CN1092388C - 10kv级辐照交联电力电缆绝缘层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层及其制备方法，该绝缘层是以低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物为基料，在其中添加交联敏化剂、抗氧剂、辅助抗氧剂、抗静电剂和填料制备而成，其制备方法是将基料加入密炼机再加入交联剂混合后，加入其余物料混合，将共混体送入造粒机中造粒，然后将物料放入挤塑机中挤线后进行辐照即可，本发明的绝缘层耐高温、抗氧化老化能力强、绝缘性能和电性能、机械性能较好、可抑制放电破坏，其制备工艺简单、可靠。

Description

10KV级辐照交联电力电缆绝缘层及其制备方法
本发明涉及一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层及其制备方法。
众所周知，在我国传统的动力供电系统和高温等特定环境的电力供电系统中均采用油纸电力电缆，即用油浸纸包裹在导体表面进行绝缘，因而造成其绝缘性能差，耐温等级低、使用寿命短，因此国内逐渐采用聚氯乙烯全塑电力电缆代替原有的油纸电缆，但聚氯乙烯全塑电力电缆因其工作温度很低、介质损耗角正切较高，载流量低，易老化、易开裂等缺点，限制了它的使用。目前，国内外均采用交联电力电缆代替全塑电缆，交联方法主要有两种：化学交联和辐照交联，在国内较通用的电力电缆是化学交联聚乙烯电力电缆。如兰州化学工业公司1989年研制的用于化学交联的电力电缆料以高压低密度聚乙烯为基料，在其中添加二枯基过氧化物作为交联引发剂，添加4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基)苯酚作为抗氧剂，然后经化学变联，成缆工艺制成电力电缆；这种电力电缆因其绝缘层采用化学交联，使得添加剂反应不完全，造成杂质残留，因而其绝缘性能差，另外采用化学交联易出现水树，偏心、熔流现象，因而其电性能和机械性能较差，并且其工艺条件难以控制，使其进一步推广生产受到限制。国外七十年代辐射交联电线电缆已经产业化，用于辐射交联材料已达四十余种，我国八十年代中期开始，发展至今已拥有二十八条生产线，而用于交联的材料只有几种，远远满足不了市场对耐高压、高温及大载流量的材料的要求，据统计九五年进口辐射交联电缆十亿元，进口交联料七亿元。
本发明的目的是为了提供一种耐高温，抗氧化老化能力强，绝缘性能和电性能、机械性能较好可抑制放电破坏、制备工艺简单，可靠的10KV级辐照交联电力电缆绝缘层及其制备方法。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层是以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成，其原料重量配方组份为：低密度聚乙烯60-100份、线性低密度聚乙烯0-20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-40份、三烯丙基异腈脲酸酯0.5-2.5份、四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2-0.5份、硫代二丙酸双硬脂醇酯0.2-0.5份、HZ-1(杭州化工研究所产)0.1-0.5份、乙撑双硬脂酸酰胺0.5-2份。
一种制备10KV级辐照交联电力电缆绝缘层的方法：(1)将配方中的基料放入密炼机中，混合后，加入三烯丙基异腈脲酸酯使其混合，再加入其余原料混合，然后将共混体送入螺杆造粒机中，控制机体各段温度为140°-190℃；(2)将造粒物料再送入挤塑机挤线，控制挤塑机的1-7段温度分别为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃、180℃，(3)将挤线后的绝缘层进行辐照，其辐照剂量为12-14Mrad。
本发明的目的还可通过如下措施来实现：
10KV级辐照交联电力电缆绝缘层的原料配方中的三烯丙基异腈脲酸酯可用丁二酸二烯丙酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯。三甲基三丙烯酸三羟甲基丙烷酯代替，其重量配方组份不变，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯可用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯代替，其重量配方组份不变，硫代二丙酸双硬脂醇酯可用硫代二丙酸二月桂酯、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺代替，其重量配方组份不变。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、本发明的配方中以聚乙烯为基料，在其中添加四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯等类物料作为抗氧剂和硫代二丙酸双硬脂醇酯等类物料作为辅助抗氧剂，该两种抗氧剂产生协同效应，可使10KV级电缆的耐温等级提高至105℃；在150℃老化箱中，放置168小时，其抗张强度变化度为标准值的1/6左右，断裂伸长率变化率也仅为标准值的1/6左右。
2、本发明在配方中还加入三烯丙基异腈脲酸酯等类物料作为交联敏化剂，从而可大大降低辐照剂量。
3、本发明在配方中还加入抗静电剂HZ-1、可有效地抑制由于10KV电缆绝缘层加厚而产生的放电破坏效应；并且配方中乙烯-醋酸乙烯共聚物及新型的交联敏化剂丁二酸二炔丙酯都能有效地抑制放电破坏。
4、本发明的制备方法简单、稳定可靠。
本发明还将结合实施例作进一步详述：
实施例一：
一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层是以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成；其原料重量配方组份为：低密度聚乙烯100份、线性低密度聚乙烯10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、三烯丙基异腈脲酸酯2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份、硫代二丙酸双硬脂醇酯0.3份、HZ-10.4份、乙撑双硬脂酸酰胺2份。
其制备方法是：(1)将配方中的基料放入密炼机中混合，加入三烯丙基异腈脲酸酯使其混合，再加入其余原料混合，然后将共混体送入螺杆造粒机中，控制机体各段温度为140°-198℃，(2)将造粒物料再送入挤塑机挤线，控制挤塑机的1-7段温度分别为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃、180℃；(3)将挤线后的绝缘层进行辐照，其辐照剂量为12Mrad。
实施例二：
一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层是以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成；其原料重量配方组份为：低密度聚乙烯80份、线性低密度聚乙烯15份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、丁二酸二炔丙酯1份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.4份、硫代二丙酸二月桂酯0.4份、HZ-10.2份、乙撑双硬脂酸酰胺1份。
其制备方法与例一同，其辐照剂量为13Mrad。
实施例三：
一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层是以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成；其原料重量配方组份为：低密度聚乙烯70份、乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯0.5份、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯0.2、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺0.2份、HZ-10.3份、乙撑双硬脂酸酰胺0.5份。
其制备方法与例一同，其辐照剂量为14Mrad。
实施例四：
一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层是以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成；其原料重量配方组份为：低密度聚乙烯60份、线性低密度聚乙烯20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、三甲基三丙烯酸三羟甲基丙烷酯2.5份、2，2，4-三基-1，2-二氢化喹啉0.5、硫代二丙酸双硬脂醇酯0.5份、HZ-10.1份、乙撑双硬脂酸酰1.5份。
其制备方法与例一同，其辐照剂量为13Mrad。
实施例五：
一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层是以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成；其原料重量配方组份为：低密度聚乙烯90份、线性低密度聚乙烯5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物7份、三烯丙基异腈脲酸酯1.5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂0.35，硫代二丙酸双硬脂醇酯0.35份、HZ-10.5份、乙撑双硬脂酸酰1份。
其制备方法与例一同，其辐照剂量为12Mrad。

