CN101367972A - 一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 - Google Patents
一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101367972A CN101367972A CNA2008102009344A CN200810200934A CN101367972A CN 101367972 A CN101367972 A CN 101367972A CN A2008102009344 A CNA2008102009344 A CN A2008102009344A CN 200810200934 A CN200810200934 A CN 200810200934A CN 101367972 A CN101367972 A CN 101367972A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insulation material
- preparation
- cross
- water resistant
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，结合极性共聚物与芳香性共聚弹性体对水树生长不同的抑制效果，由芳香性共聚弹性体、过氧化物交联剂、聚乙烯树脂、极性共聚物以及抗氧剂组成，通过熔融共混法制备，本发明制备的抗水树绝缘材料可以显著改善电缆绝缘层中的交联聚乙烯因水电老化而产生的水树的结构，其水树长度相对于过氧化物交联聚乙烯降低65％，显著提高绝缘电缆的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝缘材料的制备方法，特别是一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，具有优异的抗水树特性，能应用于中低压电缆绝缘。
背景技术
塑料电力电缆由于铺设容易、价格低廉、加工方便、介电性能和机械性能好，被广泛应用于输配电工程中。而这种以挤塑电介质为绝缘主体的电力电缆安装在有水或极可能与水接触的地下时，当有机聚合物材料在液态或汽态水存在的情况下长期处于电场作用时，沿电场方向会出现含水微孔相连的水树枝网络结构，从而极大地影响了电力电缆的使用寿命，特别是中低压电缆可能由于局部出现被称为“水树”的网络结构而产生介质击穿，从而导致电缆破坏。
为了避免或减少水树的产生，通常在电绝缘组合物中添加抗水树生长剂，专利号(EP0,099,640)公开了乙烯基共聚物EVA可作为电线电缆的水树生长抑制剂，中国电机工程学报2001年第9卷18-21页报道了采用乙烯—丙烯酸共聚物作为聚乙烯材料中的水树抑制剂使用。另一方面，1994年应用科学学报第2卷第4期349-354页也公开了采用二茂铁及其衍生物等电压稳定剂可作为抑制聚乙烯电树生长的添加剂，而电气和电子工程师协会Trans Electr Insul第22卷第2期也报道了巴比妥酸及其衍生物等自由基清除剂可作为水树抑制剂使用。
尽管这些亲水性材料能够抑制水树的生长，但都有一定的缺点，如相容性差，挥发性等，而电压稳定剂和自由基清除剂也会随着电缆的使用而逐渐流失，在电缆整个寿命期间反而导致绝缘体中水树的整体的增加。
发明内容
本发明的目的是结合极性共聚物与芳香性共聚弹性体对水树生长不同的抑制效果，采用芳香性共聚弹性体与极性共聚物协同抑制水树的生长，制备出具有抗水树性能的绝缘材料。
本发明一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法如下，以下均以重量份表示：
将100份的聚乙烯树脂和5-25份的芳香性共聚弹性体、0.1-3.0份作为交联剂的过氧化物、0.1-1.5份的极性共聚物和0.1-0.5份的抗氧化剂加入温度为100-140℃的密炼机中混炼，混炼时间为5-20分钟，得到一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料。
本发明采用的芳香性共聚弹性体为丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体，其密度小于0.93kg/cm3，苯乙烯含量为wt20-35％，熔体流动指数在0.02至20g/10min之间。
本发明采用的过氧化物为过氧化二枯基、过氧化十二烷酰、偶氮二异丁腈、过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己炔或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己烷叔丁基氢。
本发明采用的聚乙烯树脂为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯；其密度在0.86和0.93g/cm3之间，熔体流动指数在在1至4.0g/10min之间。
本发明采用的极性共聚物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，密度为在0.91和0.95g/cm3之间，熔体流动指数在2至20g/10min之间，
本发明采用的抗氧化剂为抗氧剂264、抗氧剂2246或抗氧剂1010。
本发明一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法中，采用了极性共聚物与芳香性共聚弹性体对水树生长不同的抑制机理，在熔融混炼过程中，添加芳香性共聚弹性体与极性共聚物；与传统的电缆绝缘材料相比不仅具有良好的力学性能和介电性能，并且能有效地抑制水树现象的产生，水树长度降低到过氧化物交联聚乙烯的40％，对比申联新材料科技有限公司出售的SLPE-4201也能降低到50％，特别适用于中低压电缆的绝缘层。本发明制备的一种新型交联聚乙烯抗水树绝缘材料具有良好的抗水树能力，主要因为极性共聚物具有一定得亲水性，芳香性共聚弹性体能提高聚乙烯树枝的韧性，两种物质的水树抑制机理不同，共同使用具有一定的协同效果，能有效地抑制水树的增长。
具体实施方式
本发明将通过下面的具体实施实例对本发明的技术方案进行更加详细的说明，但是本发明并不局限于以下提出的实施实例。
以下实施例得到的一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料的力学性能评价方法采用IEC60811标准，介电性能评价方法分别采用ASTM D149-2004、ASTMD150-2004标准；抗水树性能评价参考采用ASTM D6097标准。
以下聚乙烯树脂采用的低密度聚乙烯(LDPE)选用Exxon Mobil的低密度聚乙烯(100BW)，其密度为0.9225g/cm3，熔体流动指数为2.0g/10min。
芳香性共聚弹性体采用Kraton公司苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体，含31％苯乙烯的SEBS G1651H，密度为0.91g/cm3，熔体流动指数小于1。
极性共聚物采用韩国Hyundai石化的乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(VA600)，其密度为0.95g/cm3，VA含量为28％，熔体流动指数为6.0g/10min。
实施例1
