CN110862598B - 一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料及其制备方法 - Google Patents

一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料及其制备方法，90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料的原料组分包括：茂金属聚乙烯25～40份，双峰聚乙烯30～50份，线性低密度聚乙烯10～40份，润滑剂1～2份，色母粒1份，抗氧剂0.4～0.8份和紫外光稳定剂0.3～0.6份，所述份数为质量份数。本发明的90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，具有优异的机械性能和电气性能，优良的耐候性能，良好的耐环境应力开裂性能，成品电缆置于露天环境下经过长期曝晒不出现明显的褪色，在温差较大的环境中收缩较小，同时生产过程中高速挤出下护套表观质量好；制备方法简单易操作，易于推广。

Description

一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料及其制备方法，属于低收缩护套料领域。
背景技术
随着国民经济的迅速发展，对能源输送的要求也越来越高，电力电缆行业作为电力输送的配套行业，在能源的输送过程中占据重要的作用和地位。一般电力电缆采用聚氯乙烯或聚乙烯材料做外护套，由于聚乙烯材料具有环保、质量轻、力学性能好、电性能优异和耐低温性能优良等优点，在电力电缆行业中有着广泛的应用。
电力电缆的外护套主要用来保护电缆不受自然环境和外界因素影响的一层保护层。在电缆敷设安装完成后，对于一些长期曝露于太阳光下的电缆，其护套需具备优异的耐候性能。在昼夜温差较大的地区，白天最高温度达40℃以上，夜间最低气温低至-30℃，对于电缆材料的性能要求比较苛刻，尤其是以聚乙烯为基料生产的护套，在实际使用过程中极易发生收缩问题。护套收缩会导致接地铜壳或铜带拉脱、产生较高悬浮电压，最终产生安全事故和质量事故。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯电缆护套料，具有优异的机械性能和电气性能，优良的耐候性能，良好的耐环境应力开裂性能，成品电缆置于露天环境下经过长期曝晒不出现明显的褪色，在温差较大的环境中收缩较小，同时生产过程中高速挤出下护套表观质量好。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，其原料组分包括：茂金属聚乙烯25～40份，双峰聚乙烯30～50份，线性低密度聚乙烯10～40份，润滑剂1～2份，色母粒1份，抗氧剂0.4～0.8份和紫外光稳定剂0.3～0.6份，所述份数为质量份数。
在昼夜温差较大的地区，收缩性的问题一直难以很好克服，而申请人经过长期的研发实践发现，将茂金属聚乙烯、双峰聚乙烯和线性低密度聚乙烯以特定的比例混合，不仅能保证润滑性，且使得电缆护套料的机械性能和耐候性都得到非常显著的提升，尤其是高低温收缩的降低尤为明显，适于温差较大的地区使用。
为了进一步减少因为温差而导致的收缩，茂金属聚乙烯的密度为0.921～0.940g/cm3，熔融指数为0.5～1.5g/10min(190℃/2.16kg)。
为了进一步提高产品的机械性能，双峰聚乙烯的密度为0.921～0.958g/cm3，熔融指数为0.2～1.0g/10min(190℃/2.16kg)。
为了进一步提高产品的耐候性，线性低密度聚乙烯的密度为0.910～0.940g/cm3，熔融指数为2.0～3.8g/10min(190℃/2.16kg)。
润滑剂可使用现有各种类型，然而，当润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌或氟化物时，可以更好地促进各物料之间的协同促进效应，进而可以进一步减少因为温差而导致的收缩。优选，润滑聚乙烯蜡和硬脂酸锌质量比为(1～2):1的混合物。
虽然现有常用抗氧剂均能满足产品的性能要求，但抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂DLTP与其他物料之间的协同促进效应最为明显，进而使得耐候性和力学性能均有明显提升。优选，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为3:(2～4)的混合物。
为了提高产品的防晒性，优选，紫外光稳定剂为苯并三唑型、二苯甲酮型或空间位阻受阻胺型中的至少一种。优选，紫外光稳定剂为苯并三唑型和二苯甲酮型质量比5:(3～4)的混合物。
上述90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料的制备方法，包括如下步骤：
1)将90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯电缆护套料的原料组分中的粒料和粉料分别混合混匀，得粒料混合物和粉料混合物，再将粒料混合物和粉料混合物混合均匀，得混合料，这样能更好地确保原料混合的均匀性，进而确保所得产品的均匀性；
2)将步骤1)所得的混合料放入双螺杆挤出机料筒中，经双螺杆挤出机挤出塑化后，冷却造粒，所得粒子置于烘干机中在温度为80～85℃下干燥至恒重，得90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯电缆护套料。
