CN106467631A - 一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法，本发明的目的是为了解决国产原材料在生产超高压电缆料过程中成品率较低、电缆出胶量不稳定的问题。本发明是通过在原材料重塑化过程中加入抗氧剂、液体分散剂和防焦剂，挤出造粒后再采用后吸收的方法加入交联剂，随后出来的成品经过金属分离器，杂质分离器来实现的。本发明生产出的产品，可用于超高压生产的成品率达到95％以上。

Description

一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及电缆及其制备领域，具体涉及一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法。
背景技术
2010年以前，超高压化学交联绝缘材料，由于在制作过程中需要保证非常高的洁净度，而国内的厂家很难达到其要求，因此该产品一直被国外厂家所垄断，近些年，随着电缆行业的发展，国内一些电缆和电缆料厂家已开始着手生产超高压电缆料等产品，但在生产过程中，由于材料和设备本身的问题，制作出可满足要求的绝缘料成品率只有50～60％，并且国产化的该种产品在使用过程中，会经常出现电缆外径波动的情况，影响电缆成品的质量；上述两种问题，已成为超高压绝缘材料国产化的重大障碍，目前急需解决。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有超高压绝缘材料成品率低和超高压电缆生产时线径不稳的问题而提供一种超高压电缆用绝缘材料。
本发明的目的之二在于提供上述超高压电缆用绝缘材料的制备方法。
作为本发明的第一方面的超高压电缆用绝缘材料，其由如下重量份数的各组分制备而成：
优选的，所述低密度聚乙烯为扬子巴斯夫的2220HEC、燕山石化的DJ200A中的一种，其在生产完毕后的运输过程中需采用内附滤膜的密闭罐车进行运送，保证无杂质混入。原材料的洁净程度是超高压绝缘材料生产的必要条件，材料洁净程度的好坏直接决定了成品的合格率，因此在石化厂家生产的过程中，需全程使用自动化生产，避免人工接触。
优选的，所述液体抗氧剂为300抗氧剂、1010抗氧剂、618抗氧剂及168抗氧剂中的一种或任意两种以上的混合。和中压绝缘料选择粉体抗氧剂不同，液体抗氧剂可更好的分散在颗粒表面。
优选的，所述液体分散剂为KH550、A-172、A-174中的一种或任意两种以上的混合液体分散剂的加入是为了使防焦剂可以更加均匀的分散到物料中，使物料整体都具有一定的防焦烧作用。
优选的，所述防焦剂为分子量超过2500的聚乙烯蜡、PPA、MD-1024中的一种或任意两种以上的混合。防焦剂的加入可预防物料在加工过程中出现过度交联的情况，保证产品的合格率。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、三异氰酸酯中的一种或任意两种以上的混合。
作为本发明第二方面的超高压电缆用绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：
A：将液体分散剂和防焦剂按照1:5至1:20的比例倒入液体搅拌机中进行混合，温度为50～100℃，混合时间为5至10分钟，直至混合后液体澄清无沉淀得到第一预混剂；加工前，对两种助剂的预混是为了在加工过程中可以更快速度的分散到塑化物料中；
