CN110330727A - 一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法。该中高压用热塑性绝缘材料的原料由以下重量份配比的组分组成：聚丙烯树脂70～90重量份，弹性体10～30重量份，抗氧剂0.2～1.0重量份。将以上各组分按重量份配比混合后，在双螺杆挤出机中在170～230℃、转速200～300r/min下熔融共混挤出，制得中高压用热塑性绝缘材料。本发明通过选择合适的聚丙烯树脂与一定比例的弹性体和合适的抗氧剂熔融共混解决聚丙烯作为电线电缆材料低温韧性差、易老化的问题。该材料相比交联聚乙烯具有更加优异的力学性能、电气性能，无需交联即可满足长期工作温度90℃的使用要求，便于加工，达到寿命要求后易于回收利用。

Description

一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆材料领域，具体涉及一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)具有良好的绝缘性能、化学稳定性、较强的力学性能等，在电气领域得到了广泛地研究和应用。但XLPE作为热固性树脂，存在不可回收利用、不符合环境友好的缺点。特别是近年来，环境效益成为制约经济发展的重要因素。因此，研究环保型电气绝缘材料的制备具有重要意义。
聚丙烯(PP)树脂作为一种热塑性材料，耐热性能优异，长期工作温度可达105℃，且电气性能优良，力学性能突出，可以作为一种优异的可回收绝缘材料。但聚丙烯所存在的低温韧性差、不耐光热氧老化的问题制约了其在电线电缆中的应用。
因此，本领域需要一种具有较好的低温韧性和耐热氧老化性、可以回收再利用的热塑性绝缘材料。
发明内容
本发明开发出一种适用于中高压电力电缆的热塑性绝缘材料，相比XLPE其具有更加优异的力学性能、电气性能，材料无需交联可满足长期工作温度90℃的使用要求，具有较好的低温韧性和耐热氧老化性且便于加工，达到寿命要求后易于回收利用。
具体而言，本发明提供一种热塑性绝缘材料，所述热塑性绝缘材料的原料，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，包括下列重量份配比的组分：
聚丙烯树脂 70-90重量份；
弹性体 10-30重量份；和
抗氧剂 0.2-1.0重量份。
在一个或多个实施方案中，所述聚丙烯树脂选自等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种的组合；优选地，所述聚丙烯树脂为嵌段共聚聚丙烯、或嵌段共聚聚丙烯和选自等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的一种或两种的组合。
在一个或多个实施方案中，所述聚丙烯树脂为嵌段共聚聚丙烯，或嵌段共聚聚丙烯和等规聚丙烯的组合，或嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的组合。
在一个或多个实施方案中，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：25～70重量份、优选25-60重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～60重量份、优选25-60重量份的等规聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份、更优选15～20重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
在一个或多个实施方案中，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：70～85重量份、优选75～85重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
在一个或多个实施方案中，所述等规聚丙烯的等规度大于95％。
在一个或多个实施方案中，所述聚丙烯树脂的溶体流动速率为1.5～8.0g/10min。
在一个或多个实施方案中，所述弹性体为三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、丙烯-乙烯共聚物(PER)或其组合；优选地，所述弹性体为POE和/或PER。
在一个或多个实施方案中，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：25～70重量份、优选25-60重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～60重量份、优选25-60重量份的无规共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份、更优选15～20重量份的POE，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
在一个或多个实施方案中，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：25～70重量份、优选25-60重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～60重量份、优选25-60重量份的等规聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份、更优选15～20重量份的POE，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
在一个或多个实施方案中，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：70～85重量份、优选75～85重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份的PER，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
在一个或多个实施方案中，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、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或多种的组合。
本发明还提供一种制备本发明所述的热塑性绝缘材料的方法，包括：
按重量份配比混合所述热塑性绝缘材料的原料；和
将所述热塑性绝缘材料的原料的混合物加入双螺杆挤出机中，在170℃～230℃、转速200～300r/min下熔融共混；
由此制得所述热塑性绝缘材料。
在一个或多个实施方案中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为25：1。
在一个或多个实施方案中，所述双螺杆挤出机的模头温度为170～200℃。
本发明还包括由本发明任一实施方案所述的方法制备得到的热塑性绝缘材料。
