CN103289162B - 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103289162B
CN103289162B CN201310103187.3A CN201310103187A CN103289162B CN 103289162 B CN103289162 B CN 103289162B CN 201310103187 A CN201310103187 A CN 201310103187A CN 103289162 B CN103289162 B CN 103289162B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water resistant
resistant tree
tree
inorganic porous
cable material
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.)
Active
Application number
CN201310103187.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103289162A (zh
Inventor
徐曼
郑怡
李秀峰
谢大荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201310103187.3A priority Critical patent/CN103289162B/zh
Publication of CN103289162A publication Critical patent/CN103289162A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103289162B publication Critical patent/CN103289162B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/875Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling for achieving a non-uniform temperature distribution, e.g. using barrels having both cooling and heating zones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/9258Velocity
    • B29C2948/9259Angular velocity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/92704Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819Location or phase of control
    • B29C2948/92857Extrusion unit
    • B29C2948/92876Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92885Screw or gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819Location or phase of control
    • B29C2948/92857Extrusion unit
    • B29C2948/92876Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895Barrel or housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明公开一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法,其中,抗水树型聚烯烃电缆料按质量份数计包括70~95份的低密度聚乙烯,5~30份的抗水树母料,1~2份的交联剂,0.3~0.5份的交联助剂,1~2份的抗氧剂和0.1~0.5份的流变改性剂。本发明制备的抗水树型聚烯烃电缆料中的多孔粒子具有吸附特性,使水分的分布更为均匀,不会聚集成水滴,水树生长概率比常规交联聚乙烯电缆料降低了50%以上,具有优越的抗水树性能;弹性模量比常规交联聚乙烯电缆料增加了30%左右,具有优异的机械强度和韧性;且符合中低压电缆用化学交联聚乙烯绝缘料的电气等性能标准,且具有良好的加工性能。

Description

一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于抗水树型电缆材料领域,特别涉及一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)由于具有优异的电气性能和机械性能广泛应用于电力电缆中。近年来的电缆事故统计表明,在干燥的环境中,交联聚乙烯电缆能够长久的保持优良性能;而在潮湿的环境中,水树是导致其过早老化和失效的重要原因。为了延长交联聚乙烯电缆在潮湿环境中的使用寿命,研究人员提出了很多改进的方法和措施,其中改性交联聚乙烯的研究越来越多。近年来国外一些公司已经成功生产出抗水树型电缆料并且投入使用,但国内目前还没有相关的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法,该方法制备的抗水树型聚烯烃电缆料的抗水树效果明显,且力学、电气性能良好。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数计包括70~95份的低密度聚乙烯,5~30份的抗水树母料,1~2份的交联剂,0.3~0.5份的交联助剂,1~2份的抗氧剂和0.1~0.5份的流变改性剂,其中,所述抗水树母料按质量组份计包括65‐90份的低密度聚乙烯,10~30份表面经改性处理的无机多孔粒子和1~10份的高分子增容剂。
所述无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的分子筛、沸石、多孔氧化锌、多孔碳酸锌、多孔二氧化硅中的一种或几种。
所述表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且表面处理剂占无机多孔粒子质量的1~2%;其中,表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸偶联剂中的一种或几种。
所述低密度聚乙烯的熔融指数为1.8~2.2g/10min。
所述的高分子增容剂为乙烯‐丙烯酸乙酯、乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物、乙烯‐丙烯酸乙烯酯共聚物、乙烯‐醋酸乙酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯中的一种或两种。