B:将密闭罐车中的低密度聚乙烯通过真空吸料的方式吸入到储料仓中，随后按照配方中配比将低密度聚乙烯物料放入到往复式机组中，该往复式机组拥有16个机筒，每个机筒都有不同的螺纹排列组合，前四个为输送组合，五至八为混炼组合，第九个为第一预混剂输送、加入区，第十至十三为混炼组合，十四至十六为输送、切粒和液体抗氧剂喷雾区；低密度聚乙烯通过前四个机筒输送至第五机筒，然后经过第五至第八机筒进行第一次混炼后，送入第九机筒；在第九机筒加入步骤(A)制备的第一预混剂后，再进入第十至第十三机筒进行第二次混炼，经过第二次混炼后再送入第十四机筒至第十六机筒进行切粒形成颗粒物料同时在颗粒物料表面喷液体抗氧剂；喷有液体抗氧剂的颗粒物料经过风冷和气体输送装置输送到中间料仓中；该步骤中液体分散剂和防焦剂加入后，会在随后的混炼组合中进行剪切分散，达到快速均匀的目的；而切粒后使用喷雾抗氧剂的方法，可以使适量的抗氧剂包覆住每颗粒子的表面，保证后吸收时交联剂不会过多的进入粒子内部，导致过量交联的情况发生，从而保证电缆挤出时的工艺稳定性。
C:将中间料仓的物料按照比例倒入转鼓中，同时通过液体失重称，在转鼓中加入交联剂，进行转动混合，混合时间80分钟，随后静置30分钟；后吸收的方法可使物料在更加均匀的温度条件下对交联剂进行吸收，进一步保证分散性。
D:将静置后的物料放入到成品料仓中，随后进行打包，在管道运输过程中通过金属分离器和杂质分离器，保证产品的洁净程度。金属分离器和杂质分离器是物料洁净程度的最后一道保障，同时也可准确检测出该种工艺和配方下物料的成品率。
由于采用了如上的技术方案，本发明解决了现有超高压绝缘材料成品率低和超高压电缆生产时线径不稳的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了解决现有的国产超高压电缆绝缘料存在成品合格率小，电缆挤出工艺不稳定的问题。本发明通过对材料中加入分散剂和防焦剂的方法，来保证产品不会出现过度交联的情况，从而保证成品的产出率；同时，对该种绝缘材料的生产工艺进行改进，采用切粒后喷雾式加入抗氧剂的方法来控制交联剂后吸收时的份量，从而达到稳定电缆工艺的目的；由此形成的技术方案及重量份数配方组成是：
由此形成的技术方案及生产方法是：
A：将液体分散剂和防焦剂按照1:5至1:20的比例倒入液体搅拌机中进行混合，温度为50～100℃，混合时间为5至10分钟，直至混合后液体澄清无沉淀得到第一预混剂；
B:将密闭罐车中的低密度聚乙烯通过真空吸料的方式吸入到储料仓中，随后按照配方中配比将低密度聚乙烯物料放入到往复式机组中，该往复式机组拥有16个机筒，每个机筒都有不同的螺纹排列组合，前四个为输送组合，五至八为混炼组合，第九个为第一预混剂输送、加入区，第十至十三为混炼组合，十四至十六为输送、切粒和液体抗氧剂喷雾区；低密度聚乙烯通过前四个机筒输送至第五机筒，然后经过第五至第八机筒进行第一次混炼后，送入第九机筒；在第九机筒加入步骤(A)制备的第一预混剂后，再进入第十至第十三机筒进行第二次混炼，经过第二次混炼后再送入第十四机筒至第十六机筒进行切粒形成颗粒物料同时在颗粒物料表面喷液体抗氧剂；喷有液体抗氧剂的颗粒物料经过风冷和气体输送装置输送到中间料仓中；
C:将中间料仓的物料按照比例倒入转鼓中，同时通过液体失重称，在转鼓中加入交联剂，进行转动混合，混合时间80分钟，随后静置30分钟；
D:将静置后的物料放入到成品料仓中，随后进行打包，在管道运输过程中通过金属分离器和杂质分离器，保证产品的洁净程度。
实施例1
本实施例涉及一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法，包含的原料成分及重量份如下：
由此形成的技术方案及生产方法是：
A：将A-172和PE蜡(分子量为2500以上)倒入液体搅拌机中进行混合，温度为50～100℃，混合时间为5至10分钟，直至混合后液体澄清无沉淀得到第一预混剂；
B:将300抗氧剂和618抗氧剂混合得到混合液体抗氧剂；
C:将密闭罐车中的222OHEC通过真空吸料的方式吸入到储料仓中，随后按照配方中配比将222OHEC放入到往复式机组中，该往复式机组拥有16个机筒，每个机筒都有不同的螺纹排列组合，前四个为输送组合，五至八为混炼组合，第九个为第一预混剂输送、加入区，第十至十三为混炼组合，十四至十六为输送、切粒和液体抗氧剂喷雾区；低密度聚乙烯通过前四个机筒输送至第五机筒，然后经过第五至第八机筒进行第一次混炼后，送入第九机筒；在第九机筒加入步骤(1)制备的第一预混剂后，再进入第十至第十三机筒进行第二次混炼，经过第二次混炼后再送入第十四机筒至第十六机筒进行切粒形成颗粒物料同时在颗粒物料表面喷混合液体抗氧剂；喷有混合液体抗氧剂的颗粒物料经过风冷和气体输送装置输送到中间料仓中；
