CN106543515A - 一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电缆料技术领域，具体涉及一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法。所述适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的组分：聚乙烯树脂100份；高速挤出促进剂12-35份；润滑剂0.5-2.5份；抗氧剂0.3-0.8份；耐候母料1-3份。本发明还进一步提供了该适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料的制备方法。本发明提供的一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料具有非常好的挤出加工性能，特别是高速挤出时能够保证表面光滑细腻，可以在确保产品质量的前提下有效的提高电缆的生产效率，从而可以有效地扩展聚乙烯绝缘料的应用范围，减少进口电缆料的使用，节约成本，提高其在市场中的份量。

Description

一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆料技术领域，具体涉及一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法。
背景技术
电线电缆行业作为国民经济支柱行业之一的电力行业的配套行业，在国民经济中具有极其重要的作用和地位。聚乙烯电缆料因其质量轻、力学性能好、同时还具有非常良好的耐低温性能、良好的耐环境应力开裂性能、良好的加工性、优秀的电绝缘性能等突出性能特点，在电线电缆领域中有着非常广泛的应用。聚乙烯电缆料是电缆料中不可或缺的重要组成部分之一。
随着人们对聚乙烯电缆料的深入研究以及对电缆料性能指标的要求越来越提高，聚乙烯电缆料自身的结构特点所导致的一些与电缆的实际需求不匹配的情况逐渐的被指出和要求改进。特别是聚乙烯在作为绝缘料进行使用时，电缆的挤出表面效果不是很理想，特别是在高速甚至是超高速挤出小线时，则更加明显，许多电缆厂家为了确保生产效率纷纷选择进口电缆料，但是由于此种电缆料的特殊性，往往在价格上有非常大的被动性，企业利润也受到明显的影响，因此非常有必要开发一款能够高速挤出的聚乙烯绝缘料，以替代进口的电缆料，一方面可以提高企业的生产效率，同时也可以降低企业的运营成本，同时也可以提高我国电缆料企业的综合实力和竞争力。因此，有必要有针对性地对聚乙烯绝缘料做进一步的改进。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法。本发明通过选择合适的特种改性剂，从而使制备的适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料具有非常好的挤出加工性能，同时拥有非常不错的外观，完全可以用于替代进口电缆料。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供了一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的组分：
聚乙烯树脂 100份；高速挤出促进剂 12-35份；润滑剂 0.5-2.5份；抗氧剂 0.3-0.8份；耐候母料 1-3份。
优选的，所述高速挤出促进剂可以是12-30份；可以是20-30份；可以是15-35份。
优选的，所述润滑剂可以是0.5-2.5份；可以是0.6～2份；可以是1-2份；可以是1-1.5份。
优选的，所述抗氧剂可以是0.3-0.6份；可以是0.5-0.8份；可以是0.4-0.7份；可以是0.5～0.7份。
优选的，所述耐候母料可以是1-2份；可以是2-3份；可以是1-3份。
优选的，所述聚乙烯树脂的聚合度为1000～10000。
优选的，所述聚乙烯树脂选自高流动性聚乙烯树脂或低流动性聚乙烯树脂中的任意一种。
更优的，所述高流动性聚乙烯树脂的熔融指数≥2g/10min。更优选的，所述高流动性聚乙烯树脂的熔融指数为2g/10min～60g/10min。
更优的，所述低流动性聚乙烯树脂的熔融指数≤0.50g/10min。更优的，所述低流动性聚乙烯树脂的熔融指数0.05g/10min～0.50g/10min。
所述熔融指数均为采用熔体流动速率仪，在温度190℃，负重2.16KG的测试条件下测得。
优选的，所述高速挤出促进剂为特种高分子聚合物树脂。
更优的，所述特种高分子聚合物树脂选自超光滑聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚乙烯蜡或者超高流动性聚乙烯中的一种或多种的组合。
所述超光滑聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚乙烯蜡或者超高流动性聚乙烯的性能均达到材料的常规性能指标。
优选的，所述超光滑聚乙烯的聚合度为2000～20000。优选的，所述超光滑聚乙烯的静态摩擦系数≤0.50。更优选的，所述超光滑聚乙烯的静态摩擦系数为0.1～0.50。所述静态摩擦系数是采用静摩擦测试仪在常温条件下测得。
优选的，所述超低密度聚乙烯的聚合度为1000～10000。优选的，所述超低密度聚乙烯的密度为≤0.90g/cm3。更优选的，所述超低密度聚乙烯的密度为0.880g/cm3～0.90g/cm3。所述密度是采用密度计在常温条件下测得。
优选的，所述超高流动性聚乙烯的聚合度为2000～20000。优选的，所述超高流动性聚乙烯的熔融指数≥20g/10min。更优选的，所述超高流动性聚乙烯的熔融指数为20g/10min～60g/10min。所述熔融指数为采用熔体流动速率仪，在温度190℃，负重2.16KG的测试条件下测得。
优选的，所述聚乙烯蜡的MW范围为1000-5000。
优选的，所述润滑剂选自硬脂酸钙。
优选的，所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)或硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)中的任意一种。