所述抗氧剂为四[β‐(3.5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、叔辛胺三嗪与乙二胺哌啶的聚合物、4,4'‐硫代双(6‐特丁基间甲酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯、三[2.4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或两种。
所述交联剂为过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷中的一种或两种。
所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酰、二乙胺基丙胺中的一种或两种。
所述流变改性剂为1026流变改性剂、FX‐5924流变改性剂、3524流变改性剂、SD‐86流变改性剂中的一种。
一种制备抗水树聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中搅拌进行表面改性处理,得表面经改性处理的无机多孔粒子;
2)制备抗水树母料:将低密度聚乙烯和高分子增容剂加入到密炼机中,在100~130℃下进行共混,待低密度聚乙烯呈熔融状态后,再将表面经改性处理的无机多孔粒子均匀加入至密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料;
3)将低密度聚乙烯、抗水树母料、交联剂、交联助剂、抗氧剂和流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下搅拌,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机或密炼机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段90~100℃,输送段105~110℃,熔融段110~115℃,机头100~105℃。
所述步骤2)中密炼机的转速为30~60r/min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的抗水树型聚烯烃电缆料与常规交联聚乙烯绝缘料相比,沿电场方向和垂直电场方向的水树长度都有所减小,具有优越的抗水树性能;弹性模量比常规交联聚乙烯绝缘料提高约30%,具有优异的强度和韧性;环境友好,符合标准的电气性能,且具有良好的加工性能。
本发明以低密度聚乙烯作为基体树脂,与抗水树母料熔融复合,同时加入交联剂、交联助剂、抗氧剂、流变改性剂制成抗水树型聚烯烃电缆料,通过加入抗水树母料,可明显改善抗水树型聚烯烃电缆料的抗水树性能,本发明制备的抗水树型聚烯烃电缆料拉伸强度≥20MPa,弹性模量≥150MPa,比常规交联聚乙烯绝缘料增加30%,断裂伸长率≥490%;与常规交联聚乙烯绝缘料相比,本发明中的无机多孔粒子具有吸附特性,使水分的分布更为均匀,不会聚集成水滴,因而本发明的抗水树型聚烯烃电缆料具有优越的抗水树性能,本发明抗水树型聚烯烃电缆料的水树引发概率降低约50%,适用于生产潮湿环境中使用的中低压电缆,也可用于机械安装用电缆、控制电缆、海底电缆等。
本发明中表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到,且无机多孔粒子具有孔道结构,利用多孔粉体的多孔结构带来的大比表面积和吸附特性,在高分子增容剂作用下使无机多孔粒子与低密度聚乙烯熔融复合,形成有机‐无机相互贯穿网络结构。高分子增容剂分子链上的羰基与无机多孔粒子孔道里的羟基发生反应,高分子增容剂分子链又与低密度聚乙烯基体分子链相互缠结,这种结合提高了低密度聚乙烯与无机多孔粒子之间的界面相互作用,增加抗水树聚烯烃电缆料的结构稳定性,使抗水树聚烯烃电缆料热性能,机械性能,介电性能等得到改善。无机多孔粒子在低密度聚乙烯通过表面效应促进低密度聚乙烯结晶过程的成核作用,控制低密度聚乙烯晶粒细化并分布均匀。此外无机多孔粒子与低密度聚乙烯形成强的界面区约束分子链段的运动,降低水分子在纳米抗水树聚烯烃电缆料中的扩散,两方面综合作用有效的抑制抗水树型聚烯烃电缆料中水树的引发和生长,使本发明制备的抗水树型电缆绝缘料在保证常规交联聚乙烯绝缘料的介电、力学、耐热等性能基础上,具有水树引发率低,树枝长度小的特点。
附图说明
图1为交联聚乙烯绝缘料的晶体形态腐蚀SEM图,其中,(a)为常规交联聚乙烯电缆料;(b)为本发明抗水树型聚烯烃电缆料;
图2为常规交联聚乙烯电缆料的水树照片;
图3为本发明抗水树型聚烯烃电缆料的水树照片。
具体实施方式
下面结合附图,通过实施例对本发明做详细说明。
实施例1
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数包括70份熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯,30份的抗水树母料,1份的过氧化二异丙苯(DCP),0.3份的三烯丙基异氰脲酸酯,1份的四[β‐(3.5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.2份的1026流变改性剂。
其中,抗水树母料按质量组份包括:69.4份熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯,25.5份表面经过改性处理的无机多孔粒子和5份的乙烯‐丙烯酸乙酯;其中,表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的沸石,表面处理剂为占无机多孔粒子质量2%的硅烷偶联剂。
本实施例制备抗水树型聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中高速搅拌进行表面改性处理,得表面经过改性处理的无机多孔粒子;其中,无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的沸石,表面处理剂为硅烷偶联剂;
2)制备抗水树母料:将熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯和高分子增容剂加入密炼机进行共混,在温度为100℃、转速为40r/min下,共混10分钟,低密度聚乙烯呈熔融状态,再将表面经过改性处理的无机多孔粒子均匀加入到密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料,其中高分子增容剂为乙烯‐丙烯酸乙酯;
3)将熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯、抗水树母料、过氧化二异丙苯(DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯、四[β‐(3.5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和1026流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下低速搅拌2~3分钟,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段90℃,输送段105℃,熔融段110℃,机头100℃。