D:将中间料仓的物料按照比例倒入转鼓中，同时通过液体失重称在转鼓中加入过氧化二异丙苯，进行转动混合，混合时间80分钟，随后静置30分钟；
E:将静置后的物料放入到成品料仓中，随后进行打包，在管道运输过程中通过金属分离器和杂质分离器，保证产品的洁净程度。
实施例2
本实施例涉及一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法，包含的原料成分及重量份如下：
由此形成的技术方案及生产方法是：
A：将KH550、A-174和PPA()倒入液体搅拌机中进行混合，温度为50～100℃，混合时间为5至10分钟，直至混合后液体澄清无沉淀第一预混剂；
B:将密闭罐车中的DJ200A通过真空吸料的方式吸入到储料仓中，随后按照配方中配比将DJ200A放入到往复式机组中，该往复式机组拥有16个机筒，每个机筒都有不同的螺纹排列组合，前四个为输送组合，五至八为混炼组合，第九个为第一预混剂输送、加入区，第十至十三为混炼组合，十四至十六为输送、切粒和液体抗氧剂喷雾区；低密度聚乙烯通过前四个机筒输送至第五机筒，然后经过第五至第八机筒进行第一次混炼后，送入第九机筒；在第九机筒加入步骤(A)制备的第一预混剂后，再进入第十至第十三机筒进行第二次混炼，经过第二次混炼后再送入第十四机筒至第十六机筒进行切粒形成颗粒物料同时在颗粒物料表面喷1010抗氧剂；喷有1010抗氧剂的颗粒物料经过风冷和气体输送装置输送到中间料仓中；
C:将中间料仓的物料按照比例倒入转鼓中，同时通过液体失重称在转鼓中加入过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰，进行转动混合，混合时间80分钟，随后静置30分钟；
D:将静置后的物料放入到成品料仓中，随后进行打包，在管道运输过程中通过金属分离器和杂质分离器，保证产品的洁净程度。
实施例3
本实施例涉及一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法，包含的原料成分及重量份如下：
由此形成的技术方案及生产方法是：
A：将A-174和MD-1024倒入液体搅拌机中进行混合，温度为50～100℃，混合时间为5至10分钟，直至混合后液体澄清无沉淀；
B:将密闭罐车中的DJ200A通过真空吸料的方式吸入到储料仓中，随后按照配方中配比将DJ200A放入到往复式机组中，该往复式机组拥有16个机筒，每个机筒都有不同的螺纹排列组合，前四个为输送组合，五至八为混炼组合，第九个为第一预混剂输送、加入区，第十至十三为混炼组合，十四至十六为输送、切粒和液体抗氧剂喷雾区；低密度聚乙烯通过前四个机筒输送至第五机筒，然后经过第五至第八机筒进行第一次混炼后，送入第九机筒；在第九机筒加入步骤(A)制备的第一预混剂后，再进入第十至第十三机筒进行第二次混炼，经过第二次混炼后再送入第十四机筒至第十六机筒进行切粒形成颗粒物料同时在颗粒物料表面喷168抗氧剂；喷有168抗氧剂的颗粒物料经过风冷和气体输送装置输送到中间料仓中；
C:将中间料仓的物料按照比例倒入转鼓中，同时通过液体失重称在转鼓中加入三异氰酸酯，进行转动混合，混合时间80分钟，随后静置30分钟；
D:将静置后的物料放入到成品料仓中，随后进行打包，在管道运输过程中通过金属分离器和杂质分离器，保证产品的洁净程度。
对比例
该对比例为国内现有配方和工艺生产出的成品电缆料与实施例在相同的加工条件下生产出的成品电缆依据GB/T11017-2014的相关要求进行测试，测试结果见表1