本发明还提供一种中高压用电力电缆护套，所述护套含有本发明任一实施方案所述的热塑性绝缘材料，或由所述热塑性绝缘材料制备得到。
本发明还提供一种中高压用电力电缆，其包括本文所述的护套。
本发明还提供嵌段共聚聚丙烯在改善等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯的低温韧性中的应用。在该应用的一个或多个实施方案中，所述嵌段共聚聚丙烯、等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯的用量如本发明任一实施方案所述。
本发明还提供弹性体在改善聚丙烯树脂耐老化性能和低温冲击性能中的应用。在此应用的一个或多个实施方案中，所述弹性体为三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物或其组合。在此应用的一个或多个实施方案中，所述弹性体和聚丙烯树脂的组成和用量如本发明任一实施方案所述。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，所有的份数为重量份，所有的比例为重量比。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
本文中，术语“含有”、“包括”或“包含”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由……组成”和“由……组成”包含在术语“含有”、“包括”或“包含”中。
本发明的热塑性绝缘材料的原料包括聚丙烯树脂、弹性体和抗氧剂，或由聚丙烯树脂、弹性体和抗氧剂组成。
本发明通过选择合适的聚丙烯树脂与一定比例的弹性体和适合的抗氧剂熔融共混解决聚丙烯作为电线电缆材料低温韧性差、易老化的问题。
本发明的发明人发现，向聚丙烯树脂中添加弹性体可以解决聚丙烯作为绝缘材料存在的耐老化性能、低温冲击性能差的问题，但是弹性体的添加量要控制在一定的比例内，避免添加量过少无改善作用，添加量过多则成本高(弹性体价格相对较高)，且降低聚丙烯原有的优异的耐高温性能和力学性能。
适用于本发明的聚丙烯树脂可以是等规聚丙烯(iPP)、无规共聚聚丙烯(PPR)或嵌段共聚聚丙烯(PPB)中的一种或多种的混合物。
适用于本发明的聚丙烯树脂的熔体流动速率(MFR)通常为1.5～8.0g/10min。
适用于本发明的等规聚丙烯的等规度通常＞95％。
本领域中，乙烯是共聚聚丙烯常规的共聚单体。适用于本发明的共聚聚丙烯通常为丙烯和乙烯的共聚物。适用于本发明的无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯可以是本领域常见的无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，例如可以是市售的各种无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯。
通常，本发明的热塑性绝缘材料的原料中，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，聚丙烯树脂的含量为65～95重量份，例如70～90重量份、70～85重量份、70～80重量份、75～90重量份、75～85重量份、75～80重量份、80～90重量份、80～85重量份等。
适用于本发明的弹性体可以是本领域常用于热塑性绝缘材料的弹性体，例如可以是热塑性弹性体(TPE)，包括但不限于苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体等。适用于本发明的弹性体优选为聚烯烃类弹性体，包括但不限于乙丙共聚物弹性体(如二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶)、乙烯/α-烯烃共聚物弹性体(如乙烯/α-烯烃无规共聚物、乙烯/α-烯烃嵌段共聚物)等。在某些实施方案中，本发明使用的弹性体为三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、丙烯-乙烯共聚物(PER)或其组合。适用于本发明的三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物和丙烯-乙烯共聚物可以是本领域常见的三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物和丙烯-乙烯共聚物，例如可以是市售的各种三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物。在某些实施方案中，本发明使用的弹性体为POE和/或PER。在某些实施方案中，本发明使用的弹性体为POE。在某些实施方案中，本发明使用的弹性体为PER。
通常，本发明的热塑性绝缘材料的原料中，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，弹性体的含量为5～35重量份，例如10～30重量份、10～25重量份、10～20重量份、15～30重量份、15～25重量份、15～20重量份等。
适用于本发明的抗氧剂可以是本领域常用于热塑性绝缘材料的抗氧剂，例如可以是受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类抗氧剂等，例如四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)等。优选地，适用于本发明的抗氧剂为多种抗氧剂的组合，例如多种受阻酚类抗氧剂的组合或受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的组合。在某些实施方案中，抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的两种或三种的组合。
在抗氧剂为多种抗氧剂的组合时，各抗氧剂的质量比不受特别限制。在某些实施方案中，适用于本发明的抗氧剂为质量比为(0.2-5)：1的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合。在某些实施方案中，适用于本发明的抗氧剂为质量比为(0.2-5)：1的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)的组合。在某些实施方案中，适用于本发明的抗氧剂为质量比为(0.5-2)：1的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)的组合。在其他实施方案中，适用于本发明的抗氧剂为质量比为(0.5-2)：(0.5-2)：1的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)的组合。
通常，本发明的热塑性绝缘材料的原料中，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，抗氧剂的含量为0.1～2.0重量份，例如0.2～1.0重量份、0.2～0.8重量份、0.2～0.6重量份、0.4～0.6重量份等。
