CN106397913A - 一种耐电痕电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐电痕电缆料及其制备方法，其中耐电痕电缆料以质量百分比计，组成组分和各自含量为：低压聚乙烯40～45％，双峰中密度聚乙烯20～23％，茂金属聚乙烯3～5％，马来酸酐接枝聚乙烯3～5％，消痕剂25～30％以及抗氧助剂1～3％，各组分的质量百分比之和为100％，耐电痕电缆料的制备方法为挤出型塑料的制备工艺。本发明的优点是具有优秀的电气绝缘性能和耐热性能，材料的填充性好，消痕剂可以很好地分散，在材料生热及起电痕时能及时将电痕扑灭，同时具有较好的耐紫外线性能，能确保其在暴露环境中长期稳定运行。

Description

一种耐电痕电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆材料技术领域，特别是一种耐电痕电缆料及其制备方法。
背景技术
架空电缆通常用于大电流和高电压的电力传输，且架设于空旷的户外环境。这就要求应用于架空电缆具有运行的稳定性和长期性，架空电缆材料需要能适应户外的日光照射和雨淋。同时电缆在传输高电压，大电流时会产生较高的温度。温度升高会影响到材料的电气绝缘性，引起电缆绝缘的爬电起痕现象，进而导致电缆的击穿。这就要求材料在初期就能将电痕及时扑灭，减少爬电起痕的风险。同时材料还需要有较好的耐紫外线性能，以确保材料不会由于日光的照射导致劣化。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种耐电痕电缆料，能够解决架空电缆绝缘材料在正常工作时出现的爬电起痕问题以及耐候性能，适用于敷设在具有高压电场等恶劣环境的户外电缆。本发明的另一目的是提供一种制备该耐电痕电缆料的方法。
技术方案：为实现上述第一目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐电痕电缆料，包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯40～45％、双峰中密度聚乙烯20～23％、茂金属聚乙烯3～5％、马来酸酐接枝聚乙烯3～5％、消痕剂25～30％以及抗氧助剂1～3％，各组分的质量百分比之和为100％。
优选的，所述低压聚乙烯为密度0.942～0.950g/cm3。
优选的，所述双峰中密度聚乙烯熔融指数为0.1～0.3g/10min，密度为0.920～0.925g/cm3。
优选的，所述茂金属聚乙烯熔融指数为2～4g/10min，密度为0.85～0.89g/cm3。
优选的，所述马来酸酐接枝聚乙烯熔融指数为0.8～1.2g/10min。
优选的，所述消痕剂为水合法氢氧化镁，D50为1.0～2.0μm。
优选的，所述抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119共同混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的50～75％。
为实现上述第二目的，本发明还提供如下技术方案：
步骤1、按质量百分比称取各组分，将各组分投入高混机中，混合3～5min，使各组分混合均匀；
步骤2、将步骤1中混匀的原料放出后，投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，拉出料条后经过水槽冷却，切粒，干燥后包装。
其中，所述双螺杆挤出机的加热温度为：第一区170～175℃，第二区～第十区180～185℃，机头180～185℃。所述电缆料的制备中最终得到的电缆料为粒型，形状为圆柱体，长度为0.5cm，横截面直径为0.2～0.3cm。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：第一，本发明中基材树脂选择了低压聚乙烯、双峰聚乙烯配合使用，可以使得材料具有优秀的电气绝缘性能和耐热性能；第二，茂金属聚乙烯的使用可以很好的改善材料的可填充性，使得消痕剂可以很好地分散于聚合物中；第三，消痕剂的使用可以在材料生热，起电痕时能及时将电痕扑灭；第四，抗氧剂的加入可以有效的提高材料耐紫外线性能，确保电缆在暴露环境中长期稳定运行。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
一种耐电痕电缆料，包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯42％、双峰中密度聚乙烯21％、茂金属聚乙烯4％、马来酸酐接枝聚乙烯4％、消痕剂27.5％以及抗氧助剂1.5％，各组分的质量百分比之和为100％。