优选的，所述耐候母料按重量百分比计，包括以下组分：
炭黑 40-50％；
载体 50-60％。
更优的，所述载体为聚乙烯树脂。优选的，所述聚乙烯树脂的聚合度为1000～10000。
最优的，所述聚乙烯树脂选自高流动性聚乙烯树脂或低流动性聚乙烯树脂中任意一种。所述高流动性聚乙烯树脂的熔融指数≥2g/10min。所述低流动性聚乙烯树脂的熔融指数≤0.50g/10min。更优选的，所述高流动性聚乙烯树脂的熔融指数为2g/10min～60g/10min。所述低流动性聚乙烯树脂的熔融指数0.05g/10min～0.50g/10min。所述熔融指数均为采用熔体流动速率仪，在温度190℃，负重2.16KG的测试条件下测得。
所述炭黑与载体混合均匀后，获得所述耐候母料。
本发明的第二方面，还进一步提供了一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料的制备方法，具体包括以下步骤：
1)将各组分按照配比放入高速混合机混合均匀；
2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。
优选的，步骤1)中，所述高速混合机的混合温度为25-75℃，混合时间为5-20min。
优选的，步骤1)中，所述高速混合的转速为100-1500rpm。
更优的，所述高速混合的转速为500-1000rpm。
优选的，步骤2)中，所述双螺杆挤出机为喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机。
优选的，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为145-205℃。
更优的，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段145-155℃，混料段160-185℃，挤出造粒段185-195℃，机头部分195-205℃。
更优的，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为155-200℃。
最优的，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段155℃，混料段180℃，挤出造粒段190℃，机头部分200℃。
优选的，步骤2)中，所述烘干温度为60-95℃。
优选的，步骤2)中，所述烘干时间为1-3小时。
本发明的第三方面，还提供了一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料在电线电缆制备中的用途。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
如上所述，本发明的一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法，通过使用特种高分子树脂改性，制备的可高速挤出聚乙烯绝缘料，具有非常好的挤出加工性能，可以在电缆进行高速挤出加工时，电缆表面光滑细腻，有效提高电缆的生产效率，可以完全替代进口电缆料，从而可以有效的降低成本，提高其在市场中的份量。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，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保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
以下实施例中使用的实验材料如下：
高流动性聚乙烯树脂、低流动性聚乙烯树脂、超光滑聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚乙烯蜡、超高流动性聚乙烯、硬脂酸钙、抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、炭黑均可以通过市场常规购买获得。
实施例1
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
将各组分按照所述配比选择原料，将称量准确的树脂和助剂在高速混合机中充分地混合后，在喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，所述双螺杆挤出机的挤出温度为145-205℃，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段145-155℃，混料段160-185℃，挤出造粒段185-195℃，机头部分195-205℃。造粒后干燥，所述烘干温度为60-95℃，所述烘干时间为1-3小时，即获得电缆用粒料。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
实施例2
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
将各组分按照所述配比选择原料，将称量准确的树脂和助剂在高速混合机中以500-1000rpm转速充分混合，所述高速混合机的混合温度为50℃，混合时间为15min。在喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，所述双螺杆挤出机的挤出温度为155-200℃，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段155℃，混料段180℃，挤出造粒段190℃，机头部分200℃。造粒后干燥，所述烘干温度为80℃，所述烘干时间为2小时，即获得电缆用粒料。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
实施例3
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
混合及挤出造粒等工艺同实施例1。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
实施例4
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
混合及挤出造粒等工艺同实施例1。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
实施例5
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
混合及挤出造粒等工艺同实施例1。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
实施例6
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
混合及挤出造粒等工艺同实施例1。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
对比例1
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
高流动性聚乙烯树脂(熔融指数10g/10min、聚合度5000) 100份；
润滑剂 硬脂酸钙 0.6份；
抗氧剂1010 1份。
按照上述相同方法，但是不添加特种改性剂和耐候母料，制备聚乙烯电缆料，作为对比例。混合及挤出造粒等工艺同实施例1。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
对比例2
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
低流动性聚乙烯树脂(熔融指数0.25g/10min、聚合度5000) 100份；
润滑剂 硬脂酸钙 2份；
抗氧剂DLTP 0.6份。
按照上述相同方法，但是不添加特种改性剂和耐候母料，，制备聚乙烯电缆料，作为对比例。混合及挤出造粒等工艺同实施例1。原料组分的组成及重量份配比如表1所示。
表1实施例1-6及对比例1-2中聚乙烯绝缘料的配方表
实施例7
将按照实施例1-6及对比例1-2中配比制得的聚乙烯绝缘料分别按照相关标准进行性能测试，所制备的绝缘料的相关性能结果见表2。
表2实施例1-6及对比例1-2制得绝缘料性能测试结果
测试项目 挤出速度(m/min) 表面光滑度 断裂伸长率(％)
实施例1 610 光滑细腻 640
实施例2 570 光滑细腻 650
实施例3 550 光滑细腻 630
实施例4 630 光滑细腻 640
实施例5 650 光滑细腻 620
实施例6 640 光滑细腻 680
对比例1 200 毛糙 340
对比例2 200 毛糙 350
由上表2可知，上述实施例1-6中制得的可高速挤出聚乙烯绝缘料与对比例1-2中聚乙烯绝缘料相比，在通过选用合适的改性剂进行挤出性能改性后，电缆的挤出加工性能得到了明显的改善，有了更快的加工速度和更光滑的表面，同时电缆料的力学性能没有出现明显的下降，保证了产品的质量和可靠性，通过采用改进后的聚乙烯绝缘料进行电缆绝缘的制备，可以使得所制备的电缆加工速度更快，提高生产效率，降低能耗和成本，减少进口电缆料的使用，非常有助于节约成本和增加效益。
综上所述，本发明中制得的一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料具有良好的加工性能，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的组分：
2.如权利要求1所述的聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述聚乙烯树脂选自高流动性聚乙烯树脂或低流动性聚乙烯树脂中的任意一种。
3.如权利要求1所述的聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述高速挤出促进剂为特种高分子聚合物树脂；所述特种高分子聚合物树脂选自超光滑聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚乙烯蜡或者超高流动性聚乙烯的一种或多种的组合。
4.如权利要求1所述的聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸钙；所述抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂DLTP中的任意一种。
5.如权利要求1所述的一种可高速挤出聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述耐候母料按重量百分比计，包括以下组分：
炭黑 40-50％；
载体 50-60％；
其中，所述载体为聚乙烯树脂。
6.如权利要求1-5任一所述的聚乙烯绝缘料的制备方法，具体包括以下步骤：
1)将各组分按照配比放入高速混合机混合均匀；
2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。
7.如权利要求6所述的聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述高速混合机的混合温度为25-75℃，混合时间为5-20min；所述高速混合的转速为100-1500rpm。
8.如权利要求6所述的聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为145-205℃。
9.如权利要求8所述的聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段145-155℃，混料段160-185℃，挤出造粒段185-195℃，机头部分195-205℃。
10.如权利要求1-5任一权利要求所述的适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料在电线电缆制备中的用途。
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