将130克低密度聚乙烯与19.5克苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体与2.6克过氧化二枯基、0.13克的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与0.13克的抗氧剂1010放入温度为115℃的哈克转矩流变仪中混炼，整个混炼时间为10分钟，得到一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料，其性能见表1。
实施例2
将130克低密度聚乙烯、19.5克苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体、2.6克过氧化二枯基、1.3克的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与0.13克的抗氧剂1010放入温度为115℃的哈克转矩流变仪中混炼，整个混炼时间为10分钟，得到一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料，其性能见表1。
比较例1
将150克低密度聚乙烯、3.0克过氧化二枯基和0.15克抗氧剂1010放入温度为115℃的哈克转矩流变仪中混炼，整个混炼时间为10分钟，得到对照的绝缘材料，其性能见表1。
比较例2
上海交大申联新材料科技有限公司出售的35KV及以下可交联低密度聚乙烯电力电缆绝缘料SLPE-4201，其性能见表1。
表1 性能比较
从表1中可以明显看出，本发明上述实施实例所得的一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料的水树长度相对于比较例1的绝缘料的水树长度降低40-65％，对比与比较例2申联新材料科技有限公司出售的抗水树绝缘料SLPE-4201，水树长度也降低50％，同时拉伸强度和断裂生长率与比较例1有所提高，介电性能也有一定的改善。这表明本发明得到的一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料具有良好的抗水树性能，其它力学性能与介电性能相比于比较例并未有明显的变化，依然保持热塑性塑料的特性。
Claims (6)
1.一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，其特征在于制备方法如下，以下均以重量份来表示：
将100份的聚乙烯树脂和5-25份的芳香性共聚弹性体、0.1-3.0份过氧化物、0.1-1.5份的极性共聚物和0.1-0.5份的抗氧化剂加入温度为100-140℃的密炼机中混炼，混炼时间为5-20分钟，得到一种新型的交联聚乙烯抗水树绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，其特征是芳香性共聚弹性体为丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体，其密度应小于0.93g/cm3，苯乙烯含量为wt20-35％，熔体流动指数在0.02至20g/10min之间。
3.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，其特征是过氧化物为过氧化二枯基、过氧化十二烷酰、偶氮二异丁腈、过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己炔或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己烷叔丁基氢。
4.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，其特征是聚乙烯树脂为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯，其密度在0.86和0.93g/cm3之间，熔体流动指数在1至4.0g/10min之间。
5.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，其特征是极性共聚物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，密度为在0.91和0.95g/cm3之间，熔体流动指数在2至20g/10min之间。
6.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法，其特征是抗氧化剂为抗氧剂264、抗氧剂2246或抗氧剂1010。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008102009344A CN101367972A (zh) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | 一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008102009344A CN101367972A (zh) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | 一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101367972A true CN101367972A (zh) | 2009-02-18 |
Family
ID=40411978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008102009344A Pending CN101367972A (zh) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | 一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101367972A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101717542A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-06-02 | 上海交通大学 | 一种抗水树电缆绝缘材料的制备方法 |
| CN105061848A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-11-18 | 上海大学 | 36v自限温加-伴热电缆芯带材料及其制备方法 |
| CN109384998A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-02-26 | 黑龙江省科学院技术物理研究所 | 耐电树老化聚烯烃绝缘材料及其制备方法 |
| CN112029167A (zh) * | 2019-06-03 | 2020-12-04 | 南京中超新材料股份有限公司 | 一种抗水树交联聚乙烯绝缘料 |
| CN112198406A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-08 | 广东海洋大学 | 一种船舶电缆水树长度估算方法 |