本发明的热塑性绝缘材料可视需要添加适量助剂，例如相容剂、阻燃剂、润滑剂、抗铜剂、抑烟剂等。适用于本发明的助剂可以是本领域常规的用于热塑性绝缘材料的助剂，其添加量也可以是本领域常规的。通常，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，助剂的含量可以为0-20重量份，例如0-10重量份、0-5重量份、0-2重量份等。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料的原料，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，包括：70～90重量份(例如70～85重量份、75～85重量份、70～80重量份)选自等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种的组合的聚丙烯树脂，10～30重量份(例如15～30重量份、15～25重量份、20～30重量份)的弹性体和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料的原料包括：70～90重量份(例如70～85重量份、70～80重量份、70～75重量份)选自等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯或其组合的聚丙烯树脂，10～30重量份(例如15～30重量份、20～30重量份、25～30重量份)的弹性体和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
本发明的发明人发现，等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯的力学性能和耐热性能均较好，但其低温性能较差，而嵌段共聚聚丙烯具有较好的耐低温性能，通过使用嵌段共聚聚丙烯，或复配使用嵌段共聚聚丙烯与无规共聚聚丙烯和/或等规聚丙烯，可以在添加较少弹性体的条件下，解决材料低温韧性差的问题，同时保持材料优异的力学性能和耐热性。
因此，适用于本发明的聚丙烯树脂优选包括嵌段共聚聚丙烯，例如，适用于本发明的聚丙烯树脂可以是嵌段共聚聚丙烯，或嵌段共聚聚丙烯和等规聚丙烯的组合，或嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的组合，或嵌段共聚聚丙烯、等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯的组合。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料的原料，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，包括：70～85重量份、优选75～85重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂；优选地，所述弹性体为POE和/或PER；更优选地，所述弹性体为PER。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料的原料，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，包括：25～70重量份、优选25～60重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～60重量份、优选25～60重量份的等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份、更优选15～20重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂；优选地，所述弹性体为POE和/或PER；更优选地，所述弹性体为POE。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料的原料，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，包括：25～60重量份、优选25～55重量份的嵌段共聚聚丙烯，25～60重量份、更优选25～55重量份的等规聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份、更优选15～20重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂；优选地，所述弹性体为POE和/或PER；更优选地，所述弹性体为POE。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料的原料，以聚丙烯树脂和弹性体的总含量为100重量份计，包括：25～70重量份、优选25～60重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～60重量份、优选25～60重量份的无规共聚聚丙烯，15～30重量份、优选15～25重量份、更优选15～20重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂；优选地，所述弹性体为POE和/或PER；更优选地，所述弹性体为POE。
本发明的热塑性绝缘材料的原料除了包括上述聚丙烯树脂、弹性体和抗氧剂以外，还可包括本领域常用于电缆料的各种助剂，例如包括但不限于相容剂、阻燃剂、惰性填料、润滑剂、抑烟剂、色母料中的一种或多种。本发明的热塑性绝缘材料的原料中各种助剂的含量可以是相应的助剂在电缆料中的常规的添加量。
在某些实施方案中，本发明的热塑性绝缘材料具有以下一项或多项特征：
按照GB/T1040测得的拉伸强度大于等于13.5MPa、优选大于等于24MPa、更优选大于等于32MPa；
按照GB/T1040测得的断裂伸长率大于等于350％、优选大于等于600％、更优选大于等于650％；
按照GB/T5470测得的脆化温度小于等于-40℃；
按照GB/T2951.2、在135±2℃×168h条件下测得的强度变化率小于等于±20％、优选小于等于±10％、更优选小于等于±5％；
按照GB/T2951.2、在135±2℃×168h条件下测得的断裂伸长变化率小于等于±20％；
按照GB/T8815、在130±2℃下测得的变化率小于等于±10％、优选小于等于±5％；
按照GB/T1409测得的相对介电常数小于等于0.0005；
按照GB/T1409测得的介质损耗因数小于等于2.35；
按照GB/T1410.1测得的体积电阻率大于等于≥1*1014Ω·m；和
按照GB/T1410.1测得的击穿强度大于等于25MV/m、优选大于等于36MV/m。
本发明还提供制备热塑性绝缘材料的方法，包括：
按照本发明任一实施方案所述的重量份配比混合本发明的热塑性绝缘材料的原料；和
