CN101456985B - 超净可交联聚乙烯绝缘材料的制造方法 - Google Patents

超净可交联聚乙烯绝缘材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由乙烯类树脂制成的电缆绝缘材料的制造方法，本超净可交联聚乙烯绝缘材料的制造方法包括以下步骤：将聚乙烯与抗氧剂充分混合，制得混合料；将混合料加入到双螺杆挤出机进行充分混炼、均化与脱挥后，制得熔融物料；将熔融物料过滤后进行水下切粒，制得颗粒状超净预混合料；干燥颗粒状超净预混合料；筛选干燥后的颗粒状超净预混合料；采用渗析法将颗粒状超净预混合料与过氧化物充分掺混、混析，制得超净可交联聚乙烯绝缘材料；包装。由于本发明采用了后续法制造工艺，克服了常规生产中过氧化物引发先期交联的缺点，避免了材料在过滤网处的物流载流使其受热时间过长，避免了物料受到污染。

Description

超净可交联聚乙烯绝缘材料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘材料的制造方法，尤其涉及一种由乙烯类树脂制成的电缆绝缘材料的制造方法。
背景技术
目前在我国所制造的可交联聚乙烯绝缘料，一般仅用于35kV及以下电力电缆的绝缘层，其制造方法采用预先加入过氧化物、抗氧剂，这种方法可能导致残存物料发生预交联，该方法制得产品的杂质含量等指标不能满足设计要求，不适合高压、超高压绝缘料的制造。
如2006年4月19日公开的中国专利，公开号为CN1760251A，其公开了一种可交联过氧化物低密度聚乙烯塑料及其制备方法，采用高熔点的高效的抗氧剂，将高熔点的抗氧剂通过交联剂溶解，均匀的分散在可过氧化物交联低密度聚乙烯塑料中，该发明解决了以往可过氧化物交联绝缘料在混炼好的成品中存在尚未融化的抗氧剂的缺陷。但采用该方法制作的绝缘材料，能够导致残存物料发生预交联，杂质含量等指标不能满足设计要求。
发明内容
本发明的技术效果可以克服上述缺陷，提供一种超净化的可交联聚乙烯绝缘料的制造方法，该制造方法所生产的超净的可交联聚乙烯绝缘料，其各项性能指标均能达到更高的要求。
为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案来实现的：包括以下步骤：
(1)、将聚乙烯与抗氧剂充分混合，制得混合料；
(2)、将混合料加入到双螺杆挤出机进行充分混炼、分散、均化与脱挥后，制得熔融物料，该工序的温度范围为100-140℃；
(3)、将熔融物料过滤后进行水下切粒，制得颗粒状超净预混合料；
(4)、干燥颗粒状超净预混合料；
(5)、筛选干燥后的颗粒状超净预混合料；
(6)、采用渗透法将颗粒状超净预混合料与过氧化物充分掺混、混析，制得超净可交联聚乙烯绝缘材料；
(7)、包装超净可交联聚乙烯绝缘材料。
步骤(1)中聚乙烯与抗氧剂按其重量混合比为：聚乙烯98.8-99.8％，抗氧剂0.2-1.2％，聚乙烯采用低密度形式的聚乙烯；抗氧剂的熔点为80-90℃。步骤(6)中颗粒状超净预混合料与过氧化物按其重量混合比为：颗粒状超净预混合料97-99％，过氧化物1-3％，过氧化物的熔点为35-40℃。步骤(4)中干燥温度为75-85℃，干燥时间为3-5个小时。步骤(1)中制得混合料工序的温度范围为90-140℃，步骤(3)中过滤工序的温度范围为110-140℃。
上述整个制造过程中，环境要保持正压，空气压力为12.5N/m2，空气清洁度杂尘粒子(灰尘)数低于0.33×108Nr/m3，环境温度20±9℃，相对温度＜85％。在上述环境条件下，通过本发明的工艺方法，可制得超净化可交联聚乙烯绝缘材料。
采用本方法制造的绝缘材料，其杂质最大尺寸(1000g样品中)小于0.10mm(100μm)，抗拉强度大于17Mpa，体积电阻率大于1.0×1015Ω.cm，可用于110-500kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的绝缘层。
由于本发明采用了后续法制造工艺(预混造粒+渗透法)，克服了常规生产中过氧化物引发先期交联的缺点，避免了材料在过滤网处的物流载流使其受热时间过长，在生产中采用封闭和洁净的生产环境，避免了物料受到污染。
附图说明
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作详细描述：
图1是实现本方法所采用的装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
将配方含量为99.6％低密度聚乙烯，其熔融指数为2.1g/10min，加入料仓1；含量为0.4％、熔点为85℃的抗氧剂加入料斗2，通过失重式计量喂料装置3，进入金属分离器4，进行金属筛选，然后进入高效GSX双螺杆挤出机5，金属分离器4至过滤网8的各区段温度依次为100℃、110℃、120℃。启动挤出机5将低密度聚乙烯、抗氧剂进行充分混炼、分散、均化和脱挥，制得熔融物。