| CN113474407A (zh) * | 2019-04-04 | 2021-10-01 | 住友电气工业株式会社 | 电气绝缘组合物及电力缆线 |
| CN114621512A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-06-14 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 一种电缆绝缘材料及其制备方法 |
| US11479662B2 (en) | 2017-08-29 | 2022-10-25 | Dow Global Technologies Llc | Polyethylene composition with treeing retardants |
-
2008
- 2008-10-09 CN CNA2008102009344A patent/CN101367972A/zh active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101717542A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-06-02 | 上海交通大学 | 一种抗水树电缆绝缘材料的制备方法 |
| CN101717542B (zh) * | 2009-11-20 | 2013-01-09 | 上海交通大学 | 一种抗水树电缆绝缘材料的制备方法 |
| CN105061848A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-11-18 | 上海大学 | 36v自限温加-伴热电缆芯带材料及其制备方法 |
| US11479662B2 (en) | 2017-08-29 | 2022-10-25 | Dow Global Technologies Llc | Polyethylene composition with treeing retardants |
| CN109384998A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-02-26 | 黑龙江省科学院技术物理研究所 | 耐电树老化聚烯烃绝缘材料及其制备方法 |
| CN109384998B (zh) * | 2018-10-29 | 2021-05-25 | 中国医学科学院放射医学研究所 | 耐电树老化聚烯烃绝缘材料及其制备方法 |
| CN113474407A (zh) * | 2019-04-04 | 2021-10-01 | 住友电气工业株式会社 | 电气绝缘组合物及电力缆线 |
| CN112029167A (zh) * | 2019-06-03 | 2020-12-04 | 南京中超新材料股份有限公司 | 一种抗水树交联聚乙烯绝缘料 |
| CN112198406A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-08 | 广东海洋大学 | 一种船舶电缆水树长度估算方法 |
| CN114621512A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-06-14 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 一种电缆绝缘材料及其制备方法 |
| CN114621512B (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-05 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 一种电缆绝缘材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101367972A (zh) | 一种交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 | |
| JP5894710B2 (ja) | 架橋性エチレン系ポリマー組成物中の過酸化物のマイグレーションを低減するための方法 | |
| JP5680107B2 (ja) | 中電圧ケーブル用絶縁材 | |
| CN101724192A (zh) | 中高压抗水树绝缘电缆料及其制备方法 | |
| KR101311227B1 (ko) | 전력케이블 절연층용 가교 폴리에틸렌 조성물 | |
| EP0334992B1 (en) | Easily peelable semiconductive resin composition | |
| CA2179579A1 (en) | Polymeric composition for electric cables having an improved resistance to water treeing | |
| CN101580610B (zh) | 绕组电缆绝缘用交联聚乙烯 | |
| CN101717542B (zh) | 一种抗水树电缆绝缘材料的制备方法 | |
| EP2195378A1 (en) | Styrenic polymers as blend components to control adhesion between olefinic substrates | |
| CN101544790A (zh) | 耐125℃低烟无卤橡皮电缆屏蔽料 | |
| CN100498980C (zh) | 抗水树电缆绝缘材料 | |
| TW200636762A (en) | An electric power cable and its insulating polymer composition | |
| CN1908048A (zh) | 一种抗水树绝缘材料的制备方法 | |
| EP3266823B1 (en) | Crosslinkable resin composition and electrical wire and cable | |
| CN100370556C (zh) | 不饱和羧酸盐改性的抗水树绝缘材料及制备方法 | |
| CN101362813B (zh) | 一种硅烷改性的过氧化物交联聚乙烯抗水树绝缘材料的制备方法 | |
| JP6438660B2 (ja) | 重合体組成物およびその製造方法ならびに用途 | |
| CN105086084A (zh) | 中压电缆绝缘材料组合物 | |
| KR20110129745A (ko) | 고강도와 우수한 유연성을 갖는 절연 재료 조성물 및 이를 이용한 케이블 | |
| JP2012052063A (ja) | 高減衰ゴム組成物及びその用途 | |
| JP2019044188A (ja) | 重合体組成物およびその製造方法ならびに用途 | |
| KR20040080165A (ko) | 고용량 옥외 전력케이블 절연전선 피복용 가교 폴리올레핀수지조성물 | |
| JP2023038166A (ja) | 耐トラッキング性に優れたポリオレフィン樹脂組成物およびそれにより製造された成形品 | |
| CN1844219A (zh) | 离聚物改性的抗水树绝缘材料制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090218 |