CN102229722A - 一种电缆绝缘料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电缆绝缘料，属于电缆绝缘材料的一种，以重量配比包括以下组份,无规共聚聚丙烯100份；主抗氧剂1～5份；辅抗氧剂0.5～5份；铜抑制剂0.5～5份；成核剂0.1～1份；填充剂0～20份。本发明具有环保可回收利用，并能够在导体发热的高温下依然保持优异的性能。本发明配方制成的电缆材料能满足了中压电缆绝缘层的指标要求。

Description

一种电缆绝缘料

技术领域

本发明涉及一种电缆料，尤其是一种环保型耐高温的中压无规共聚聚丙烯电缆绝缘料。

背景技术

在电线电缆绝缘和护套材料中，聚氯乙烯比较便宜，机械性能优良，加工方便，使得它长久以来成为电线电缆行业使用数量最多的材料。进入20世纪末以来，聚氯乙烯材料的环境问题被广泛认识，一些发达国家已提出了限制或全面禁止使用聚氯乙烯电缆的法令建议。近年来，控制和禁止使用聚氯乙烯材料已形成了强有力的趋势。进而研制了交联聚乙烯的电缆绝缘料。为了保证聚乙烯作为电缆的绝缘材料，就对其进行了交联来提高它的耐温等级。交联聚乙烯成为我国电力电缆生产中是主要的绝缘材料。由于交联聚乙烯不可再次回收和我国是一个电缆制造和使用大国，在电缆的制造和今后的电缆报废中，将会产生大量的交联聚乙烯污染物。

聚丙烯因其熔点高、高力学性能、耐化学试剂特别是耐水树和高击穿电压的优越性能，将会成为取代交联聚乙烯的材料。我国在上个世纪80年代就开始研制聚丙烯电缆绝缘料。朱炤男【聚丙烯电缆料。朱炤男等，塑料科技，第2期，1986】报道了用均聚聚丙烯做电缆的绝缘料。均聚聚丙烯用作电缆绝缘上存在低温脆化和环境开裂的缺陷。龚振芬【改性聚丙烯电缆绝缘料的研制。龚振芬，兰化科技，第3期，1987】报道了加入增韧剂来改性聚丙烯的低温脆化的缺点，但是这就又丧失了聚丙烯耐高温的优点。随着高分子化工行业的科技发展，已经研制出无规共聚聚丙烯高聚物。无规共聚聚丙烯一般含有 1－ 10%（重量）的乙烯分子及 99— 90%（重量）的丙烯分子。在聚合物链上，乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。由于这种结构的存在使得聚丙烯具有了较好的耐低温性和弹性，其熔点依然有140-150℃。无规共聚聚丙烯自身的结构和优点，将取代交联聚乙烯成为一下代电缆绝缘料成为可能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆绝缘料，具有环保可回收利用，并能够在导体发热的高温下依然保持优异的性能。并且利用本发明配方制成的电缆材料能满足中压电缆绝缘层的指标要求。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是：

一种电缆绝缘料，以重量配比包括以下组份,无规共聚聚丙烯100份；主抗氧剂 1～5份；辅抗氧剂 0.5～5份；铜抑制剂0.5～5份；成核剂0.1～1份；填充剂0～20份。

无规共聚聚丙烯包括以重量配比1－10%的乙烯分子和 99-90%的丙烯分子，乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。

主抗氧剂为酚类抗氧剂。

辅抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂。

铜抑制剂包括但双水杨酰肼、草酰胺、硫代二丙酰基双乙酰基双肼、苯并三唑。

所述成核剂包括二苄叉山梨醇、 双(对叔丁基苯甲酸) 羟基铝、2、2-甲叉双(4 ,6 - 二叔丁基苯氧基) 磷酸钠。 

所述填充剂包括碳酸钙、陶土、滑石粉、白炭黑、硅灰石。

将上述原料在高速混合机内按顺序加入后混合4—6分钟，混合好的材料在温度为125——180℃的塑料挤出造粒机上挤出造粒，即可得到均匀的固体塑料粒子。

无规共聚聚丙烯也是聚丙烯的一种，它的高分子链的基本结构用加入不同种类的单体分于加以改性。

其化学结构：无规共聚聚丙烯一般含有 1－ 10％（重量）的乙烯分子及 99— 90％（重量）的丙烯分子。在聚合物链上，乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。在这种无规的或统计学共聚物中，大多数（通常 75％）的乙烯是以单分子插入的方式结合进去的，叫做X3基团（三个连续的乙烯［CH2］依次排列在主{TodayHot}链上），这还可看成是一个乙烯分子插在两个丙烯分子中间。另有 25％的乙烯是以多分子插入的方式结合进主链的，又叫X5基团，因为有5个连续的亚甲基团（两个乙烯分子一起插在两个丙烯分子中间）。很难把X5和更高的基团如X7、X9等加以区分。这样，其性能如下：

物理性能：一般地说，无规共聚聚丙烯比均聚聚丙烯的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至32°F时，还能保持适中的冲击强度，而当温度降至-4°F时，有用性就有限了。无规共聚聚丙烯的弯曲模量（ 1％应变时的割线模量）在 483～1034MPa范围内，而均聚聚丙烯则在1034～1379MPa范围内。无规共聚聚丙烯的分子量对刚性的影响不如PP均聚物的大。带切口的悬臂梁式冲击强度一般在0．8～1．4英尺·磅／英寸的范围内。本发明正是巧妙地利用了这一物理性能。

