CN109370003A - 一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法 - Google Patents

一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯80～120份、交联剂1.0～1.5份、抗氧剂0.1～0.4份、助交联剂0.2～0.4份。本发明的化学交联聚乙烯绝缘料的交联剂含量低，但助交联剂的加入使绝缘料具有了高的交联度和良好的热延伸性能，降低了绝缘料产品成本；同时，绝缘料产品配方简单，产品交联剂含量低，抗焦烧性能优异，可降低绝缘料在生产和挤出电缆绝缘过程中产生预交联和老胶的风险，提高绝缘料挤出生产周期和生产效率，降低绝缘料和电缆生产的成本。

Description

一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法
技术领域
本发明涉及交联聚乙烯绝缘料技术领域，尤其涉及一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法。
背景技术
化学交联聚乙烯绝缘料因其具有良好的电性能和力学性能，被广泛使用在中高压电力电缆上。但在传统绝缘料的生产和使用过程中发现，为了保证绝缘料的高交联度，其交联剂含量高，导致交联剂分解产生预交联的风险提高，进而降低绝缘料生产周期和效率，增加绝缘料生产成本；同时，绝缘料中过多的交联剂使绝缘料配方成本增加，降低产品成本优势。而传统绝缘料在作为电力电缆的绝缘长时间生产挤出时，过多的交联剂分解可使绝缘产生预交联或老胶点，降低电缆绝缘挤出生产周期和生产效率，造成绝缘料挤出生产浪费大量的料、人工及水电，提高电缆生产成本；并导致电缆出现“鼓包”或绝缘击穿，使电缆被破坏或降低电缆使用寿命。为此，抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料被开发出来。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯80～120份、抗氧剂0.1～0.4份、交联剂1.0～1.5份、助交联剂0.2～0.4份。
优选的，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯80～100份、抗氧剂0.1～0.2份、交联剂1.0～1.25份、助交联剂0.3～0.4份。
优选的，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份、抗氧剂0.2份、交联剂1.25份、助交联剂0.3份。
优选的，助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。
优选的，低密度聚乙烯的熔体质量流动速率值为1.7～2.3g/10min，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂4,4＇-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚），交联剂为过氧化二异丙苯。
一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤，
S1，将按重量份数的低密度聚乙烯80～120份、抗氧剂0.1～0.4份，通过矢量称重喂料系统混合后加入双螺杆挤出机中，螺杆转速200rpm～400rpm，加料口温度45℃～75℃，双螺杆机身各段温度依次设定为80℃～90℃、85℃～95℃、95℃～105℃、95℃～110℃、100℃～110℃、95℃～110℃、95℃～105℃、90℃～105℃，混炼得到含抗氧剂的低密度聚乙烯树脂熔体；
S2，将按重量份数的交联剂1.0～1.5份和助交联剂0.2～0.4份熔融混合并搅拌，熔融温度45℃～80℃，将熔融的交联剂和助交联剂混合物，在双螺杆机身喷射注入至S1中的熔体，进行连续混炼得到绝缘料熔体；
S3，将S2中的绝缘料熔体连续加入至单螺杆造粒系统，进行水下造粒生产，单螺杆机身各区温度设定分别为90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120℃，绝缘料粒子经脱水及干燥后制备得到抗焦烧且高交联度的化学交联聚乙烯绝缘料产品。
本发明提出的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，通过添加少量助交联剂，减少交联剂使用量，可降低绝缘料在生产过程中产生的预交联，提高绝缘料生产周期和生产效率，降低绝缘料的产品成本和生产成本；同时，本发明的绝缘料交联剂含量低，可降低挤出电缆绝缘过程中产生预交联和老胶的风险，提高挤出电缆绝缘的生产周期和生产效率，降低电缆生产成本。而且，本发明还提出了一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，将S1中的熔体与交联剂1.0～1.5份和助交联剂0.2～0.4份熔融混炼后连续加入至单螺杆造粒系统，进行水下造粒生产。绝缘料粒子经脱水及干燥后制备得到。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
本发明提出的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯80份、抗氧剂0.15份、交联剂1.0份、助交联剂0.4份。
本发明提出的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤，
S1，将低密度聚乙烯80份、抗氧剂0.15份，通过矢量称重喂料系统混合后加入至双螺杆挤出机，螺杆转速200rpm，加料口温度45℃，双螺杆机身各段温度依次设定为90℃-95℃-105℃-110℃-110℃-105℃-105℃-100℃。混炼得到含抗氧剂的低密度聚乙烯树脂熔体；
