실란 가교 폴리에틸렌(XLPE) 케이블 컴파운드는 전기 케이블에 사용되는 열경화성 절연체의 한 종류입니다. 실란 화합물을 사용하여 폴리에틸렌 분자를 화학적으로 가교시켜 폴리에틸렌의 선형 분자 구조를 3차원 네트워크로 변환함으로써 생산됩니다. 이 공정은 소재의 열 안정성, 기계적 강도 및 전기적 특성을 향상시켜 저전압 전력 전송부터 고전압 전력 전송, 자동차 시스템까지 다양한 응용 분야에 적합합니다.
실란 가교 XLPE 케이블 복합 소재의 가공 과제 및 솔루션
실란 가교 폴리에틸렌(XLPE) 케이블 복합 소재 제조는 사전 가교 제어, 열 수축 최적화, 결정도 조절, 공정 안정성 등 중요한 기술적 과제에 직면합니다. 최근 재료 과학 및 생산 방법론의 발전으로 이러한 과제들이 해결되어 제품 품질과 가공 수율이 크게 향상되고 있습니다.
1. 사전 가교 및 스코칭 완화
도전:Sioplas 공정에서는 A부와 B부의 블렌딩 및 압출 과정에서 수분 노출로 인해 조기 가수분해 및 축합 반응이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 제어되지 않은 예비 가교가 발생하여 용융 점도가 증가하고, 유동성이 저하되며, 표면이 거칠어지고, 절연 파괴 전압이 낮아지는 등 절연 특성이 저하됩니다.
해결책:
윤활유 첨가제 통합:통합실리콘 기반 마스터배치, 와 같은SILIKE의 실리콘 기반 가공 첨가제LYPA-208C는 용융 흐름을 효과적으로 개선하고, 용융물이 스크류와 다이에 접착되는 것을 줄이며, 최종 가교 품질에 영향을 주지 않고 사전 가교를 효과적으로 방지합니다.
실리콘 첨가제 LYPA-208C최종 가교 품질에 영향을 미치지 않으면서 강력한 사전 가교 방지 성능을 갖습니다.
실리콘 마스터배치 LYPA-208C는 "상어 피부"와 같은 표면 결함을 제거하고 표면 매끄러움을 향상시킵니다.
실리콘 기반 첨가제 LYPA-208C는 압출 토크를 크게 줄이고 모터 과부하를 방지합니다.
실록산 첨가제 LYPA-208C압출 라인 안정성과 출력 속도를 높입니다.
온도 구배 최적화:140°C에서 180°C 사이의 분할된 압출 배럴 온도를 구현하면 국부적인 과열을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 고온 영역에서의 체류 시간을 줄이면 조기 가교 위험을 더욱 줄일 수 있습니다.
2단계 처리:압출 전에 폴리에틸렌에 실란을 접목하는 2단계 방법을 채택하면 인라인 접목과 관련된 압력이 완화되어 단일 단계 접근 방식에 비해 압출 중에 사전 가교 결합이 발생할 가능성이 줄어듭니다.
2. 열 수축 성능 최적화
도전:과도한 절연층 수축은 결정 방향과 냉각 역학에 관련된 구조적 변형과 전기적 고장의 위험이 있습니다.
해결책:
다단계 냉각 시스템:뜨거운 물, 따뜻한 물, 차가운 물의 냉각 단계를 순차적으로 활용하면 결정화 속도가 느려지고, 열 기울기를 효과적으로 관리하고 수축을 줄일 수 있습니다.
압출 매개변수 조정: 길이 대 직경 비율이 높은 압출기(≥30:1)를 사용하면 용융 체류 시간이 길어져 원치 않는 결정화가 억제됩니다. 더 작은 케이블(≤6mm²)에는 압축 다이를 사용하면 배향에 의한 결정화가 최소화되어 수축을 더욱 효과적으로 제어할 수 있습니다.
재료 선택:2단계 실란 가교 폴리에틸렌을 채택하면 결정화 동작을 더욱 정밀하게 제어할 수 있어 열 안정성이 향상됩니다.
3. 결정성과 기계적 특성의 균형
도전:결정화가 높으면 취성이 생기고, 결정화가 부족하면 내열성이 떨어집니다.
해결책:
용융 온도 제어:용융 온도를 190°C~210°C로 높이고 체류 시간을 늘리면 결정 핵생성이 줄어들지만, 조기 가교를 방지하기 위해 신중한 관리가 필요합니다.
촉매 마스터배치 설계:이중 스크류 압출을 활용하면 유기주석 촉매의 균일한 분산이 보장되고, 가교와 결정성 간의 상호 작용이 최적화되어 기계적 특성이 향상됩니다.
4. 공정 안정성 향상
도전:공정 변동에 대한 민감성으로 인해 압출 압력 불안정성과 표면 결함이 발생합니다.
해결책:
장비 업그레이드:듀얼 콘 드럼 혼합 시스템을 구현하면 실란 첨가제의 균일한 분산이 보장되고, 최적의 일관성을 달성하기 위해 혼합 시간이 2.5시간을 초과합니다.
실시간 모니터링:스크류 전류와 회전 속도를 지속적으로 모니터링하면 온도 설정과 금형 세척 프로토콜을 신속하게 조정하여 안정적인 처리 조건을 유지할 수 있습니다.
XLPE 케이블 제조 산업 동향 및 미래 전망
실리콘 기반 마스터배치와 같은 기능성 첨가제와 결합된 2단계 공정의 통합은 XLPE 케이블 제조의 가공 문제를 극복하는 선도적인 전략으로 부상했습니다. 이러한 혁신은 시범 적용 시 생산 수율을 10~20% 이상 향상시켜 전력 송전 및 자동차 분야에서 XLPE 케이블의 신뢰성을 향상시킨 것으로 알려졌습니다. 앞으로 제조업체들은 적응형 냉각 기술과 지능형 공정 제어 연구 개발에 집중하여 XLPE 소재 성능을 더욱 개선하고 고성능 케이블에 대한 증가하는 수요를 충족할 것입니다.
제조업체는 이러한 고급 가공 전략과 소재 혁신을 도입함으로써 XLPE 케이블 생산의 효율성과 품질을 크게 향상시켜 현대 전기 응용 분야의 변화하는 요구 사항을 충족하는 우수한 제품을 제공할 수 있습니다.
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생산 효율성 최적화, XLPE의 사전 가교 방지, "상어 피부"와 같은 표면 결함 제거, 표면 미학 향상 또는 가동 중지 시간 단축을 목표로 하든, SILIKE 실리콘 마스터배치는 XLPE 케이블 라인에 필요한 성능 우위를 제공합니다.
게시 시간: 2025년 4월 10일