将混合好的熔融物料依次通过转向阀6、齿轮泵7和过滤网8，过滤网8内安装多层不锈钢过滤网层，然后通过水下切粒机9，将熔融物料制得颗粒状超净预混合料。
将超净预混合料输送到粒料干燥装置10进行干燥，干燥温度为80℃，干燥4小时；经过干燥后的预混合料输送到振动筛选机11，经筛选后将粉末报废处理，将符合标准的粒料送入储料仓13待用。采用渗透法，将经筛选的超净干燥预混合料与过氧化物(其熔点38℃)，重量百分比为超净预混合料98％、过氧化物2％，在高效混合器14内充分掺混、混析，制得超净的可交联聚乙烯绝缘材料。将超净的可交联聚乙烯绝缘料通过粒料净化输送系统送入储料仓15和入包装袋16。
超净的可交联聚乙烯绝缘料的性能如下：
Figure GSB00000630912800031
实施例2
将配方含量为98.8％低密度聚乙烯，其熔融指数为1.5g/10min，加入料仓1；含量为1.2％、熔点为80℃的抗氧剂加入料斗2，通过失重式计量喂料装置3，进入金属分离器4，进行金属筛选，然后进入高效GSX双螺杆挤出机5，金属分离器4至过滤网8的各区段温度依次为90℃、100℃、110℃。启动挤出机螺杆将低密度聚乙烯、抗氧剂进行充分混炼、分散、均化和脱挥。
将混合好的熔融物料依次通过转向阀6、齿轮泵7和过滤网8，过滤网8换网器内安装不锈钢多层过滤网，然后通过水下切粒机9，将熔融物料制得颗粒状超净预混合料。
将超净预混合料输送到粒料干燥装置10进行干燥，干燥温度为85℃，干燥3小时；经过干燥后的预混合料输送到振动筛选机11，经筛选后将粉末报废处理，将符合标准的粒料送入储料仓13，待用。采用渗透法，将经筛选的超净干燥预混合料与过氧化物(其熔点35℃)，重量百分比为超净预混合料97％、过氧化物3％，在高效混合器14内充分掺混、混析，制得超净的可交联聚乙烯绝缘材料。将超净的可交联聚乙烯绝缘料通过粒料净化输送系统送入储料仓15和入包装袋16。
实施例3
将配方含量为99.8％低密度聚乙烯，其熔融指数为2.5g/10min，加入料仓1；含量为0.2％、熔点为90℃的抗氧剂加入料斗2，通过失重式计量喂料装置3，进入金属分离器4，进行金属筛选，然后进入高效GSX双螺杆挤出机5，金属分离器4至过滤网8的各区段温度依次皆为140℃。启动挤出机螺杆将低密度聚乙烯、抗氧剂进行充分混炼、分散、均化和脱挥。
将混合好的熔融物料依次通过转向阀6、齿轮泵7和过滤网8，过滤网8换网器内安装不锈钢多层过滤网，然后通过水下切粒机9，将熔融物料制得颗粒状超净预混合料。
将超净预混合料输送到粒料干燥装置10进行干燥，干燥温度为75℃，干燥5小时；经过干燥后的预混合料输送到振动筛选机11，经筛选后将粉末报废处理，将符合标准的粒料送入储料仓13，待用。采用渗透法，将经筛选的超净干燥预混合料与过氧化物(其熔点40℃)，重量百分比为超净预混合料99％、过氧化物1％，在高效混合器14内充分掺混、混析，制得超净的可交联聚乙烯绝缘材料。将超净的可交联聚乙烯绝缘料通过粒料净化输送系统送入储料仓15和入包装袋16。

Claims (8)

1.一种超净可交联聚乙烯绝缘材料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、将聚乙烯与抗氧剂充分混合，制得混合料；
(2)、将混合料加入到双螺杆挤出机在100-140℃温度下进行充分混炼、分散、均化与脱挥后，制得熔融物料；
(3)、将熔融物料过滤后进行水下切粒，制得颗粒状超净预混合料；
(4)、干燥颗粒状超净预混合料；
(5)、筛选干燥后的颗粒状超净预混合料；
(6)、采用渗透法将颗粒状超净预混合料与过氧化物充分掺混、混析，制得超净可交联聚乙烯绝缘材料；
(7)、包装超净可交联聚乙烯绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中聚乙烯与抗氧剂按其重量混合比为：聚乙烯98.8-99.8％，抗氧剂0.2-1.2％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于抗氧剂的熔点为80-90℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中干燥温度为75-85℃，干燥时间为3-5个小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(6)中颗粒状超净预混合料与过氧化物按其重量混合比为：颗粒状超净预混合料97-99％，过氧化物1-3％。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于过氧化物的熔点为35-40℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中制得混合料工序的温度范围为90-140℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中过滤工序的温度范围为110-140℃。
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