CN110172204B - 一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法，包括以下重量份的原料组分：聚乙烯树脂35‑40份；相容剂10‑15份；炭黑母料3‑5份；阻燃剂40‑45份；抗氧剂0.8‑1.0份；润滑剂0.8‑1.0份。与现有技术相比，本发明所提供的高压电缆用阻燃聚乙烯电缆料不仅具有优异的阻燃性，而且可以满足在浸水条件下绝缘电阻下降不超过一个数量级进行长期运行。

Description

一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆料技术领域，特别是涉及一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法。
背景技术
外护层位于电缆最外层，具有一定的绝缘和保护作用，绝缘电阻是衡量绝缘状态的重要参数。处于防火的考虑，变电站的高压出线电缆的第一段(变电站至站外第一个工井段)采用B类阻燃电缆，在运行过程中，由于地下水位高，该段阻燃电缆在工井内将不可避免会浸水运行。电力检修公司在日常维护中发现，高压阻燃聚乙烯电缆外护套的电性能在刚投运时性能完全符合要求，但是如果浸水运行后，即使运行时间仅有一到两年，阻燃聚乙烯外护套的绝缘电阻急剧下降，个别电缆的外护层绝缘电阻甚至为零，存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于高压电缆时不仅可以满足成束B类的阻燃要求，而且可以满足长时间浸水运行而保持绝缘电阻下降不超过一个次方的耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
Figure BDA0002082474510000011
进一步地，所述的聚乙烯树脂为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为0.15-0.35g/10min，密度为0.918-0.928g/cm3。
进一步地，所述的相容剂为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯，接枝率为 0.7～1.0％。
进一步地，所述的炭黑母料按重量百分比计，包括以下组分：
炭黑 40-50％；
载体 50-60％。
进一步地，所述的载体为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为(18-25)g/10min，熔点为120℃～130℃，拉伸断裂强度大于或等于12Mpa。
进一步地，所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷，三氧化二锑或氢氧化镁中的一种或几种。优选：十溴二苯乙烷，三氧化二锑和氢氧化镁按质量比(1～5)：(1～3)：(3～5) 混合。
进一步地，所述的抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚中的一种或几种。优选：质量比为1:1的硫代二丙酸双月桂酯和多元受阻酚的混合物。
进一步地，所述的润滑剂为PE蜡。
一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将各组分按照配比放入高速混合机中混合均匀，混合温度为65℃-75℃；
2)将步骤1)中所得物料放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干。
优选的，所述步骤1)中，混合时间为10min-15min，所述高速混合机的转速为200rpm-1500rpm，进一步优选的，所述高速混合的转速为600rpm-1200rpm。
优选的，所述步骤2)中，双螺杆挤出机为喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机，双螺杆挤出机的挤出温度为145℃-190℃，进一步优选的，双螺杆挤出机的温度设置为：加料段145℃-150℃，混料段155℃-175℃，挤出造粒段180℃-190℃，机头部分170℃-180℃。
优选的，所述步骤2中，烘干温度为70℃-85℃，烘干时间为1-2小时。
本申请中所述的高压电缆是指110KV及以上的电力电缆。
与现有技术相比，本发明目的是制备一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料及制备方法，该电缆料用于高压电缆时不仅可以满足成束B类的阻燃要求，而且可以满足长时间(40天40℃浸水)浸水运行而保持绝缘电阻下降不超过一个次方。
具体实施方式
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
实施例1
一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其原料组分和重量份如下：
Figure BDA0002082474510000031
其中，所述聚乙烯树脂为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为0.15-0.35g/10min，密度为0.918-0.928g/cm3；
所述相容剂为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯，接枝率为0.7～1.0％；
所述炭黑母料按重量百分比计，包括以下组分：
炭黑 40％；
载体 60％。
所述载体为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为(18-25) g/10min，熔点为120℃～130℃，拉伸断裂强度大于或等于12Mpa。
耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法如下：
1)将各组分按照配比放入高速混合机中混合均匀，混合温度为65℃，混合时间为10min，高速混合机的转速为600rpm；
2)将步骤1)中所得物料放入喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机中，挤出造粒并烘干，加料段145℃，混料段155℃，挤出造粒段180℃，机头部分170℃，烘干温度为70℃，烘干时间为2小时。
实施例2
一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其原料组分和重量份如下：
Figure BDA0002082474510000041
所述炭黑母料按重量百分比计，包括以下组分：
炭黑 50％；
载体 50％。
所述载体为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为(18-25) g/10min，熔点为120℃～130℃，拉伸断裂强度大于或等于12Mpa。
聚乙烯电缆料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其原料组分和重量份如下：
Figure BDA0002082474510000042
Figure BDA0002082474510000051
聚乙烯电缆料的制备方法同实施例1，其中步骤1)中的混合时间为15min，高速混合机的转速为1000rpm。
耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料的性能测试：
将实施例1-3制得的电缆料分别按照相关国家标准进行性能测试，所得相关性能结果如表1。
表1
Figure BDA0002082474510000052
Figure BDA0002082474510000061
由表1 可以看出，上述各实施例所制备的电缆料通过了成束B类燃烧试验，而且经过40天40℃浸水，绝缘性能下降不超过一个次方。综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有较高的产业利用价值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
Figure FDA0003573512510000011
所述的聚乙烯树脂为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为0.15-0.35g/10min，密度为0.918-0.928g/cm3；
所述的炭黑母料按重量百分比计，包括以下组分：
炭黑 40-50％；
载体 50-60％；
所述的载体为线性低密度聚乙烯，在190℃和2.16Kg下的熔融指数为(18-25)g/10min，熔点为120℃～130℃，拉伸断裂强度大于或等于12Mpa；
所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷，三氧化二锑或氢氧化镁中的一种或几种；
所述电缆护套料用于高压电缆时满足成束B类的阻燃要求，而且可以满足40天40℃浸水运行而保持绝缘电阻下降不超过一个次方。
2.根据权利要求1所述的耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯，接枝率为0.7～1.0％。
3.根据权利要求1所述的耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，所述的抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，所述的润滑剂为PE蜡。
5.一种如权利要求1所述的耐水高绝缘性能阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将各组分按照配比放入高速混合机中混合均匀，混合温度为65℃-75℃；
2)将步骤1)中所得物料放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干。
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