双螺杆挤出机各区的温度设置也是非常关键的因素，不仅会影响物料的挤出，同时还会对产品性能造成影响，优选，步骤2)中，双螺杆挤出机各区温度设置：机筒一区：155±5℃，机筒二区：160±5℃，机筒三区：165±5℃，机筒四区：170±5℃，机筒五区：175±5℃，机筒六区：180±5℃，机筒七区：180±5℃，机筒八区：190±5℃，机筒九区：195±5℃，机头：200±5℃。申请人经长期的实践验证，这样的温度设置，所得产品的机械性能及耐候性最佳。
由上述90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料的制备电缆的方法，由90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料经单螺杆挤出机挤出制得；为了确保电缆性能，单螺杆挤出机区温度设定：机身一区：182±5℃，机身二区：183±5℃，机身三区：183±5℃，机身四区：184±5℃，机身五区：185±5℃，机头一区：185±5℃，机头二区：186±5℃，机头三区：187±5℃，机头四区：188±5℃，挤出压力20～30MPa；螺杆转速15～30rpm，优选25rpm，牵引速度3～10m/min，优选6m/min，能在保证电缆较高生产效率的同时减小电缆外径的波动。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明的90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，具有优异的机械性能和电气性能，优良的耐候性能，良好的耐环境应力开裂性能，成品电缆置于露天环境下经过长期曝晒不出现明显的褪色，在温差较大的环境中收缩较小，同时生产过程中高速挤出下护套表观质量好；制备方法简单易操作，易于推广。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
配方：茂金属聚乙烯(Exxon，1327MA，粒料)40份，双峰聚乙烯(Sabic，B5403,粒料)40份，线性低密度聚乙烯(镇海石化，7042，粒料)20份，润滑剂(聚乙烯蜡(常州可赛成功，聚乙烯蜡2420，粉料)和硬脂酸锌质量比为2:1的混合物)1.8份，色母粒(上海武将新材料，50-RD-3245，粒料)1份，抗氧剂(抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为3:2的混合物)0.6份，紫外光稳定剂(苯并三唑型和二苯甲酮型质量比5:4的混合物)0.3份。
护套料按照下述步骤制备：1)将原料中的粒料和粉料分开称量，分别混合均匀后，再全部放入塑料高速混合机混合，得混合料；2)将得混合料放入双螺杆挤出机料筒中，经双螺杆挤出机挤出塑化后冷却造粒，所得粒子置于烘干机中80℃干燥至恒重，获得低收缩防紫外线中密度聚乙烯电缆护套料；其中，双螺杆挤出机各区温度设置：机筒一区：155±5℃，机筒二区：160±5℃，机筒三区：165±5℃，机筒四区：170±5℃，机筒五区：175±5℃，机筒六区：180±5℃，机筒七区：180±5℃，机筒八区：190±5℃，机筒九区：195±5℃，机头：200±5℃；实例性能见表1。
实施例2
配方：茂金属聚乙烯(Exxon，4009，粒料)30份，双峰聚乙烯(Sabic，B5822，粒料)30份，线性低密度聚乙烯(镇海石化，7042，粒料)40份，润滑剂(聚乙烯蜡(常州可赛成功，聚乙烯蜡2420，粉料)和硬脂酸锌质量比为1:1的混合物)1.6份，色母粒(上海武将新材料，50-RD-3245，粒料)1份，抗氧剂(抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为3:4的混合物)0.6份，紫外光稳定剂(苯并三唑型和二苯甲酮型质量比5:3的混合物)0.4份。
护套料的制备参照实施例1。
实施例3：
配方：茂金属聚乙烯(Exxon，3505，粒料)30份，双峰聚乙烯(Sabic，5822,粒料)40份，线性低密度聚乙烯(Sabic，320NT，粒料)30份，润滑剂(聚乙烯蜡(常州可赛成功，聚乙烯蜡2420，粉料)和硬脂酸锌质量比为1:1的混合物)1.6份，色母粒(上海武将新材料，50-RD-3245，粒料)1份，抗氧剂(抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为3:4的混合物)0.8份，紫外光稳定剂(苯并三唑型和二苯甲酮型质量比5:3的混合物)0.4份。
护套料的制备参照实施例1。
将上述各实施例制备得到的护套料经单螺杆挤出机挤出生产得到相应规格的电缆，具体生产设备及工艺如下：
1)单螺杆挤出机型号EXT-150-50DA，厂家江苏汉鼎，螺杆采用PVC螺杆，挤出模具采用挤压式模具；
2)挤出机各区温度设定：机身一区：182±5℃机身二区：183±5℃机身三区：183±5℃机身四区：184±5℃机身五区：185±5℃机头一区：185±5℃机头二区：186±5℃机头三区：187±5℃机头四区：188±5℃，挤出压力20～30MPa；
3)螺杆转速25rpm，牵引速度6m/min；
经上述设备和工艺生产的电力电缆型号为YJY 6/10kV 3*500，护套表观质量较好，各项理化性能都能满足要求。
表1各例所得产品的性能表
Figure BDA0002288298140000031