S2，将交联剂1.0份和助交联剂0.4份熔融混合并搅拌，熔融温度45℃。将熔融的交联剂和助交联剂混合物喷射注入S1中的熔体，进行连续混炼得到绝缘料熔体；
S3，将S2中的绝缘料熔体连续加入至单螺杆造粒系统，进行水下切粒。单螺杆机身各区温度设定为100℃-110℃-120℃。经脱水及干燥后制得抗焦烧且高交联度的化学交联聚乙烯绝缘料产品。
实施例二
一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份、抗氧剂0.2份、交联剂1.25份、助交联剂0.3份。
一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤，
S1，将低密度聚乙烯100份、抗氧剂0.15份，通过矢量称重喂料系统混合后加入至双螺杆挤出机，螺杆转速300rpm，加料口温度60℃，双螺杆机身各段温度依次设定为85℃-90℃-100℃-105℃-105℃-105℃-100℃-95℃。混炼得到含抗氧剂的低密度聚乙烯树脂熔体；
S2，将交联剂1.25份和助交联剂0.3份熔融混合并搅拌，熔融温度60℃。将熔融的交联剂和助交联剂混合物喷射注入S1中的熔体，进行连续混炼得到绝缘料熔体；
S3，将S2中的绝缘料熔体连续加入至单螺杆造粒系统，进行水下切粒。单螺杆机身各区温度设定为95℃-105℃-115℃。经脱水及干燥后制得抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料产品。
实施例三
一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯120份、抗氧剂0.35份、交联剂1.5份、助交联剂0.2份。
一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤，
S1，将低密度聚乙烯120份、抗氧剂0.35份，通过矢量称重喂料系统混合后加入至双螺杆挤出机，螺杆转速400rpm，加料口温度75℃，双螺杆机身各段温度依次设定为80℃-85℃-95℃-95℃-100℃-95℃-95℃-90℃。混炼得到含抗氧剂的低密度聚乙烯树脂熔体；
S2，将交联剂1.5份和助交联剂0.2份熔融混合并搅拌，熔融温度75℃。将熔融的交联剂和助交联剂混合物喷射注入S1中的熔体，进行连续混炼得到绝缘料熔体；
S3，将S2中的绝缘料熔体连续加入至单螺杆造粒系统，进行水下切粒。单螺杆机身各区温度设定为90℃-100℃-110℃。绝缘料粒子经脱水及干燥后制得抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料产品。
本发明提出的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，通过添加少量助交联剂，减少交联剂使用量，可降低绝缘料在生产过程中产生的预交联，提高绝缘料生产周期和生产效率，降低绝缘料的产品成本和生产成本；同时，本发明的绝缘料交联剂含量低，可降低挤出电缆绝缘过程中产生预交联和老胶的风险，提高挤出电缆绝缘的生产周期和生产效率，降低电缆生产成本。而且，本发明还提出了一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，将S1中的熔体与交联剂1.0～1.5份和助交联剂0.2～0.4份熔融混炼后连续加入至单螺杆造粒系统，进行水下造粒生产。绝缘料粒子经脱水及干燥后制备得到抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯80～120份、抗氧剂0.1～0.4份、交联剂1.0～1.5份、助交联剂0.2～0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯80～100份、抗氧剂0.1～0.2份、交联剂1.0～1.25份、助交联剂0.3～0.4份。
3.根据权利要求1所述的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份、抗氧剂0.2份、交联剂1.25份、助交联剂0.3份。
4.根据权利要求1所述的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，低密度聚乙烯的熔体质量流动速率值为1.7～2.3g/10min，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂4,4＇-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚），交联剂为过氧化二异丙苯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种抗焦烧高交联度化学交联聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1，将按重量份数的低密度聚乙烯80～120份、抗氧剂0.1～0.4份，通过矢量称重喂料系统混合后加入双螺杆挤出机中，螺杆转速200rpm～400rpm，加料口温度45℃～75℃，双螺杆机身各段温度依次设定为80℃～90℃、85℃～95℃、95℃～105℃、95℃～110℃、100℃～110℃、95℃～110℃、95℃～105℃、90℃～105℃，混炼得到含抗氧剂的低密度聚乙烯树脂熔体；
S2，将按重量份数的交联剂1.0～1.5份和助交联剂0.2～0.4份熔融混合并搅拌，熔融温度45℃～80℃，将熔融的交联剂和助交联剂混合物，在双螺杆机身喷射注入至S1中的熔体，进行连续混炼得到绝缘料熔体；
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