別密煉5min 、 10min 后測熔融指數(shù)，結(jié)果為0.45g/10min、0.36g/10min。按此配比用單螺桿擠出機(jī)放片測性能：表格 8A 料配方表（）份編S1107S1108數(shù)號配方704280808320552426H1515硅烷油1.371.40結(jié)果與討論：表格 9二步法 Si-XLPE性能測試（）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)S1107S1108拉伸強(qiáng)度 /MPa 13.525.124.5斷裂伸長率 /% 350710600熱延伸 /% 1008035永久變形率 /% 50-2S1107 配方性能基本達(dá)到要求，表面光潔度一般，色澤略黃。考慮減少硅烷油中DCP含量

8、，重新配置硅油進(jìn)行試驗。1.4 試驗四：采用新配硅油（11 月 14 日19 日）硅油中 DCP 百分含量降至7 折，按如下比例放片：表格 10A 料配方表（）份編號數(shù)S1109S1110S1111配方70428080808320552426H151515硅油1.3441.3441.32結(jié)果與討論：表格 11二步法 Si-XLPE性能測試（）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)S1109S1110S1111拉伸強(qiáng)度 /MPa 13.522.321.824.8斷裂伸長率 /%350700670670熱延伸 /%10010590110永久變形率 /% 5351與 S1107 相比，重新配制的硅烷油制得的料片顏色稍淺，表面毛糙

9、點更少， 熱延伸略大。由于 DCP 在硅烷交聯(lián)聚乙烯中只起引發(fā)劑的作用，DCP 本身又可導(dǎo)致CC 交聯(lián)，減少 DCP用量可以使顏色更淺，表面更光潔。3杭州通達(dá)高分子材料有限公司試驗記錄90-3 生產(chǎn)線試料記錄2.1 試料一（11 月 21 日）：為了不破壞連續(xù)生產(chǎn)，采用目前所用硅烷油，按試驗三中確定的樹脂比例在90-3 生產(chǎn)線試料。由于小樣試驗所用樹脂2426H 已經(jīng)用完，選用熔融指數(shù)接近的LF0190 生產(chǎn)。2009 年 11 月 21 日 8 點半， 90-3 生產(chǎn)線停機(jī)清理之前，按表12 比例生產(chǎn) A 料：表格 12二步法硅烷90-3 生產(chǎn)線試料 S091101樹脂用量 / Kg按樹脂

10、100 份樹脂流速硅油流速/phr70426480832045550Kg/h7.5Kg/hLF01901215硅烷油1.11.364工藝溫度（） ：130150160 173173 173170169165試料結(jié)果：表格 13試料性能測試項目企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)S091101拉伸強(qiáng)度 /MPa 13.516.9斷裂伸長率 /% 350480熱延伸 /% 10065永久變形率 /% 53A 料熔融指數(shù)MI=0.45 g/10min料子發(fā)黃，而且料中很多交聯(lián)料顆粒；放片表面很多細(xì)小毛點，但是光澤度還較好。料發(fā)黃可能是硅烷油的用量太大；由于是在正常停機(jī)清理之前試料，機(jī)筒內(nèi)累積了較多交聯(lián)料，高粘度的8320 很容

11、易將交聯(lián)料帶出；毛點可能是DCP 量過多引起微交聯(lián)。總體而言，熱延伸為65%，而且 A 料熔融指數(shù)為0.45 g/10min （ 0.60.8 較好），還有必要減少硅烷油的用量。2.2 試料二（11 月 22 日）：如上分析，為了避免交聯(lián)料帶出而影響進(jìn)一步驗證物料其他性能，在螺桿清理完畢后重新試料，減少硅烷油用量；另一方面，做不加8320 樹脂的材料進(jìn)行比較。2009 年 11 月 22 日 8 點開機(jī)，按表 14、表 15 中比例試料：2.2.1表格 14二步法硅烷90-3 生產(chǎn)線試料 S091102樹脂用量 / Kg按樹脂 100 份樹脂流速硅油流速/phr704264808320550K

12、g/h6.85Kg/hLF01901215硅烷油0.951.245注：只用 7042 和 LF0190 作為 A 料樹脂組成，放片時將8320 按比例與 B 料一同加入；工藝溫度同前，試驗電流690700A 。4杭州通達(dá)高分子材料有限公司試驗記錄表格 15二步法硅烷90-3 生產(chǎn)線試料 S091103樹脂按樹脂 100 份硅油流速用量 / Kg樹脂流速/phr704264808320457.15Kg/hLF019012550Kg/h15硅烷油1.6251.300工藝溫度同前，試驗電流620630A 。試料結(jié)果：表格 16試料性能測試項目企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)S091102S091103拉伸強(qiáng)度 /MPa13.524.323.3斷裂伸長率 /%350660640熱延伸 /%10010095100永久變形率 /% 588A 料熔融指數(shù)MI0.490.54此次試驗料顏色明顯比S091101 淺，放片表面光澤度好，基本達(dá)到性能要求，但仍然有少許毛點。按照之前的分析，正常生產(chǎn)時可以考慮重新配硅烷油，減少DCP 含量， A 料的熔融指數(shù)應(yīng)該能達(dá)到0.6 以上。試料時電流在620A 、700A 之間，比以LDPE 為主時的電流大很多，這一點在正常生產(chǎn)時必須考慮。該配方基本成型，具體問題在生產(chǎn)時可以繼續(xù)追蹤。3.成本計算：