将热塑性绝缘材料的原料的混合物加入双螺杆挤出机中，在170℃～230℃、转速200～300r/min下熔融共混；
由此制得本发明的热塑性绝缘材料。
在某些实施方案中，本发明使用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为L/D＝25/1。
在某些实施方案中，双螺杆挤出机的模头温度设置为170～200℃。
适用于本发明的双螺杆挤出机可以有九个温区。在某些实施方案中，本发明使用具有九个温区的双螺杆挤出机，各温区温度从1区到9区依次设置为170～180℃、180～190℃、200～210℃、200～210℃、205～215℃、205～215℃、195～210℃、190～200℃和185～200℃。
本发明还包括采用本发明任一实施方案所述的方法制备得到的热塑性绝缘材料。
本发明的热塑性绝缘材料具有优异的力学性能、电气性能，材料无需交联可满足长期工作温度90℃的使用要求，具有较好的低温韧性和耐热氧老化性且便于加工，达到寿命要求后易于回收利用，特别适用于中高压电力电缆。
本发明还提供本发明的热塑性绝缘材料在中高压环境中的应用。
本发明还包括一种中高压电力电缆，该电力电缆的护套由本发明的热塑性绝缘材料制备得到。
以下结合具体实施例对本发明的电缆料及其制备方法作进一步详细描述。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范围。对于本文以及实施例中所用的试剂、方法、条件等，除非另有说明，否则均为常规的试剂、方法和条件。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件或按照制造厂商所建议的条件进行。
表1给出了实施例和对比例中使用到的各种聚丙烯树脂的性能。
表1：聚丙烯树脂的性能参数
实施例1：
1.将100重量份的嵌段共聚聚丙烯(PPB)、无规共聚聚丙烯(PPR)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(PPB：PPR：POE＝25：60：15)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂300＝1：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、205℃、205℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度185℃，转速为250r/min，挤出冷却造粒。
实施例2：
1.将100重量份的等规聚丙烯(iPP)、嵌段共聚聚丙烯(PPB)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(iPP：PPB：POE＝55：25：20)，0.5重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝2：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、210℃、210℃、215℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度190℃，转速为300r/min，挤出冷却造粒。
实施例3：
1.将100重量份的嵌段共聚聚丙烯(PPB)、无规共聚聚丙烯(PPR)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(PPB：PPR：POE＝60：25：15)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂300＝1：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、205℃、205℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度185℃，转速为250r/min，挤出冷却造粒。
实施例4：
1.将100重量份的嵌段共聚聚丙烯(PPB)和丙烯-乙烯共聚物(PER)混合物(PPB：PER＝75：25)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168：抗氧剂300＝1：1：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、205℃、205℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度185℃，转速为250r/min，挤出冷却造粒。
实施例5：
1.将100重量份的等规聚丙烯(iPP)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(iPP：POE＝80：20)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝2：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、205℃、205℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度190℃，转速为300r/min，挤出冷却造粒。
实施例6：
1.将100重量份的等规聚丙烯(iPP)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(iPP：POE＝70：30)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝2：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、210℃、210℃、210℃、215℃、210℃、200℃、190℃，模头温度185℃，转速为250r/min，挤出冷却造粒。
实施例7：
1.将100重量份的无规共聚聚丙烯(PPR)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(PPR：POE＝85：15)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂300＝1：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为170℃、180℃、200℃、200℃、205℃、205℃、195℃、190℃、190℃，模头温度170℃，转速为200r/min，挤出冷却造粒。
实施例8：
1.将100重量份的嵌段共聚聚丙烯(PPB)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(PPB：POE＝75：25)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168：抗氧剂300＝1：1：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、205℃、205℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度185℃，转速为250r/min，挤出冷却造粒。