实施例2
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数包括80份熔融指数为2.2g/10min的低密度聚乙烯,20份的抗水树母料,1.5份的二叔丁基过氧化物(DTBP),0.2份的过氧化苯甲酰,0.2份的二乙胺基丙胺,2份的三[2.4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.1份FX‐5924流变改性剂。
其中,抗水树母料按质量组份包括:69.6份熔融指数为2.2g/10min的低密度聚乙烯,20.4份表面经过改性处理的无机多孔粒子和10份的乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物;其中,表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的多孔碳酸锌,表面处理为占无机多孔粒子质量2%的钛酸酯偶联剂。
本实施例制备抗水树型聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中高速搅拌进行表面改性处理,得表面经过改性处理的无机多孔粒子;其中,无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的多孔碳酸锌,表面处理剂为钛酸酯偶联剂;
2)制备抗水树母料:将熔融指数为2.2g/10min的低密度聚乙烯和高分子增容剂加入密炼机进行共混,在温度为130℃、转速为60r/min下,共混10分钟,低密度聚乙烯呈熔融状态,再将表面经过改性处理的无机多孔粒子均匀加入到密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料,其中高分子增容剂为乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物;
3)将熔融指数为2.2g/10min的低密度聚乙烯、抗水树母料、二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化苯甲酰、二乙胺基丙胺、三[2.4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯和FX‐5924流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下低速搅拌2~3分钟,混和均匀,然后放入密炼机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段100℃,输送段108℃,熔融段112℃,机头101℃。
实施例3
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数包括85份熔融指数为2.0g/10min的低密度聚乙烯,15份的抗水树母料,1份的过氧化二异丙苯(DCP),1份的2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷,0.5份的二乙胺基丙胺,2份的4,4'‐硫代双(6‐特丁基间甲酚)和0.25份的SD‐86流变改性剂。
其中,抗水树母料按质量组份包括:79.8份熔融指数为2.0g/10min的低密度聚乙烯,10.2份的表面经改性处理的无机多孔粒子,5份的马来酸酐接枝茂金属聚乙烯和5份的马来酸酐接枝聚乙烯,其中,表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的多孔二氧化硅,表面处理剂为占无机多孔粒子质量2%的硅烷偶联剂。
本实施例制备抗水树型聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中高速搅拌进行表面改性处理,得表面经过改性处理的无机多孔粒子;其中,无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的多孔二氧化硅,表面处理剂为硅烷偶联剂;
2)制备抗水树母料:将熔融指数为2.0g/10min的低密度聚乙烯和高分子增容剂加入密炼机进行共混,在温度为120℃、转速为30r/min下,共混10分钟,低密度聚乙烯呈熔融状态,再将表面经过改性处理的无机多孔粒子均匀加入到密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料,其中高分子增容剂为马来酸酐接枝茂金属聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯;
3)将熔融指数为2.0g/10min的低密度聚乙烯、抗水树母料、过氧化二异丙苯(DCP)、2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷、二乙胺基丙胺、4,4'‐硫代双(6‐特丁基间甲酚)和SD‐86流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下低速搅拌2~3分钟,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段95℃,输送段110℃,熔融段113℃,机头102℃。
实施例4
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数包括95份熔融指数为1.9g/10min的低密度聚乙烯,10份的抗水树母料,1份的2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷,0.5份的三烯丙基异氰脲酸酯,1份的叔辛胺三嗪与乙二胺哌啶的聚合物和0.4份的SD‐86流变改性剂。
其中,抗水树母料按质量组份包括:65份熔融指数为1.9g/10min的低密度聚乙烯,30份表面经改性处理的无机多孔粒子和4.4份的马来酸酐接枝聚乙烯,其中,表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的分子筛和多孔氧化锌的混合物,表面处理剂为占无机多孔粒子质量2%的硬脂酸偶联剂。
本实施例制备抗水树型聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中高速搅拌进行表面改性处理,得表面经过改性处理的无机多孔粒子;其中,无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的分子筛和多孔氧化锌的混合物,表面处理剂为硬脂酸偶联剂;
