CN105482231A - 一种用于抗水树电缆硅烷交联聚烯烃绝缘料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于抗水树电缆硅烷交联聚烯烃绝缘料。目的是提供的绝缘料应能在自然环境下交联并具有交联速度快、加工工艺简单、交联度高、耐温高、机械性能佳、抗水树性能好的特性。技术方案是：一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：90-97份的A料以及3-10份的B料；所述A料为基础树脂；所述B料包括1-20份的交联剂、0.50-10份的引发剂、1-5份的主抗氧剂、1-3份的辅抗氧剂。

Description

一种用于抗水树电缆硅烷交联聚烯烃绝缘料
技术领域
本发明涉及电线电缆料技术领域，具体是一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料。
背景技术
目前交联聚烯烃绝缘电缆料的交联方式主要有以下几种：化学交联、硅烷交联、辐照交联。由于聚乙烯本身具有优异的绝缘性能并且交联后的聚乙烯具有比较高的耐温性能，因此特别适合作为电缆的绝缘料。
早在上世纪60年代人们就发现塑料电缆绝缘层在电场和水的作用下其内部会产生树枝状放电通道，称为水树。水树会随着时间的发展继续生长，最终导致绝缘击穿，成为电缆早期损坏的重要原因。随着对水树研究广泛深入地持续进行，研究者采用了许多提高电缆长期寿命特性的方法，包括采用抗水树作用的绝缘材料、挤包半导电屏蔽、设计防水的电缆结构以及改进绝缘制造的工艺条件，研究者还提出了许多改进材料抗水树性能的方法，包括将与基体材料分子链有亲和作用的添加剂与聚合物材料混合以获得抗水树特性。然而，上述方法均未能取得较为理想的效果。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种用于抗水树电缆用硅烷交联聚烯烃绝缘料，该绝缘料应能在自然环境下交联并具有交联速度快、加工工艺简单、交联度高、耐温高、机械性能佳、抗水树性能好的特性。
本发明提供的技术方案是：一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：90-97份的A料以及3-10份的B料；所述A料为基础树脂；所述B料包括1-20份的交联剂、0.50-10份的引发剂、1-5份的主抗氧剂、1-3份的辅抗氧剂。
所述A料中的基础树脂为聚乙烯、马来酸酐接枝料、丙烯酸接枝料、EAA中的一种或者两种以上任意比例的混合。
所述B料中的交联剂为乙烯基硅烷；所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷；二苯基乙烯基乙氧基硅烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷中的一种或者两种以上任意比例的混合。
所述B料中的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧乙酸叔丁酯、过氧化二枯基、过氧化乙酰磺酸环己烷、叔戊基过氧化氢、过氧化二月桂酰二－(2－叔丁基过氧异丙基)苯中的一种或多种任意比例的混合。
所述B料中主抗氧剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、抗氧剂TNPP、抗氧剂LA、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,6-二叔丁基对甲酚、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、CHEMNOXB225、CHEMNOXB900、CHEMNOXB561、2,4,6-三叔丁基苯酚、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷中的一种或多种任意比例的混合；
所述抗氧剂LA为6-叔丁基-2,4-二甲酚或2-叔丁基-4,6-二甲酚。
所述B料中的辅抗氧剂为抗氧剂T502A、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N’-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、抗氧剂1135中的一种或多种任意比例的混合；
所述抗氧剂1135为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、硫代二丙酸二硬脂酸酯、硫代二丙酸双月桂酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯、亚磷酸双酚A中的一种或多种任意比例的混合。
所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或多种任意比例的混合。
所述马来酸酐接枝料为POE-g-MAH、LDPE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、HDPE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种任意比例的混合。
所述丙烯酸接枝料为POE-g-AA、LDPE-g-AA、LLDPE-g-AA、HDPE-g-AA、PP-g-AA中的一种或多种任意比例的混合。
所述EAA为乙烯丙烯酸共聚物，AA含量为5-20％，融指为1-50g/10min。
本发明的有益效果是：
由于PE硅烷交联剂需要加入路易斯酸作为催化剂，本发明直接省去另加H+媒介作催化媒介，直接选用带有H+性的基础树脂，且该类树脂极性强，可提高树脂极性；由于所选树脂极性高，使得反应速度快，选用长径比在20:1的螺杆生产线缆即可，不仅能提高生产效率，而且可以减少物料在螺杆内的停留时间，保证物料有足够的稳定时间；同时该树脂的加入,使得水不宜积聚在一起，降低了水树枝的生长速度，大大延长电缆的使用寿命；因此，本发明具有较强的抗水树性能，较好的介电性能和适用性，有效避免电缆使用过程中添加剂的析出的问题。
附图说明
图1为水树培养试验示意图。
具体实施方式
以下对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
以下实施例中，LDPE为低密度聚乙烯，HDPE为高密度聚乙烯，LDPE-g-MAH为马来酸酐接枝低密度聚乙烯，POE-g-MAH为马来酸酐接枝乙烯和丁烯的高聚物，POE-g-AA为丙烯酸接枝乙烯和丁烯的高聚物，HDPE-g-MAH为马来酸酐接枝高密度聚乙烯，LDPE-g-AA为丙烯酸接枝低密度聚乙烯，EVA-g-MAH为马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物，EVA-g-AA丙烯酸接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物，抗氧剂LA为6-叔丁基-2,4-二甲酚或2-叔丁基-4,6-二甲酚，抗氧剂TNPP为亚磷酸三壬基苯酯，抗氧剂1135为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯，抗氧剂T502A为2，6-二叔丁基混合酚。
需要说明的是：本发明中，A料中的重量份不同于B料中的重量份；A料中的重量份仅限于限定A料中各成分的重量比例，B料中的重量份也仅限于限定B料中各成分的重量比例。
实施例1
一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：
A料
LDPE100份
LDPE-g-MAH45份
B料
A料与B料的重量份比例为95:5。
实施例2
一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：
A料
LDPE90份
EVA-g-AA30份
B料
A料与B料的重量份比例为96:4。
实施例3
一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：A料
HDPE90份
EVA-g-MAH40份
B料
A料与B料的重量份比例为95:5。
实施例4
一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：A料
LDPE80份
POE-g-AA50份
B料
A料与B料的重量份比例为95:5。
实施例5
一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：A料
LLDPE80份
POE-g-AA50份
B料
A料与B料的重量份比例为95:5。
实施例6
一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：
A料
LDPE100份
EVA-g-MAH50份
B料
A料与B料的重量份比例为90:10。
表1常规交联聚乙烯绝缘料的性能值
表2本发明实施例1-6的新型交联聚烯烃绝缘料的性能值(测量方法同表1)
由上表数据可以看出，实施例1-6所得各个材料的性能完全符合JB/T10437-2004《电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料》中的YJ-10的要求，且放线表面光洁，做线缆的交联程度(凝胶含量)均在80％以上，耐温性、机械性能佳，具有明显的抗水树效果,水树长度和普通电缆料相比降低约60％，可完全满足市场需求。
由图1为水树培养试验示意图(高压端接高频高压正弦波电源)可知：水树枝长度与电压和电波频率高低、环境温度以及电介质-氯化钠水溶液浓度等因素有关。

Claims (10)

1.一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，包括以下重量份的原料：90-97份的A料以及3-10份的B料；所述A料为基础树脂；所述B料包括1-20份的交联剂、0.50-10份的引发剂、1-5份的主抗氧剂、1-3份的辅抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述A料中的基础树脂为聚乙烯、马来酸酐接枝料、丙烯酸接枝料、EAA中的一种或者两种以上任意比例的混合。
3.根据权利要求2所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述B料中的交联剂为乙烯基硅烷；所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷、二苯基乙烯基乙氧基硅烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷中的一种或者两种以上任意比例的混合。
4.根据权利要求3所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述B料中的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧乙酸叔丁酯、过氧化二枯基、过氧化乙酰磺酸环己烷、叔戊基过氧化氢、过氧化二月桂酰二－(2－叔丁基过氧异丙基)苯中的一种或多种任意比例的混合。
5.根据权利要求4所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述B料中主抗氧剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、抗氧剂TNPP、抗氧剂LA、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,6-二叔丁基对甲酚、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、CHEMNOXB225、CHEMNOXB900、CHEMNOXB561、2,4,6-三叔丁基苯酚、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷中的一种或多种任意比例的混合；
所述抗氧剂LA为6-叔丁基-2,4-二甲酚或2-叔丁基-4,6-二甲酚。
6.根据权利要求5所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述B料中的辅抗氧剂为抗氧剂T502A、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N’-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、抗氧剂1135中的一种或多种任意比例的混合；
所述抗氧剂1135为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、硫代二丙酸二硬脂酸酯、硫代二丙酸双月桂酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯、亚磷酸双酚A中的一种或多种任意比例的混合。
7.根据权利要求6所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或多种任意比例的混合。
8.根据权利要求7所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述马来酸酐接枝料为POE-g-MAH、LDPE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、HDPE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种任意比例的混合。
9.根据权利要求8所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述丙烯酸接枝料为POE-g-AA、LDPE-g-AA、LLDPE-g-AA、HDPE-g-AA、PP-g-AA中的一种或多种任意比例的混合。
10.根据权利要求9所述的一种用于抗水树电缆的硅烷交联聚烯烃绝缘料，其特征在于：所述EAA为乙烯丙烯酸共聚物，AA含量为5-20％，融指为1-50g/10min。
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