其中低压聚乙烯为密度0.945g/cm3，双峰中密度聚乙烯熔融指数为0.2g/10min、密度为0.923g/cm3，茂金属聚乙烯熔融指数为2.5g/10min、密度为0.87g/cm3，马来酸酐接枝聚乙烯熔融指数为0.9g/10min，水合法氢氧化镁平均粒径为1.2μm，抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119共同混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的50％。
制备上述耐电痕电缆料的方法具体为：
步骤1、按质量百分比称取各组分，将各组分投入高混机中，混合3～5min，使各组分混合均匀；
步骤2、将步骤1中混匀的原料放出后，投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，拉出料条后经过水槽冷却，切粒，干燥后包装。其中，双螺杆挤出机的加热温度为：第一区170～175℃，第二区～第十区180～185℃，机头180～185℃。电缆料的制备中最终得到的电缆料为粒型，形状为圆柱体，长度为0.5cm，横截面直径为0.2～0.3cm。
利用以上制得的电缆料进行电缆的挤出制作，具体为：将电缆料的制备中最终得到的粒型电缆料，通过电线电缆挤塑机，在一区160～170℃、二区170～180℃、三区180～185℃、四区180～185℃、机头180～190℃的温度下挤出，包覆在导体线芯上。
实施例1制备的产品进行相关测试实验，结果如表1所示。
表1.测试实验对比结果
由表1所示，实验项目中，实施例1产品能通过耐电痕化试验，同时具有较好的电气性能，耐日光老化试验也能满足变化率±25％的要求，高温卷绕试验和表面硬度测试证明该材料在保持很高的硬度的同时具有较强的韧性。
实施例2：
一种耐电痕电缆料，包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯43％、双峰中密度聚乙烯22％、茂金属聚乙烯3％、马来酸酐接枝聚乙烯3％、消痕剂26.5％以及抗氧助剂2.5％，各组分的质量百分比之和为100％。
其中低压聚乙烯为密度0.945g/cm3，双峰中密度聚乙烯熔融指数为0.2g/10min，密度为0.923g/cm3，茂金属聚乙烯熔融指数为2.5g/10min，密度为0.87g/cm3，马来酸酐接枝聚乙烯熔融指数为0.9g/10min，水合法氢氧化镁平均粒径为1.2μm，抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的50％。
利用实施例1中提供的制备方法制得产品，将实施例2制备的产品进行相关测试实验，结果如表2所示。
表2.测试实验对比结果
由表2所示，实验项目中，实施例2产品能通过耐电痕化试验，同时具有较好的电气性能，耐日光老化试验也能满足变化率±25％的要求，高温卷绕试验和表面硬度测试证明该材料在保持很高的硬度的同时具有较强的韧性。
实施例3：
一种耐电痕电缆料，包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯45％、双峰中密度聚乙烯20％、茂金属聚乙烯3％、马来酸酐接枝聚乙烯4％、消痕剂25％以及抗氧助剂3％，各组分的质量百分比之和为100％。
其中低压聚乙烯为密度0.945，双峰中密度聚乙烯熔融指数为0.2g/10min，密度为0.923g/cm3，茂金属聚乙烯熔融指数为2.5g/10min，密度为0.87g/cm3，马来酸酐接枝聚乙烯熔融指数为0.9g/10min，水合法氢氧化镁平均粒径为1.2μm，抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的50％。
利用实施例1中提供的制备方法制得产品，将实施例3制备的产品进行相关测试实验，结果如表3所示。
表3.测试实验对比结果
由表3所示，实验项目中，实施例3产品能通过耐电痕化试验，同时具有较好的电气性能，耐日光老化试验也能满足变化率±25％的要求，高温卷绕试验和表面硬度测试证明该材料在保持很高的硬度的同时具有较强的韧性。
实施例4：
一种耐电痕电缆料，包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯40％、双峰中密度聚乙烯22％、茂金属聚乙烯5％、马来酸酐接枝聚乙烯5％、消痕剂25.5％以及抗氧助剂2.5％，各组分的质量百分比之和为100％。
其中低压聚乙烯为密度0.950g/cm3，双峰中密度聚乙烯熔融指数为0.3g/10min、密度为0.925g/cm3，茂金属聚乙烯熔融指数为4g/10min、密度为0.89g/cm3，马来酸酐接枝聚乙烯熔融指数为1.2g/10min，水合法氢氧化镁平均粒径为2μm，抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的75％。