2)制备抗水树母料:将熔融指数为1.9g/10min的低密度聚乙烯和高分子增容剂加入密炼机进行共混,在温度为110℃、转速为50r/min下,共混10分钟,低密度聚乙烯呈熔融状态,再将表面经过改性处理的无机多孔粒子均匀加入到密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料,其中高分子增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯;
3)将熔融指数为1.9g/10min的低密度聚乙烯、抗水树母料、2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷、三烯丙基异氰脲酸酯、叔辛胺三嗪与乙二胺哌啶的聚合物和SD‐86流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下低速搅拌2~3分钟,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段90℃,输送段105℃,熔融段110℃,机头105℃。
实施例5
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数包括75份熔融指数为2.1g/10min的低密度聚乙烯,5份的抗水树母料,0.5份过氧化二异丙苯,1.5份二叔丁基过氧化物,0.1份三烯丙基异氰脲酸酯,0.2份过氧化苯甲酰,1份四[β‐(3.5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,1份硫代二丙酸二硬脂醇酯和0.5份的3524流变改性剂。
其中,抗水树母料按质量组份包括:78.8份熔融指数为2.1g/10min的低密度聚乙烯,20.2份表面经改性处理的无机多孔粒子,0.5份的乙烯‐丙烯酸乙烯酯共聚物和0.5份的乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物,其中,表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的沸石、多孔碳酸锌、分子筛的混合物,表面处理剂为占无机多孔粒子质量1%的硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和硬脂酸偶联剂的混合物。
本实施例制备抗水树型聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中高速搅拌进行表面改性处理,得表面经过改性处理的无机多孔粒子;其中,无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的沸石、多孔碳酸锌和分子筛的混合物,表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和硬脂酸偶联剂的混合物;
2)制备抗水树母料:将熔融指数为2.1g/10min的低密度聚乙烯和高分子增容剂加入密炼机进行共混,在温度为105℃、转速为45r/min下,共混10分钟,低密度聚乙烯呈熔融状态,再将表面经过改性处理的无机多孔粒子均匀加入到密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料,其中高分子增容剂为乙烯‐丙烯酸乙烯酯共聚物和乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物的混合物;
3)将熔融指数为2.1g/10min的低密度聚乙烯、抗水树母料、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酰、四[β‐(3.5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯和3524流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下低速搅拌2~3分钟,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段100℃,输送段107℃,熔融段115℃,机头104℃。
实施例6
一种抗水树型聚烯烃电缆料,按质量份数包括80份熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯,20份的抗水树母料,1份二叔丁基过氧化物,1份2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷,0.2份三烯丙基异氰脲酸酯,0.3份二乙胺基丙胺,2份4,4'‐硫代双(6‐特丁基间甲酚)和0.3份1026流变改性剂。
其中,抗水树母料按质量组份包括:90份熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯,10份的表面经改性处理的无机多孔粒子,0.4份的乙烯‐醋酸乙酯共聚物和0.7份的马来酸酐接枝茂金属聚乙烯,其中,表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的分子筛、沸石、多孔碳酸锌和多孔二氧化硅的混合物,表面处理剂为占无机多孔粒子质量1%的钛酸酯偶联剂。
本实施例制备抗水树型聚烯烃电缆料的方法,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中高速搅拌进行表面改性处理,得表面经过改性处理的无机多孔粒子,无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的分子筛、沸石、多孔碳酸锌和多孔二氧化硅的混合物,表面处理剂为钛酸酯偶联剂;
2)制备抗水树母料:将熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯和高分子增容剂加入密炼机进行共混,在温度为100℃、转速为50r/min下,共混10分钟,低密度聚乙烯呈熔融状态,再将表面经过改性处理的无机多孔粒子均匀加入到密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料,其中高分子增容剂为乙烯‐醋酸乙酯共聚物和马来酸酐接枝茂金属聚乙烯的混合物;
3)将熔融指数为1.8g/10min的低密度聚乙烯、抗水树母料、二叔丁基过氧化物、2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙胺基丙胺、4,4'‐硫代双(6‐特丁基间甲酚)和1026流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下低速搅拌2~3分钟,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段95℃,输送段110℃,熔融段114℃,机头101℃。
对比例1采用100份工业生产的10kV化学交联聚乙烯绝缘料。
对比例2采用100份韩华生产的抗水树型交联聚乙烯。
对比例1和2为交联聚乙烯,直接在平板硫化机上压制成型,压制条件为175℃,预热5分钟,热压10分钟,10MPa。
