CN104774363A - 一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，捏合5-10min，得到接枝母料；将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，捏合3-8min，得到催化剂母料；将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有适量水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过2-7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，操作简单，能实现80％以上的交联，成本低。

Description

一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法
技术领域：
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法。
背景技术：
聚乙烯制造电线电缆绝缘料的主要缺点是耐温性能差、易燃烧、抗老化性能不是很好，为了提高绝缘材料的综合性能，提高绝缘材料的使用寿命，通过交联的方式使聚烯烃绝缘发生交联，以获得更好的性能。
目前聚乙烯交联的方法主要有化学交联法、辐照交联法和硅烷交联法。化学交联法是以有机过氧化物作为交联剂，由于交联过程中所需的温度、压力控制较为苛刻，且对设备要求较高，带来了工艺上的困难；辐照交联是高能辐射方式进行交联，其缺点是设备造价高、安全防护问题复杂，且对材料性能损失大；硅烷交联是集投资少、适应性强和工艺简单于一体的重要交联方法，被广泛使用。目前，硅烷交联电缆料的交联固化反应是将电缆料放置在90℃的温水水煮或水蒸气桑拿6-10小时的过程才能完成，设备投资较大，成本高。
中国专利(CN201010615392.4)公开了一种硅烷交联聚乙烯绝缘自然交联的方法，将挤包硅烷交联聚乙烯绝缘的绝缘线芯放入含有适量水的透明密闭空间内，该密封空间材料由白色透明的无机玻璃、有机玻璃或薄膜组成，此方法能很好的减少成产成本，且可以达到很好的交联效果，但是交联时间比较长，不适于大规模生产，且长时间用水浸泡绝缘芯，有可能导致其进水；中国专利(201010160160.4)公开了一种硅烷快速交联聚乙烯电缆料，通过加入交联活化剂使制品在常温下快速交联，避免长时间用水浸泡来达到良好的交联效果，但是交联活化剂的加入不仅提高了成产成本，还会影响聚乙烯机械性能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，该方法操作简单，能实现80％以上的交联，成本低。本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料绝缘性能好，机械性能优异，耐热性好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，捏合5-10min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，捏合3-8min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过2-7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述捏合的温度为110-120℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述接枝剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。
作为上述技术方案的优选，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂为羧酸钠、脂肪酸钠、脂肪酸和一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中所述挤出造粒的条件为D70mm挤出机，螺杆长径比为14:1，模口温度为110-120℃，机头温度为80-100℃，机身温度为70-90℃，螺杆温度为30-50℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述密闭空间为1m×1m×1m的正方体结构，材料由含硅酸盐系的光学玻璃组成，其厚度为2cm。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述密闭空间底部材料为黑色玻璃，其他面由透明凸透镜组成。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述水的量为硅烷交联聚乙烯电缆母料质量的1/3。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用凸透镜的聚光原理，并且利用黑色吸热的原理，对硅烷交联聚乙烯电缆料在光照下进行自然交联，与普通自然交联方法相比，该方法交联时间大大缩短，既节约了成本，又得到了性能更为优良的电缆料；
本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料交联度达80％以上，绝缘性能优异，机械性能好。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在110℃下捏合5min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在120℃下捏合3min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为110℃，机头温度为80℃，机身温度为70℃，螺杆温度为30℃的条件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过2天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例2
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在120℃下捏合10min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在150℃下捏合8min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为120℃，机头温度为100℃，机身温度为90℃，螺杆温度为50℃的条件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例3
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在112℃下捏合6min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在125℃下捏合4min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为112℃，机头温度为90℃，机身温度为75℃，螺杆温度为35℃的条件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过3天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例4
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在114℃下捏合7min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在130℃下捏合5min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为114℃，机头温度为90℃，机身温度为80℃，螺杆温度为40℃的条件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过4天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例5
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在116℃下捏合8min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在135℃下捏合5min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为116℃，机头温度为95℃，机身温度为85℃，螺杆温度为45℃的条件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过5天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例6
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在118℃下捏合9min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在140℃下捏合7min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为118℃，机头温度为98℃，机身温度为88℃，螺杆温度为48℃的条件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过6天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
将本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
从表1来看，本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料交联度高，绝缘性能好。

Claims (9)

1.一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，捏合5-10min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，捏合3-8min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过2-7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
2.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述捏合的温度为110-120℃。
3.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述接枝剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。
4.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰。
5.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述催化剂为羧酸钠、脂肪酸钠、脂肪酸和一种或多种混合。
6.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述挤出造粒的条件为D70mm挤出机，螺杆长径比为14:1，模口温度为110-120℃，机头温度为80-100℃，机身温度为70-90℃，螺杆温度为30-50℃。
7.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述密闭空间为1m×1m×1m的正方体结构，材料由含硅酸盐系的光学玻璃组成，其厚度为2cm。
8.如权利要求7所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述密闭空间底部材料为黑色玻璃，其他面由透明凸透镜组成。
9.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述水的量为硅烷交联聚乙烯电缆母料质量的1/3。
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