CN106916357A - 一种交联聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种交联聚乙烯电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交联聚乙烯电缆料及其制备方法，具体涉及电缆料领域，所述交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯45～75份、引发剂10～20份、接枝剂5～10份、低密度聚乙烯40～50份、催化剂3～10份、抗氧剂3～10份、中药混合粉末3～5份、凹凸棒石粉10～20份、水适量。上述组分分别通过捏合、混合造粒、交联等过程即可得到所述交联聚乙烯电缆料。本发明通过添加凹凸棒石粉提高交联聚乙烯电缆料的性能，增加其寿命；所述制备方法简单，设备需求低，适用性广。

Description

一种交联聚乙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆料技术领域，具体涉及一种交联聚乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
高压输电具有长距离、大容量、低损耗的优点，代表着当今输电技术的最高水平和发展趋势，日益受到世界各国的关注。国际上高压输电技术经历了从高压、超高压向特高压发展的历程和趋势。电线电缆是电力运输的关键部件，其中的绝缘材料是决定电缆耐压能力的关键因素之一。交联聚乙烯(XLPE)因具有优异的介电性能和良好的耐热型、加工性能而成为近年来高压电缆的主要绝缘材料。目前，国际上110～220kV电缆普遍使用XLPE绝缘，部分500kV级XLPE绝缘电缆线路也开始运行。
随着现代科学技术的发展，人们对电线电缆的质量要求越来越高，硅烷交联聚乙烯的出现，弥补了普通聚乙烯电线电缆的不足。硅烷交联聚乙烯电缆料能提高线路的传输容量、过载能力，且该材料在制造交联电线电缆时，与过氧化物交联和辐照交联相比，具有所需制造设备简单，操作方便，综合成本低等优点，作为低压电力电缆的绝缘材料目前在我国电线电缆行业中已成为低压交联电缆用绝缘的主导材料。
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。
凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石（attapulgite ）为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒石为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。 凹凸棒石耐侯性好，具有较强的耐酸碱性、耐腐蚀性和防霉性；绝热性好，耐高温，绝热，绝缘；环保性好，化学惰性，无污染，抑制微生物生长，吸收有毒挥发成分，绿色环保；凹凸棒石还具有一定的可塑性及粘结力。因此，凹凸棒石可作为添加剂，提高交联聚乙烯电缆料的性能。
发明内容
本发明提供了一种交联聚乙烯电缆料及其制备方法，通过添加凹凸棒石粉提高交联聚乙烯电缆料的性能，增加其寿命；所述制备方法简单，设备需求低，适用性广。
一种交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯45～75份、引发剂10～20份、接枝剂5～10份、低密度聚乙烯40～50份、催化剂3～10份、抗氧剂3～10份、中药混合粉末3～5份、凹凸棒石粉10～20份、水适量。
优选的，所述交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50～60份、引发剂12～15份、接枝剂7～8.7份、低密度聚乙烯42.3～48份、催化剂4.2～9.3份、抗氧剂5～7份、中药混合粉末3～5份、凹凸棒石粉12～16份、水适量。
优选的，所述交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯55份、引发剂14份、接枝剂7.5份、低密度聚乙烯45份、催化剂8份、抗氧剂6.6份、中药混合粉末4.5份、凹凸棒石粉13份、水适量。
优选的，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
优选的，所述中药混合粉末为艾叶、苍术、桑叶、金银花、黄岑其中的一种或多种的混合物。
优选的，所述中药粉末过100目筛。
优选的，所述凹凸棒石粉末过100目筛。
一种制备所述交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合8～15分钟，得到接枝聚乙烯母料；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合5～10分钟，得到催化剂聚乙烯母料；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，加入造粒机中造粒，得到交联聚乙烯电缆母料；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
优选的，所述捏合机的温度为115～160℃，所述造粒机的温度为90～100℃。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明配方合理，通过添加凹凸棒石粉，充分利用凹凸棒石的耐侯性好，增强所述交联聚乙烯电缆料的耐酸碱性、耐腐蚀性和防霉性；利用凹凸棒石的绝热性好，提高所述交联聚乙烯电缆料的耐高温性，绝热性，绝缘性；并且所述凹凸棒绿色无污染，可以抑制微生物的生长，充分延长了所述交联聚乙烯电缆料的寿命；本发明所述的配方中还含有中草药成分，更加有效的抑制了微生物的生长；所述制备方法简单，设备需求低，适用性广。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。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。
实施例1
本实施例所述的一种交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯45份、引发剂10份、接枝剂5份、低密度聚乙烯40份、催化剂3份、抗氧剂3份、中药混合粉末3份、凹凸棒石粉10份、水适量。
本实施例中，所述中药混合粉末为艾叶、苍术、桑叶、金银花、黄岑的混合物。
一种制备所述交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合机温度115℃，捏合8分钟，得到接枝聚乙烯母料；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合机温度115℃，捏合5分钟，得到催化剂聚乙烯母料；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，加入造粒机中造粒，造粒机温度为90℃，得到交联聚乙烯电缆母料，所述中药混合粉末和所述凹凸棒石粉均过100目筛；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
实施例2
本实施例所述的一种交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯75份、引发剂20份、接枝剂10份、低密度聚乙烯50份、催化剂10份、抗氧剂10份、中药混合粉末5份、凹凸棒石粉20份、水适量。
本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
所述中药混合粉末为艾叶、苍术的混合物。
一种制备所述交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合15分钟，得到接枝聚乙烯母料；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合10分钟，得到催化剂聚乙烯母料；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，加入造粒机中造粒，得到交联聚乙烯电缆母料；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
实施例3
本实施例所述的一种交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50份、引发剂12份、接枝剂7份、低密度聚乙烯42.3份、催化剂4.2份、抗氧剂5份、中药混合粉末3份、凹凸棒石粉12份、水适量。
本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合8～15分钟，得到接枝聚乙烯母料，所述捏合机的温度为160℃；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合5～10分钟，得到催化剂聚乙烯母料，所述捏合机的温度为160℃；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，所述中药混合粉末为艾叶、苍术、桑叶、金银花、黄岑的混合物，过100目筛，加入造粒机中造粒，所述造粒机的温度为100℃，得到交联聚乙烯电缆母料，所述中药混合粉末和所述凹凸棒石粉末均过100目筛；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
实施例4
本实施例所述的一种交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯60份、引发剂15份、接枝剂8.7份、低密度聚乙烯48份、催化剂9.3份、抗氧剂7份、中药混合粉末5份、凹凸棒石粉16份、水适量。
本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合15分钟，捏合机温度为135℃，得到接枝聚乙烯母料；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合10分钟，捏合机温度为135℃，得到催化剂聚乙烯母料；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，所述中药混合粉末和所述凹凸棒石粉末均过100目筛，加入造粒机中造粒，所述造粒机的温度为100℃，得到交联聚乙烯电缆母料，所述中药混合粉末为桑叶、金银花的混合粉末；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
实施例5
本实施例所述的一种交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯55份、引发剂14份、接枝剂7.5份、低密度聚乙烯45份、催化剂8份、抗氧剂6.6份、中药混合粉末4.5份、凹凸棒石粉13份、水适量。
本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
所述中药混合粉末为艾叶、苍术、桑叶、金银花、黄岑其中的一种或多种的混合物。
一种制备所述交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合15分钟，所述捏合机温度为160℃，得到接枝聚乙烯母料；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合10分钟，所述捏合机温度为160℃，得到催化剂聚乙烯母料；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，所述中药混合粉末为艾叶、苍术、桑叶、金银花、黄岑的混合物，加入造粒机中造粒，所述造粒机温度为100℃，得到交联聚乙烯电缆母料，所述中药混合粉末和所述凹凸棒石混合粉末均过100目筛；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
通过上述实施例可以看出，通过添加凹凸棒石粉提高交联聚乙烯电缆料的性能，增加其寿命；所述制备方法简单，设备需求低，适用性广。
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 (9)