对比例1‐2和实施例1‐3制备的电缆料的综合电气性能见表1。
表1
*水树老化实验参考IEC/TS61956标准“评定绝缘材料中水树枝化的试验方法”进行,结果为对每种材料取14个针尖处的树枝引发情况统计而得。
**树枝长度为从针尖处算沿针尖方向的最大树枝长度。
如图1所示,图1为交联聚乙烯绝缘料的晶体形态腐蚀SEM图,放大倍数为200倍,图1(a)为常规交联聚乙烯电缆料,晶体尺寸40μm;图1(b)为本发明抗水树型聚烯烃电缆料,晶体尺寸25μm。
如图2所示,图2为交联聚乙烯绝缘料的水树照片,老化条件为电压3kV,6kHz,老化时间为14天。图2为常规交联聚乙烯电缆料,树枝长度320μm,图3为本发明抗水树型聚烯烃电缆料,树枝长度177μm。
从表1可以看出,本发明制备的抗水树型电缆绝缘料在保证常规交联聚乙烯绝缘料的介电、力学、耐热等性能基础上,具有水树引发率低,树枝长度小的特点。

Claims (7)

1.一种抗水树型聚烯烃电缆料,其特征在于,按质量份数计包括70~95份的低密度聚乙烯,5~30份的抗水树母料,1~2份的交联剂,0.3~0.5份的交联助剂,1~2份的抗氧剂和0.1~0.5份的流变改性剂,其中,所述抗水树母料按质量组份计包括65‐90份的低密度聚乙烯,10~30份表面经改性处理的无机多孔粒子和1~10份的高分子增容剂;
所述无机多孔粒子为粒径小于等于5μm,比表面积大于等于50m2/g的分子筛、沸石、多孔氧化锌、多孔碳酸锌、多孔二氧化硅中的一种或几种;
所述表面经改性处理的无机多孔粒子是用表面处理剂对无机多孔粒子进行处理得到的,且表面处理剂占无机多孔粒子质量的1~2%;其中,表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸偶联剂中的一种或几种;
所述的高分子增容剂为乙烯‐丙烯酸乙酯、乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物、乙烯‐丙烯酸乙烯酯共聚物、乙烯‐醋酸乙酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的一种抗水树型聚烯烃电缆料,其特征在于,所述低密度聚乙烯的熔融指数为1.8~2.2g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种抗水树型聚烯烃电缆料,其特征在于,所述抗氧剂为四[β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、叔辛胺三嗪与乙二胺哌啶的聚合物、4,4'‐硫代双(6‐特丁基间甲酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯、三[2,4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种抗水树型聚烯烃电缆料,其特征在于,所述交联剂为过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、2,5‐二甲基‐2,5二叔丁基过氧化己烷中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种抗水树型聚烯烃电缆料,其特征在于,所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酰、二乙胺基丙胺中的一种或两种。
6.一种制备权利要求1所述的抗水树聚烯烃电缆料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)无机多孔粒子表面处理:将无机多孔粒子及表面处理剂加入高速混合机中搅拌进行表面改性处理,得表面经改性处理的无机多孔粒子;
2)制备抗水树母料:将低密度聚乙烯和高分子增容剂加入到密炼机中,在100~130℃下进行共混,待低密度聚乙烯呈熔融状态后,再将表面经改性处理的无机多孔粒子均匀加入至密炼机中,共混15分钟后取出,经单螺杆挤出造粒,得抗水树母料;
3)将低密度聚乙烯、抗水树母料、交联剂、交联助剂、抗氧剂和流变改性剂进行配料后,放入高速混合机中,在室温下搅拌,混和均匀,然后放入脉动式单螺杆往复机或密炼机中进行混合,再经单螺杆挤出造粒,螺杆各段温度为:加料段90~100℃,输送段105~110℃,熔融段110~115℃,机头100~105℃。
7.根据权利要求6所述一种制备抗水树聚烯烃电缆料的方法,其特征在于,所述步骤2)中密炼机的转速为30~60r/min。
CN201310103187.3A 2013-03-28 2013-03-28 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法 Active CN103289162B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310103187.3A CN103289162B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310103187.3A CN103289162B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103289162A CN103289162A (zh) 2013-09-11
CN103289162B true CN103289162B (zh) 2016-04-27

Family

ID=49090730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310103187.3A Active CN103289162B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103289162B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103450552A (zh) * 2013-09-13 2013-12-18 无锡杰科塑业有限公司 辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN103627064A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 西安交通大学 具有抗水树功能的交联聚乙烯电缆绝缘料及其制备方法
CN104558759A (zh) * 2014-11-28 2015-04-29 上海新上化高分子材料有限公司 海底电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料
MX2017015816A (es) * 2015-06-17 2018-04-10 Dow Global Technologies Llc Composiciones de aislamiento de cables que comprenden un antioxidante que contiene fosforo.
