CN1033671C

CN1033671C - 电力电缆聚乙烯绝缘层及其制造方法

Info

Publication number: CN1033671C
Application number: CN 92100311
Authority: CN
Inventors: 滕人瑞; 周才辉; 周知明; 刘振浩; 葛宝全; 周振安; 马思温; 梁天强; 黄汉卿; 王卓
Original assignee: Institute of Modern Physics of CAS
Current assignee: Institute of Modern Physics of CAS
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2007-01-14
Also published as: CN1063377A

Abstract

本发明涉及一种电力电缆聚乙烯绝缘层及其制造方法，其配方是以聚乙烯树脂为基料，在其中添加四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂、硫代二丙酸双硬脂醇酯、金属减活剂、乙撑双硬脂酰胺和煅烧陶土；将上述物质按组分混合后再进行捏合密炼、开炼、造立挤出、辐照后成缆即可制成电力电缆，该电缆耐温等级高、耐老化性能好、具有优良的电绝缘性和机械性能，适用于环境温度高、载流量大的额定电压1KV及以下的输配电路。

Description

电力电缆聚乙烯绝缘层及其制造方法

本发明涉及一种电力电缆聚乙烯绝缘层及其制造方法，尤其是一种耐温105℃、1KV级辐照交联电力电缆绝缘层，其配方中含有聚乙烯树脂和各种添加剂。

众所周知，在我国传统的动力供电系统和高温等特定环境的电力供电系统中均采用油纸电力电缆，即用油浸纸包裹在导体表面进行绝缘，因而造成其绝缘性能差、耐温等级低、使用寿命短；因此国内逐渐采用聚氯乙烯全塑电力电缆代替原有的油纸电缆。但聚氯乙烯全塑电力电缆因其工作温度很低、介质损耗角正切较高、载流量低、易老化、易开裂等缺点，限制了它的使用。目前，国内外均采用交联电力电缆代替全塑电缆，交联方法主要有两种：化学交联和辐照交联；在国内较通用的电力电缆乃化学交联聚乙烯电力电缆。如兰州化学工业公司1989年研制的用于化学交联的电力电缆料以高压低密度聚乙烯为基料，在其中添加二枯基过氧化物作为交联引发剂，添加4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基)苯酚作为抗氧剂，然后经化学交联、成缆工艺制成电力电缆；这种电力电缆因其绝缘层采用化学交联，使得添加剂反应不完全，造成杂质残留，因而其绝缘性能差；另外采用化学交联易出现水树、偏心、熔流现象，因而其电性能和机械性能较差，并且其工艺条件难以控制，使其进一步推广生产受到限制。在国外已研制出额定电压1KV、耐温90℃的辐照交联电缆，这种电缆在需耐温105℃占80℃的动力电缆中使用已受限制。

本发明的目的是为了避免上述现有技术的不足之处而提供一种使电缆具有工作温度高、载流量大、抗氧化老化能力强、绝缘性能和电性能、机械性能较好的电力电缆聚乙烯绝缘层及其制造方法。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

一种电力电缆聚乙烯绝缘层，含有聚乙烯树脂和各种添加剂，该绝缘层的配方是以聚乙烯树脂为基料，在其中添加各种添加剂；其配方组分为：聚乙烯树脂100份，在其中添加

四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇脂

0.2-0.5份

硫代二丙酸双硬脂醇酯0.1-0.5份

金属减活剂MDA-7(天津市合成材料研究所)0.3-0.5份

乙撑双硬脂酰胺0.1-0.3份

锻烧陶土8-15份

一种电力电缆聚乙烯绝缘层的制造方法是将配方中的物质按组分混合后，经密炼、开炼、挤出，再进行辐照交联，辐照剂量为20-30Mrad。

本发明的目的还可通过如下措施来实现：

配方中的聚乙烯树脂为熔融指数为0.3、1.3、2.0的高压低密度聚乙烯；配方中的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯可用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯代替，其配方组分不变；硫代二丙酸双硬脂醇酯可用硫代二丙酸二月桂酸、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺代替，其配方组分不变；金属减活剂MDA-7可用MDA-2、MDA-5代替，其配方组分不变；乙撑双硬脂酰胺可用甲撑双硬脂酰胺代替，其配方组分不变。

一种电力电缆聚乙烯绝缘层，其配方组分为：

高压低密度聚乙烯100份，在其中添加

2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉 0.2-0.4份

硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.3份

金属减活剂MDA-2 0.3-0.4份

甲撑双硬脂酰胺 0.1-0.2份

锻烧陶土 8-10份

一种电力电缆聚乙烯绝缘层，配方组分为：

高压低密度聚乙烯100份，在其中添加

三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.3-0.5份

N-异丙基-N′-苯基对苯二胺0.35-0.5份

金属减活剂MDA-5 0.4-0.5份

乙撑双硬酯酰胺 0.2-0.3份

陶土 10-12份

一种电力电缆聚乙烯绝缘层，配方组分为：

高压低密度聚乙烯100份，在其中添加

三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.2-0.5份

硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.5份金属减活剂MDA-7 0.3-0.4份

乙撑双硬酯酰胺 0.1-0.3份

陶土 10-15份

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.本发明的配方中以高压低密度聚乙烯为基料，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯作为抗氧剂和硫代二丙酸双硬脂作辅助抗氧剂，二者具有协同效应，提高了绝缘层抗热、氧、老化能力，使其抗张强度和断裂伸长率变化率超过国际标准，提高了耐温性能。