利用实施例1中提供的制备方法制得产品，将实施例4制备的产品进行相关测试实验，结果如表4所示。
表4.测试实验对比结果
由表4所示，实验项目中，实施例4产品能通过耐电痕化试验，同时具有较好的电气性能，耐日光老化试验也能满足变化率±25％的要求，高温卷绕试验和表面硬度测试证明该材料在保持很高的硬度的同时具有较强的韧性。
实施例5：
一种耐电痕电缆料，包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯40％、双峰中密度聚乙烯23％、茂金属聚乙烯3％、马来酸酐接枝聚乙烯3％、消痕剂30％以及抗氧助剂1％，各组分的质量百分比之和为100％。
其中低压聚乙烯为密度0.942g/cm3，双峰中密度聚乙烯熔融指数为0.1g/10min、密度为0.920g/cm3，茂金属聚乙烯熔融指数为2g/10min、密度为0.87g/cm3，马来酸酐接枝聚乙烯熔融指数为1.2g/10min，水合法氢氧化镁平均粒径为1.2μm，抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的50％。
利用实施例1中提供的制备方法制得产品，将实施例5制备的产品进行相关测试实验，结果如表5所示。
表5.测试实验对比结果
由表5所示，实验项目中，实施例5产品能通过耐电痕化试验，同时具有较好的电气性能，耐日光老化试验也能满足变化率±25％的要求，高温卷绕试验和表面硬度测试证明该材料在保持很高的硬度的同时具有较强的韧性。
以上实施例表明，该耐电痕电缆料具有良好的耐电痕化性能，能够极大地减少爬电起痕引起的电缆击穿，同时具有良好的电气性能和耐日光老化性能，具有高强度、高韧性，适用于作为户外的高压架空电缆。

Claims (10)

1.一种耐电痕电缆料，其特征在于包含按以下质量百分数配比的各组分：低压聚乙烯40～45％、双峰中密度聚乙烯20～23％、茂金属聚乙烯3～5％、马来酸酐接枝聚乙烯3～5％、消痕剂25～30％以及抗氧助剂1～3％、各组分的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种耐电痕电缆料，其特征在于：所述低压聚乙烯的密度为0.942～0.950g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种耐电痕电缆料，其特征在于：所述双峰中密度聚乙烯的熔融指数为0.1～0.3g/10min，密度为0.920～0.925g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种耐电痕电缆料，其特征在于：所述茂金属聚乙烯的熔融指数为2～4g/10min，密度为0.85～0.89g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种耐电痕电缆料，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚乙烯的熔融指数为0.8～1.2g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种耐电痕电缆料，其特征在于：所述消痕剂为水合法氢氧化镁，平均粒径为1.0～2.0μm。
7.根据权利要求1所述的一种耐电痕电缆料，其特征在于：所述抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与光稳定剂119混合制得，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯占所述抗氧助剂总质量的50～75％。
8.一种权利要求1所述的耐电痕电缆料的制备方法，其特征在于：具体为如下工艺：
步骤1、按质量百分比称取各组分，将各组分投入高混机中，混合3～5min，使各组分混合均匀；
步骤2、将步骤1中混匀的原料放出后，投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，拉出料条后经过水槽冷却、切粒、干燥后包装。
9.根据权利要求8所述的耐电痕电缆料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的加热温度为：第一区170～175℃，第二区～第十区180～185℃，机头180～185℃。
10.根据权利要求8所述的耐电痕电缆料的制备方法，其特征在于：所述电缆料的制备中最终得到的电缆料为粒型，形状为圆柱体，长度为0.5cm，横截面直径为0.2～0.3cm。
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