CN105086075A (zh) * 2015-08-20 2015-11-25 晶锋集团股份有限公司 一种抗水树抗击穿的阻燃电力电缆料及其制备方法
CN105047277B (zh) * 2015-08-20 2017-10-27 国网山东省电力公司临沂供电公司 抗水树低压绝缘电缆
CN107857932B (zh) * 2017-11-23 2020-10-30 常熟市中联光电新材料有限责任公司 化学交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN109942933A (zh) * 2019-02-22 2019-06-28 全球能源互联网研究院有限公司 一种抑制空间电荷的直流电缆绝缘料及其制备方法
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
CN110452444B (zh) * 2019-08-27 2022-05-13 国网四川省电力公司电力科学研究院 具有超疏水特性的交联聚乙烯复合材料及制备方法、应用
CN111892757A (zh) * 2020-06-29 2020-11-06 浙江太湖远大新材料股份有限公司 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795769A (en) * 1986-08-04 1989-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Electric insulation with a silicic acid additive made by a melt process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795769A (en) * 1986-08-04 1989-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Electric insulation with a silicic acid additive made by a melt process

Also Published As

Publication number Publication date
CN103289162A (zh) 2013-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103289162B (zh) 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法
CN102250409B (zh) 一种协效阻燃的低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法
CN1610778A (zh) 用于玻璃纤维的上浆组合物,用于烯烃树脂增强的玻璃纤维,用于纤维增强模制品的烯烃树脂组合物的制造方法
CN103627064A (zh) 具有抗水树功能的交联聚乙烯电缆绝缘料及其制备方法
CN103030885B (zh) 一种低散发、高性能长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制造方法
CN103862589B (zh) 一种熔融共混制备聚酰胺基导热复合材料的方法
CN104262883A (zh) 一种在室温下可交联的低烟无卤阻燃硅烷交联电缆料及其制备方法
CN103483816A (zh) 一种碳纤增强聚酰亚胺复合材料及其制备方法
JP4341566B2 (ja) 水性分散体およびそれを用いて処理された無機繊維並びにこの無機繊維を含む無機繊維強化熱可塑性樹脂組成物
CN109337192A (zh) 一种聚丙烯复合材料及其制备方法
CN108239330A (zh) 一种汽车线用辐照交联低烟无卤阻燃料及其制备方法
CN109535555A (zh) 一种碳纳米管改性的阻燃增强聚丙烯材料及其制备方法
CN104311961A (zh) 一种纤维增强型喷嘴
CN105017765A (zh) 一种碱式硫酸镁晶须/pa610t复合材料及其制备方法
CN102304254A (zh) 硅烷交联的无卤阻燃的聚烯烃电线电缆料
CN104629313A (zh) 玻纤增强阻燃改性pc/abs合金
CN109535554A (zh) 一种led灯壳体专用阻燃增强聚丙烯料及其制备方法
CN105802018B (zh) 一种耐划伤玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法
CN107254166A (zh) 一种马来酸酐接枝poe的高分散高增韧尼龙材料
CN111748868A (zh) 一种抗紫外线增强级pe/pet复合弹性短纤维及其制备方法
CN111117069A (zh) 一种增强型聚丙烯复合材料及其制备方法
CN1944513A (zh) 熔体可流动性聚乙烯/热固性树脂复合材料
CN106479035B (zh) 一种阻燃耐冲击的聚丙烯复合材料及其制备方法
CN106987049A (zh) 一种强化聚丙烯抗拉强度的功能母粒
CN112300531B (zh) 一种热塑性耐油耐高温耐熔损型tpe电线料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant