CN101817949A - 一种可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法 - Google Patents

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杨红梅
张小虎
郑强
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Abstract

本发明公开的可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法，步骤包括：将抗氧剂溶解于溶化的交联剂中，得到液态复合助剂，过滤去杂质；将液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料在60～80℃下拌合，然后在60-100℃温度范围内，使液态复合助剂逐步向低密度聚乙烯粒料内部扩散，得到含均匀分散复合助剂的可交联聚乙烯绝缘电缆料。本发明制备工艺简单，能完全避免材料制备过程的熔融挤出受热，避免了由此导致的可能的杂质引入，充分保证材料的纯净度，所得的产品复合助剂分布均匀性好，加工稳定性高，满足高等级绝缘电缆料的性能要求。

Description

一种可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘电缆料的制备方法，尤其是可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法。
背景技术
目前，可交联聚乙烯绝缘电缆料的的生产一般采用两步法制备技术，通常有两种工艺，一是两次熔融挤出工艺：即第一步，将抗氧剂与低密度聚乙烯(LDPE)在高于LDPE熔点的温度熔融共混，多层过滤挤出；第二步，将第一步工艺所得到的含抗氧剂的LDPE物料，与交联剂在高于LDPE熔点，同时低于交联剂的分解温度的温度再次熔融共混，挤出造粒，得到可交联聚乙烯。二是熔融挤出共混-热浸工艺：即第一步将抗氧剂与LDPE在高于LDPE熔点的温度熔融共混，多层过滤，挤出造粒；第二步，将第一步工艺所得到的含抗氧剂的LDPE颗粒，与交联剂在高于交联剂熔点同时低于LDPE熔点的温度下热浸，使交联剂扩散到聚乙烯颗粒内部。两步法技术主要存在以下问题：1)两次熔融挤出共混工艺，增加了LDPE受热及机械剪切机会和时间，易导致LDPE氧化，同时，过氧化物易在熔融挤出过程中分解，使LDPE预交联，增加电击穿隐患，难以用作高等级绝缘电缆料。2)与两次熔融挤出共混工艺相比，尽管熔融挤出共混-热浸工艺，消除了过氧化物的熔融挤出过程，一定程度上避免了低温预交联带来的杂质对绝缘电缆料耐电击穿性能的影响。但仍然存在对抗氧剂与聚乙烯的熔融剪切过程，此外，由于国内生产实际中，所用的抗氧剂熔点较高，从而必须在较高的温度挤出，增加了聚合物热氧化的机会，同时，生产工艺过程较复杂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种工艺简单、能避免熔融加工
Figure GSA00000097964600011
导致缺陷的可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法。
本发明的可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)将主抗氧剂和辅助抗氧剂按质量比1∶1～1∶2溶解于溶化的交联剂中，抗氧剂的总质量为交联剂的5％～25％，混合均匀，得到液态复合助剂，过滤除去杂质；
2)将液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料按质量比1∶100～3∶100在60～80℃下拌合至少0.5h，然后在60～100℃范围内恒温扩散10～40h，得到可交联聚乙烯绝缘电缆料。
上述的主抗氧剂可以是四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、2，2′-硫代双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]或β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯。辅助抗氧剂可以是硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙硫代二丙酯双十八酯。
上述的交联剂可以为过氧化二异丙苯。
液态复合助剂的过滤去杂，可采用300～2500目的过滤网。
本发明采用将融融后的交联剂液体，作为抗氧剂的溶剂，使抗氧剂能够均匀分散于交联剂中，形成液态复合助剂，通过液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料之间的液固扩散，使液态复合助剂被低密度聚乙烯粒料均匀吸收，制备工艺简单。液-固扩散时，温度仅为60～100℃，完全避免了材料制备过程的熔融挤出受热，避免了由此导致的可能的杂质引入，充分保证材料的纯净度，满足高等级绝缘电缆料的性能要求。在液态复合助剂的吸收过程中，聚乙烯颗粒与助剂处于拌和状态，液态复合助剂在聚乙烯中分布均匀，所得的产品复合助剂分布均匀性好，加工稳定性高，符合高压电缆料加工的要求。
具体实施方式
实施例1
1)将β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯和硫代二丙酸二月桂酯按质量比1∶1溶解于溶化的过氧化二异丙苯中，β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的总质量为过氧化二异丙苯的8％，混合均匀，得到液态复合助剂，用800目过滤网去除液态复合助剂中杂质；
2)将液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料按质量比2∶100在80℃下拌合1.5h，通过液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料之间的液固扩散，使液态复合助剂被低密度聚乙烯粒料均匀吸收。然后在80℃恒温扩散15h，得到可交联聚乙烯绝缘电缆料。
实施例2
1)将2，2′-硫代双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]和硫代二丙酸二硬脂醇酯按质量比1∶2溶解于溶化的过氧化二异丙苯中，2，2′-硫代双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]和硫代二丙酸二硬脂醇酯的总质量为过氧化二异丙苯的25％，混合均匀，得到液态复合助剂，用2500目过滤网去除液态复合助剂中杂质；
2)将液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料按质量比3∶100在60℃下拌合2h，通过液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料之间的液固扩散，使液态复合助剂被低密度聚乙烯粒料均匀吸收。然后在60℃恒温扩散35h，得到可交联聚乙烯绝缘电缆料。
实施例3
1)将四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯按质量比1∶1.5溶解于溶化的过氧化二异丙苯中，四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的总质量为过氧化二异丙苯的15％，混合均匀，得到液态复合助剂，用2500目过滤网去除液态复合助剂中杂质；
2)将液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料按质量比1.5∶100在60℃下拌合2h，通过液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料之间的液固扩散，使液态复合助剂被低密度聚乙烯粒料均匀吸收。然后在70℃恒温扩散25h，得到可交联聚乙烯绝缘电缆料。

Claims (4)

1.一种可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)将主抗氧剂和辅助抗氧剂按质量比1∶1～1∶2溶解于溶化的交联剂中，抗氧剂的总质量为交联剂的5％～25％，混合均匀，得到液态复合助剂，过滤除去杂质；
2)将液态复合助剂与低密度聚乙烯粒料按质量比1∶100～3∶100在60～80℃下拌合至少0.5h，然后在60～100℃范围内恒温扩散10～40h，得到可交联聚乙烯绝缘电缆料。
2.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法，其特征在于主抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、2，2′-硫代双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]或β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯。
3.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法，其特征在于辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙硫代二丙酯双十八酯。
4.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法，其特征在于交联剂为过氧化二异丙苯。
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