Claims (3)

1、一种10KV级辐照交联电力电缆绝缘层，其特征是该绝缘层以聚乙烯为基料，在其中添加各种添加剂制备而成；其原料重量配方组份为：
低密度聚乙烯          60-100     份线性低密度聚乙烯    0-20份
乙烯-醋酸乙烯共聚物   5-40份     三烯丙基异腈脲酸酯    0.5-2.5份
四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯        0.2-0.5份
硫代二丙酸双硬脂醇酯  0.2-0.5份  抗静电剂HZ-1          0.1-0.5份
乙撑双硬脂酸酰胺      0.5-2份。
2、如权利要求1所述的10KV级辐照交联电力电缆绝缘层，其特征是绝缘层原料配方中的三烯丙基异腈脲酸酯可用丁二酸二烯丙酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基三丙烯酸三羟甲基丙烷酯代替，其重量配方组份不变；四[β-(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯可用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯代替，其重量配方组份不变；硫代二丙酸双硬脂醇酯可用硫代二丙酸二月桂酯、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺代替，其重量配方组份不变。
3、一种制备权利要求1所述的10KV级辐照交联电力电缆绝缘层的方法，其特征是(1)将配方中的基料按权利要求1的配量添加入密炼机中混合，加入三烯丙基异腈脲酸酯使其合，再加入其余原料混合；然后将共混体送入螺杆造粒机中，控制机体各段温度为140°-190℃；(2)将造粒物料再送入挤塑机挤线，控制挤塑机的1-7段温度分别为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃、180℃；(3)将挤线后的绝缘层进行辐照，其辐照剂量为12-14Mrad。
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