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
成品一次合格率 92％ 91.7％ 93％ 60％
电缆挤出电流波动 ±2A ±3A ±1.5A ±8A
机械性能 OK OK OK OK
电气性能 OK OK OK OK
由上表可以看出，在满足基础性能的前提下，采用该种配方和工艺方法生产出的成品，其一次合格率和电缆挤出平稳度，均好于现有国产超高压电缆料
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.超高压电缆用绝缘材料，其特征在于，由如下重量份数的各组分制备而成：
2.如权利要求1所述的超高压电缆用绝缘材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯为扬子巴斯夫的2220HEC、燕山石化的DJ200A中的一种，其在生产完毕后的运输过程中需采用内附滤膜的密闭罐车进行运送，保证无杂质混入。
3.如权利要求1所述的超高压电缆用绝缘材料，其特征在于，所述液体抗氧剂为300抗氧剂、1010抗氧剂、618抗氧剂及168抗氧剂中的一种或任意两种以上的混合。
4.如权利要求1所述的超高压电缆用绝缘材料，其特征在于，所述液体分散剂为KH550、A-172、A-174中的一种或任意两种以上的混合几种。
5.如权利要求1所述的超高压电缆用绝缘材料，其特征在于，所述防焦剂为分子量超过2500的聚乙烯蜡、PPA、MD-1024中的一种或任意两种以上的混合。
6.如权利要求1所述的超高压电缆用绝缘材料，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、三异氰酸酯中的一种或任意两种以上的混合。
7.如权利要求1至6任一项权利要求所述的超高压电缆用绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A：将液体分散剂和防焦剂按照1:5至1:20的比例倒入液体搅拌机中进行混合，温度为50～100℃，混合时间为5至10分钟，直至混合后液体澄清无沉淀得到第一预混剂；加工前，对两种助剂的预混是为了在加工过程中可以更快速度的分散到塑化物料中；
B:将密闭罐车中的低密度聚乙烯通过真空吸料的方式吸入到储料仓中，随后按照配方中配比将低密度聚乙烯物料放入到往复式机组中，该往复式机组拥有16个机筒，每个机筒都有不同的螺纹排列组合，前四个为输送组合，五至八为混炼组合，第九个为第一预混剂输送、加入区，第十至十三为混炼组合，十四至十六为输送、切粒和液体抗氧剂喷雾区；低密度聚乙烯通过前四个机筒输送至第五机筒，然后经过第五至第八机筒进行第一次混炼后，送入第九机筒；在第九机筒加入步骤(A)制备的第一预混剂后，再进入第十至第十三机筒进行第二次混炼，经过第二次混炼后再送入第十四机筒至第十六机筒进行切粒形成颗粒物料同时在颗粒物料表面喷液体抗氧剂；喷有液体抗氧剂的颗粒物料经过风冷和气体输送装置输送到中间料仓中；该步骤中液体分散剂和防焦剂加入后，会在随后的混炼组合中进行剪切分散，达到快速均匀的目的；而切粒后使用喷雾抗氧剂的方法，可以使适量的抗氧剂包覆住每颗粒子的表面，保证后吸收时交联剂不会过多的进入粒子内部，导致过量交联的情况发生，从而保证电缆挤出时的工艺稳定性。
C:将中间料仓的物料按照比例倒入转鼓中，同时通过液体失重称，在转鼓中加入交联剂，进行转动混合，混合时间80分钟，随后静置30分钟；后吸收的方法可使物料在更加均匀的温度条件下对交联剂进行吸收，进一步保证分散性。
D:将静置后的物料放入到成品料仓中，随后进行打包，在管道运输过程中通过金属分离器和杂质分离器，保证产品的洁净程度。金属分离器和杂质分离器是物料洁净程度的最后一道保障，同时也可准确检测出该种工艺和配方下物料的成品率。
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