主抗氧剂为酚类抗氧剂，包括四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)即抗氧剂300、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯苯基)丁烷即抗氧剂CA中的一种或几种。

辅抗氧剂主要是亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂，包括亚磷酸三壬基苯酯、二亚磷酸二(十八)烷基季戊四醇酯、亚磷酸三(2, 4 – 叔丁基苯基)酯、二亚磷酸双(2, 4 – 二叔丁基苯基)季戊四醇酯、有硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十八酯和硫代二丙酸二(十四)酯、HP136等其中的一种或几种。

铜抑制剂是指无规共聚聚丙烯在与铜接触处，能够与铜生成稳定的化合物并阻止铜对无规共聚聚丙烯影响的钝化剂，包括双水杨酰肼、草酰胺、硫代二丙酰基双乙酰基双肼、苯并三唑等其中的一种或几种。

成核剂就是能够使聚丙烯的粒径细化的α成核剂，起到改善低温脆化、提高无规共聚聚丙烯的柔软性。

本发明具有如下优点：

1、该发明所使用的材料为热塑性材料，是可以环保型的可以回收再次利用的。配方中使用的基料是无规共聚聚丙烯，配方中无硫化剂绝缘料未经过硫化，因此该发明的电缆绝缘料是热塑性的材料，是可以回收再次利用的。交联聚乙烯是热固性材料，为不熔不融的材料，是不可以回收再次利用的。

2、该发明中所使用的材料是耐高温的，无规共聚聚丙烯的熔点在130-140℃，维卡软化点在130℃左右，是完全可以承受导体90℃的温度。该发明使用的是热塑性材料，无需硫化剂。这就可以避免绝缘料中含有未发生反应的残余硫化剂和在硫化过程中产生的低分子物质，减少了绝缘料在使用过程中发生安全隐患的几率。

3、该发明中使用了主辅抗氧剂和铜抑制剂来达到无规共聚聚丙烯的稳定性。通过主辅抗氧剂和铜抑制剂的协同来阻止聚丙烯链中的甲基、叔碳原子和导体铜金属而引起的老化影响。

4、该发明中使用了成核剂，调节和控制无规共聚聚丙烯的结晶形态和结晶度，达到提高无规共聚聚丙烯的耐低温脆化的效果和使得无规共聚聚丙烯的柔软性提高。

5、该发明中加入了无机填料，一是能够起到无规共聚聚丙烯的成核剂的功能；二是能够在一定程度上降低成本。

经过性能测试，绝缘料性能如下：

具体实施方式

实施例1

一种电缆绝缘料，以重量配比包括以下组份,无规共聚聚丙烯（ R200P）100份 ，主抗氧剂（1010 ）2份 ，辅抗氧剂（168 ）1份 ，双水杨酰肼0.5份 ，二亚苄基山梨糖醇0.2份 ，滑石粉5份 ，二氧化钛15份，按照传统方法制备，混合机内按顺序加入后混合4—6分钟，混合好的材料在温度为125——180℃的塑料挤出造粒机挤出造粒，即可得到均匀的固体塑料粒子。

实施例2

一种电缆绝缘料，以重量配比包括以下组份, 无规共聚聚丙烯（0108 ）100 份，主抗氧剂（1010）1份, 辅抗氧剂(168)0.5份 ,HP136(0.5 ) 份,草酰胺0.5份 ,双(对叔丁基苯甲酸) 羟基铝0.1份,滑石粉 10份,氮化硼5份,氧化镁5份。按照传统方法制备，混合机内按顺序加入后混合4—6分钟，混合好的材料在温度为125——180℃的塑料挤出造粒机挤出造粒，即可得到均匀的固体塑料粒子。

实施例3

一种电缆绝缘料，以重量配比包括以下组份, 无规共聚聚丙烯（ EPD60R ）100份，主抗氧剂（300）5,TNP5份 ,草酰胺 5 份 ,苯甲酸钠1份, KM -13000.4份 ,碳酸钙5份,云母8 份,滑石粉5份, 按照传统方法制备，混合机内按顺序加入后混合4—6分钟，混合好的材料在温度为125——180℃的塑料挤出造粒机挤出造粒，即可得到均匀的固体塑料粒子。

Claims (7)

1.一种电缆绝缘料，其特征在于：以重量配比包括以下组份,无规共聚聚丙烯100份；主抗氧剂 1～5份；辅抗氧剂 0.5～5份；铜抑制剂0.5～5份；成核剂0.1～1份；填充剂0～20份。

2.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘料，其特征在于：无规共聚聚丙烯包括以重量配比1－10%的乙烯分子和 99-90%的丙烯分子，乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。

3.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘料，其特征在于：主抗氧剂为酚类抗氧剂。

4.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘料，其特征在于：辅抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂。

5.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘料，其特征在于：铜抑制剂包括但双水杨酰肼、草酰胺、硫代二丙酰基双乙酰基双肼、苯并三唑。

6.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘料，其特征在于：所述成核剂包括二苄叉山梨醇、双(对叔丁基苯甲酸) 羟基铝、 2，2-甲叉双(4 ,6 - 二叔丁基苯氧基) 磷酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘料，其特征在于：所述填充剂包括碳酸钙、陶土、滑石粉、白炭黑、硅灰石。