实施例9：
1.将100重量份的嵌段共聚聚丙烯(PPB)、无规共聚聚丙烯(PPR)和乙烯-辛烯共聚物(POE)混合物(PPB：PPR：POE＝70：15：15)，0.4重量份的抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂300＝1：1)混合物，均匀混合；
2.将以上混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各温区温度分布为180℃、190℃、205℃、205℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃，模头温度185℃，转速为250r/min，挤出冷却造粒。
对实施例1-9制备的绝缘材料的各项性能进行测试，性能测试标准和测试结果如表2和表3所示。表2中还给出了JB/T 10437规定的电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料的性能要求。本发明的绝缘材料的性能要求和测试标准参考GB/T 32129-2015。
表2：XLPE和实施例1-4的绝缘材料的各项性能
表3：实施例5-9的绝缘材料的各项性能
由表2和表3可以看到，本发明的绝缘材料力学性能优良、低温韧性良好、耐热氧老化性能良好、耐热变形性能良好、电气性能优异，满足中高压绝缘、长期工作温度90℃的使用要求。
比较实施例2、实施例6和实施例5可知，添加PPB可在减少弹性体用量的同时，保证绝缘材料具有优异的低温韧性。
比较实施例1和实施例7可知，添加PPB使得绝缘材料的脆化温度由-25℃降至-40℃，且耐老化性能及耐热变形性能均有改善。
比较实施例1和实施例3可知，增加PPB的用量至60％，PPB/PPR/POE绝缘材料的性能同样满足要求，尤其低温韧性达到-55℃，热变形较小。
比较实施例3和实施例9可知，进一步增加PPB的用量至70％，PPB/PPR/POE绝缘材料的耐老化性能略有下降。
比较实施例8和实施例4可知，PER与POE相比对低温韧性无明显改善，但有助于改进绝缘材料的耐老化性能，且热变形量更低。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本领域技术人员可以对本发明所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书定义的范围。

Claims (10)

1.一种热塑性绝缘材料，其特征在于，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：
聚丙烯树脂 70～90重量份；
弹性体 10～30重量份；和
抗氧剂 0.2～1.0重量份；
其中，所述聚丙烯树脂选自等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种的组合；优选地，所述聚丙烯树脂为嵌段共聚聚丙烯、或嵌段共聚聚丙烯与选自等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的一种或两种的组合。
2.如权利要求1所述的热塑性绝缘材料，其特征在于，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：
25～70重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～60重量份的等规聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯，15～30重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂；或
70～85重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～30重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
3.如权利要求1所述的热塑性绝缘材料，其特征在于，以聚丙烯树脂和弹性体的总重为100重量份计，所述热塑性绝缘材料的原料包括：
25～60重量份的嵌段共聚聚丙烯，25～60重量份的等规聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯，15～25重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂；或
75～85重量份的嵌段共聚聚丙烯，15～25重量份的弹性体，和0.2～1.0重量份的抗氧剂。
4.如权利要求2所述的热塑性绝缘材料，其特征在于，所述等规聚丙烯的等规度大于95％。
5.如权利要求1所述的热塑性绝缘材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂的溶体流动速率为1.5～8.0g/10min。
6.如权利要求1-5中任一项所述的热塑性绝缘材料，其特征在于，
所述弹性体为三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物或其组合；和/或
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、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或多种的组合。
7.一种制备如权利要求1-6中任一项所述的热塑性绝缘材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
按重量份配比混合所述热塑性绝缘材料的原料；和
将所述热塑性绝缘材料的原料的混合物加入双螺杆挤出机中，在170℃～230℃、转速200～300r/min下熔融共混；
由此制得所述热塑性绝缘材料；
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为25：1；
优选地，所述双螺杆挤出机的模头温度为170～200℃。
8.由权利要求7所述的方法制备得到的热塑性绝缘材料。
9.一种中高压电力电缆护套或包括该护套的中高压电力电缆，其特征在于，所述护套含有权利要求1-6和8中任一项所述的热塑性绝缘材料，或由所述热塑性绝缘材料制备得到。
10.选自以下的应用：
(1)嵌段共聚聚丙烯在改善等规聚丙烯和无规共聚聚丙烯的低温韧性中的应用；
(2)弹性体在改善聚丙烯树脂耐老化性能和低温冲击性能中的应用；优选地，所述弹性体为三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物或其组合。
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