Claims (7)

1.一种90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，其特征在于，其原料组分包括：
茂金属聚乙烯25~40份，茂金属聚乙烯的密度为0.921~0.940 g/cm3，熔融指数为0.5~1.5g/10min，熔融指数的测试条件是190℃/2.16kg；
双峰聚乙烯30~50份，双峰聚乙烯的密度为0.921~0.958 g/cm3，熔融指数为0.2~1.0g/10min，熔融指数的测试条件是190℃/2.16kg；
线性低密度聚乙烯10~40份，线性低密度聚乙烯的密度为0.910~0.940 g/cm3，熔融指数为2.0~3.8g/10min，熔融指数的测试条件是190℃/2.16kg；
润滑剂1~2份，
色母粒1份，
抗氧剂0.4～0.8份，
紫外光稳定剂0.3~0.6份，
所述份为质量份数。
2.根据权利要求1所述的90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，其特征在于，润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌或氟化物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂DLTP中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料，其特征在于，紫外光稳定剂为苯并三唑型、二苯甲酮型或空间位阻受阻胺型中的至少一种。
5.权利要求1～4任意一项所述的90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯电缆护套料的原料组分中的粒料和粉料分别混合混匀，得粒料混合物和粉料混合物，再将粒料混合物和粉料混合物混合均匀，得混合料；
2）将步骤1）所得的混合料放入双螺杆挤出机料筒中，经双螺杆挤出机挤出塑化后，冷却造粒，所得粒子在温度为80~85℃下干燥至恒重，得90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯电缆护套料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，双螺杆挤出机各区温度设置：机筒一区：155±5℃，机筒二区：160±5℃，机筒三区：165±5℃，机筒四区：170±5℃，机筒五区：175±5℃，机筒六区：180±5℃，机筒七区：180±5℃，机筒八区：190±5℃，机筒九区：195±5℃，机头：200±5℃。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，由90℃低收缩防紫外线中密度聚乙烯护套料经单螺杆挤出机挤出制得；其中，单螺杆挤出机区温度设定：机身一区：182±5℃，机身二区：183±5℃，机身三区：183±5℃，机身四区：184±5℃，机身五区：185±5℃，机头一区：185±5℃，机头二区：186±5℃，机头三区：187±5℃，机头四区：188±5℃，挤出压力20~30MPa；螺杆转速15~30rpm，牵引速度3~10m/min。
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