2.本发明的配方中添加金属减活剂MDA-7，抑制了铜、铝导体对绝缘层的加速老化作用，致使绝缘层的耐温等级在额定电压为1KV时从90℃提高到105℃。

3.本发明的配方中的物质按组分混合后，再进行辐照交联，避免了采用化学交联造成的溶流、偏心、水树等现象，提高了产品的机械性能和载流量，载流能力高出1-2个截面档次，电缆允许短路电流高出2个截面档次。

4.本发明的配方组分少、工艺简单、成本低、产品性能好、安全可靠。

本发明还将结合实施例作进一步详述：

实施例一：

取聚乙烯树脂100份作为基料，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇脂0.5份、硫代二丙酸双硬脂醇酯0.1份、金属减活剂MDA-7(天津市合成材料研究所)0.3份、乙撑双硬脂酰胺0.2份、锻烧陶土10份。

先将配方中的聚乙烯树脂加入高速捏合机中，然后按配方中的组分依次加入上述物质，开动搅拌器搅拌2分钟后，再在密炼机中密炼8分钟，密炼温度为138℃、密炼机螺杆转速为40转/分；并在开炼机中开炼2分钟后切粒，开炼机的前辊温度为100℃、后辊温度为90℃；然后再将切粒的料加入挤出机中，在挤出机上挤包在已绞制好的导体表面，经火花试验后，按每分钟20米的速度进行辐照交联，其辐照剂量为20Mrad，然后成缆。

实施例二：

取聚乙烯树脂100份作为基料，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯0.2份、硫代二丙酸双硬脂醇酯0.5份、金属减活剂MDA-7(天津市合成材料研究所)0.5份、乙撑双硬脂酰胺0.1份、锻烧陶土8份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为30Mrad。

实施例三：

取高压低密度聚乙烯100份，在其中添加2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.4份、硫代二丙酸二月桂酯0.1份、金属减活剂MDA-2-0.4份、甲撑双硬脂酰胺0.1份、锻烧陶土8份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为25Mrad。

实施例四：

取高压低密度聚乙烯100份，在其中添加2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.2份、硫代二丙酸二月桂酯0.3份、金属减活剂MDA-20.3份、甲撑双硬脂酰胺0.2份、锻烧陶土10份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为28Mrad。

实施例五：

取高压低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.5份、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺0.35份、金属减活剂MDA-50.5份、乙撑双硬脂酰胺0.2份、陶土10份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为26Mrad。

实施例六：

取高压低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.3份、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺0.5份、金属减活剂MDA-50.4份、乙撑双硬脂酰胺0.3份、陶土12份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为29Mrad。

实施例七：

取高压低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.4份、硫代二丙酸二月桂酯0.3份、金属减活剂MDA-70.3份、乙撑双硬酯酰胺0.1、陶土12份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为22Mrad。

实施例八：

取高压低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.2份、硫代二丙酸二月桂酯0.5份、金属减活剂MDA-70.3-0.4份、乙撑双硬酯酰胺0.1、陶土15份。

与实施例一同制成电力电缆，其辐照剂量为24Mrad。

Claims

1、一种电力电缆聚乙烯绝缘层，含有聚乙烯树脂和各种添加剂，其特征是绝缘层的配方是以聚乙烯树脂为基料，在其中添加各种添加剂；其配方组份为：聚乙烯树脂100份，在其中添加

四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇脂

0.2-0.5份

硫代二丙酸双硬脂醇酯0.1-0.5份

金属减活剂MDA-7(天津市合成材料研究所)0.3-0.5份

乙撑双硬脂酰胺0.1-0.3份

锻烧陶土8-15份

2、如权利要求1所述的电力电缆聚乙烯绝缘层，其特征是配方中的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯可用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯代替，其配方组份不变；硫代二丙酸双硬脂醇酯可用硫代二丙酸二月桂酯、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺代替，其配方组份不变；金属减活剂MDA-7可用MDA-2、MDA-5代替，其配方组份不变；乙撑双硬脂酰胺可用甲撑双硬脂酰胺代替，其配方组份不变。

3、如权利要求2所述的电力电缆聚乙烯绝缘层，其特征是配方组份为：高压低密度聚乙烯100份，在其中添加

2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.2-0.4份

硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.3份

金属减活剂MDA-2 0.3-0.4份

甲撑双硬脂酰胺 0.1-0.2份

锻烧陶土 8-10份

4、如权利要求2所述的电力电缆聚乙烯绝缘层，其特征是配方组份为：高压低密度聚乙烯100份，在其中添加

三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯 0.3-0.5份

N-异丙基-N′-苯基对苯二胺 0.35-0.5份

金属减活剂MDA-5 0.4-0.5份

乙撑双硬酯酰胺 0.2-0.3份

陶土 10-12份

5、如权利要求2所述的电力电缆聚乙烯绝缘层，其特征是配方组份为：高压低密度聚乙烯100份，在其中添加

三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.2-0.5份

硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.5份

金属减活剂MDA-7 0.3-0.4份

乙撑双硬酯酰胺 0.1-0.3份

陶土 10-15份

6、一种制造权利要求1所述的电力电缆聚乙烯绝缘层的方法，其特征是配方中的物质按组份混合后，经密炼、开炼、挤出，再进行辐照交联，辐照剂量为20-30Mrad。