CN103694540A - 海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料及其制备方法，所述绝缘料由如下重量份的组分组成：超低密度聚乙烯100份，过氧化物交联剂1.0～2.0份，助交联剂0.2～1.0份，抗氧剂0.2～1.0份。本发明制可有效的弥补XLPE和EPR性能上的不足，满足海洋工程用电力电缆对于绝缘材料的高标准要求。

Description

海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种柔软、高机械强度可用于海洋工程电缆的中压绝缘料的制备方法。背景技术
我国是一个海洋大国，拥有漫长的海岸线和广阔的海域，离岛众多，海务工作艰巨。而海洋工程电缆系统可以为岛屿和大陆间、岛屿和岛屿间的通信、动力等提供稳定可靠的纽带。由于海洋工程电缆通常铺设空间狭小，为了获得更小的弯曲半径，便于铺设，大多要求电缆具有柔软的特性。此外，由于海洋工程电缆在使用过程中通常需要移动、拖曳和拉扯，因此，对电缆绝缘和护层的机械强度要求很高。
目前，中低压海洋工程电缆常用的绝缘材料为交联聚乙烯（XLPE）和交联乙丙橡胶（EPR）。此两种材料均具有体积电阻率高、介电损耗小、耐热老化性能好、耐环境应力开裂性能好、易加工等特点，都是非常优异的绝缘材料。但是，两者也都存在一些性能上的不足之处。XLPE较硬，电缆弯曲半径大，对电缆铺设带来不便。而EPR虽然柔软，但是机械强度偏低（通常断裂拉伸强度不超过9MPa）。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
所述的海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料，由如下重量份的组分组成：
超低密度聚乙烯（ULDPE）                          100份
过氧化物交联剂                                   1.0～2.0份
助交联剂                                       0.2～1.0份
抗氧剂                                        0.2～1.0份
所述超低密度聚乙烯的密度为0.900±0.003g/cm3，熔体流动指数为1.0～3.0g/10min；
所述的过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯（DCP）、过氧化二叔丁基（DTBP）、二-（叔丁基过氧化异丙基）苯（商品名F40）中的一种或几种；
所述的助交联剂为三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）中的一种或几种；
所述的抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（商品名抗氧剂1010）、三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（商品名抗氧剂168）、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)（商品名抗氧剂300#）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（商品名抗氧剂1076）中的一种或几种。
本发明所述的柔软轻质高机械强度中压电力电缆绝缘料的制备方法如下：
将各个组分通过BUSS往复式单螺杆挤出机共混，挤出，水环切粒，冷却后进入沸腾干燥塔干燥，洁净包装，即可得到可交联柔软轻质高机械强度中压电力电缆绝缘料。
本发明制备的绝缘料具有以下特点：
1、采用密度为0.900±0.003g/cm3、熔指为1.0～3.0g/10min的ULDPE为主要原材料，柔软有弹性，密度小重量轻；2、本绝缘料经交联成缆后，机械强度可达到40MPa以上，是XLPE的2倍，EPR的4倍；3、助交联剂TAIC、TAC的加入，可形成体型交联结构，有效提高交联点密度，优于常规的DCP二维交联结构，最大限度的提升了材料的耐热性；4、本发明选用的ULDPE熔点在92～98℃之间，远低于LDPE的熔点（108～112℃），因此可以在更低的加工温度下加工，成缆过程中焦烧发生的可能性大大降低，电缆的电气性能更加优越。可有效的弥补XLPE和EPR性能上的不足，满足海洋工程用电力电缆对于绝缘材料的高标准要求。
具体实施方式
实施例1
将密度为0.902g/cm3、熔指为3.0g/10min的ULDPE100份、过氧化物交联剂DCP1.8份、助交联剂TAIC0.5份、抗氧剂10100.5份通过计量装置精确的加入BUSS往复式单螺杆共混造粒机组，水冷，干燥，打包，即得到可过氧化物交联柔软高机械强度中压电力电缆绝缘料；采用JB/T10437-2004标准进行检测，结果见表1。
实施例2
将密度为0.897g/cm3、熔指为1.7g/10min的ULDPE100份、过氧化物交联剂F401.5份、助交联剂TAC0.3份、抗氧剂10100.2份、抗氧剂1680.4份通过计量装置精确的加入BUSS往复式单螺杆共混造粒机组，水冷，干燥，打包，即得到可过氧化物交联柔软高机械强度中压电力电缆绝缘料；
采用JB/T10437-2004标准进行检测，结果见表1。
实施例3
将密度为0.903g/cm3、熔指为1.2g/10min的ULDPE100份、交联剂DCP2.0份、助交联剂TAIC0.5份、抗氧剂10760.5份通过计量装置精确的加入BUSS往复式单螺杆共混造粒机组，水冷，干燥，打包，即得到可过氧化物交联柔软高机械强度中压电力电缆绝缘料；
采用JB/T10437-2004标准进行检测，结果见表1。
以上三个实例制备而成的可交联柔软高机械强度中压电力电缆绝缘料，柔软，机械强度大，绝缘性能佳，耐热性好，性能可靠。
表1实例和对比样性能测试结果
Figure BDA0000438845940000031

Claims (6)

1.海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料，其特征在于，由如下重量份的组分组成： 
超低密度聚乙烯（ULDPE）                   100份 
过氧化物交联剂                            1.0～2.0份 
助交联剂                                  0.2～1.0份 
抗氧剂                                    0.2～1.0份。 
2.根据权利要求1所述的海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料，其特征在于，所述超低密度聚乙烯的密度为0.900±0.003g/cm3，熔体流动指数为1.0～3.0g/10min。 
3.根据权利要求1所述的海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料，其特征在于，所述的过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯（DCP）、过氧化二叔丁基（DTBP）、二-（叔丁基过氧化异丙基）苯（商品名F40）中的一种或几种。 
4.根据权利要求1所述的海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料，其特征在于，所述的助交联剂为三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）中的一种或几种。 
5.根据权利要求1所述的海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料，其特征在于，所述的抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（商品名抗氧剂1010）、三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（商品名抗氧剂168）、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)（商品名抗氧剂300#）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（商品名抗氧剂1076）中的一种或几种； 
本发明所述的柔软轻质高机械强度中压电力电缆绝缘料的制备方法如下。 
6.根据权利要求1～5任一项所述的海洋工程电缆用柔软高机械强度中压绝缘料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各个组分通过BUSS往复式单螺杆挤出机共混，挤出，水环切粒，冷却后进入沸腾干燥塔干燥，洁净包装，即可得到可交联柔软轻质高机械强度中压电力电缆绝缘料。 
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