1.一种交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯45～75份、引发剂10～20份、接枝剂5～10份、低密度聚乙烯40～50份、催化剂3～10份、抗氧剂3～10份、中药混合粉末3～5份、凹凸棒石粉10～20份、水适量。
2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50～60份、引发剂12～15份、接枝剂7～8.7份、低密度聚乙烯42.3～48份、催化剂4.2～9.3份、抗氧剂5～7份、中药混合粉末3～5份、凹凸棒石粉12～16份、水适量。
3.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯55份、引发剂14份、接枝剂7.5份、低密度聚乙烯45份、催化剂8份、抗氧剂6.6份、中药混合粉末4.5份、凹凸棒石粉13份、水适量。
4.根据根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
5.根据根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述中药混合粉末为艾叶、苍术、桑叶、金银花、黄岑其中的一种或多种的混合物。
6.根据根据权利要求5所述的交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述中药粉末过100目筛。
7.根据根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述凹凸棒石粉末过100目筛。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述的交联聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将所述高密度聚乙烯、引发剂、接枝剂混合均匀加入捏合机中，捏合8～15分钟，得到接枝聚乙烯母料；
（2）将所述低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂混合均匀后加入捏合机中，捏合5～10分钟，得到催化剂聚乙烯母料；
（3）将所述步骤（1）得到的接枝聚乙烯母料、所述步骤（2）得到的催化剂聚乙烯母料、凹凸棒石粉、中药混合粉末混合均匀，加入造粒机中造粒，得到交联聚乙烯电缆母料；
（4）将所述步骤（3）中得到的交联聚乙烯电缆母料放入90℃水浴中交联7～9小时，即可得到所述交联聚乙烯电缆料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述捏合机的温度为115～160℃，所述造粒机的温度为90～100℃。
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