CN112226004A - 一种交联绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种交联绝缘材料及其制备方法，其中交联绝缘材料的组成及配比，按质量份计为：聚乙烯树脂80份，抗氧化剂5‑7份，交联剂3‑5份，有机氟母料2‑5份，硅油2‑4份，交联变色料5份，润滑剂5份，稳定剂3份，接枝剂4份；所述交联变色料为有色材料。本发明通过添加上述组分并按特定比例配比，使交联绝缘材料在通过紫外光辐照后显示出明显的颜色变化，进而能够通过颜色变化程度判断材料辐照剂量是否达到要求，相比于现有的在辐照前后都是半透明颜色的材料，可以有效节省检测辐照效果的工作，节省人力物力，提高客户满意度，大幅减少维护成本。

Description

一种交联绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆绝缘技术领域，具体涉及一种交联绝缘材料及其制备方法。
背景技术
现有的电缆用交联绝缘材料都是透明的，随着性能需求，会经过辐照工艺处理来增强交联绝缘材料的电气和机械性能；但现有的交联绝缘材料在处理前后呈现的都是白色半透明，无法直观判断交联绝缘材料是否经过辐照处理或辐照处理充不充分，性能能否达到要求；一般的方法都是制备线缆后再进行大批量检测，防止辐照剂量不足；但这样大量检测会耗费很大的人力物力，且无法保证产品全部合格，进而客户也会因此进行投诉，客户满意度低，维护成本提高。
因此，需要一种能够直观显示辐照程度，推算辐照性能的交联绝缘材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种交联绝缘材料，解决现有的问题。
本发明的技术方案是：一种交联绝缘材料，所述组成及配比，按质量份计为：聚乙烯树脂80份，抗氧化剂5-7份，交联剂3-5份，有机氟母料2-5份，硅油2-4份，交联变色料5份，润滑剂5份，稳定剂3份，接枝剂4份；所述交联变色料为有色材料。
所述聚乙烯树脂为乙烯、丙烯、1-丁烯和己烯的共混物；所述乙烯含量占比大于95％；所述丙烯、1-丁烯和己烯为共聚体。
所述交联变色料为CoCl2·2C6H12N4·10H2O、CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4·10H2O、 NiBr2·2C6H12N4·10H2O、CoSO4·2C6H12N4·9H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、Co(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、 Ni(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ag2HgI4、Cu2HgI4、AgI2·AgI、AgI42·CuI中一种或多种的复配。
所述有机氟母料的组成及配比，按质量百分比计为95％的线型低密度聚乙烯和5％的聚合物；所述聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物。
所述接枝剂为马来酸酐接枝共聚物；所述马来酸酐接枝共聚物的马来酸酐含量为1％-10％。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酰基)己二胺、4,4-二(苯基异丙基)二苯胺、N,N`-二(β-萘基)对苯二胺中一种或多种的混合物。
所述稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基) 亚磷酸酯；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中一种或多种的混合物。
一种上述的交联绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配料:组成及配比，以质量份计为：聚乙烯树脂80份、抗氧化剂5-7份、交联剂3-5份、有机氟母料2-5份、硅油2-4份、交联变色料5份、润滑剂5份、稳定剂3份、接枝剂4份；
步骤二：将聚乙烯树脂80份、抗氧化剂5-7份、交联剂3-5份、有机氟母料2-5 份、硅油2-4份加入高速混合搅拌机搅拌、再通过密炼机熔融共混生成基料；
步骤三：在生成的基料中加入联变色料5份、润滑剂5份、稳定剂3份、接枝剂4 份生成母料，冷却后放入造粒机内生成粒子料。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明通过添加上述组分并按特定比例配比，使交联绝缘材料在通过紫外光辐照后显示出明显的颜色变化，进而能够通过颜色程度判断材料辐照剂量是否达到要求，相比于现有的在辐照前后都是半透明颜色的材料，可以有效节省检测辐照量的工作，节省人力物力，提高客户满意度，减少维护成本。
(2)本发明添加了聚乙烯树脂，且将丙烯、1-丁烯和己烯作为共聚体，有效增加材料的拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性。
(3)本发明添加CoCl2·2C6H12N4·10H2O、CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4·10H2O、NiBr2·2C6H12N4·10H2O、CoSO4·2C6H12N4·9H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、 Co(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ni(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ag2HgI4、Cu2HgI4、AgI2·AgI、 AgI42·CuI中一种或多种的复配作为交联变色料，可有效通过变色程度直观的了解到辐照剂量，进而进行辐照调节，方便快捷。
(4)本发明的有机氟母料采用95％的线型低密度聚乙烯，线型低密度聚乙烯有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，有效确保交联绝缘材料的化学性能和力学性能。
(5)本发明通过使用马来酸酐接枝共聚物作为接枝剂，可有效改善无机填料与有机树脂相容性，提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高表面光洁度。
(6)本发明采用密炼机进行混炼，混炼容量大、时间短、生产效率高，较好的克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善产品质量与工作环境，操作安全便利，减轻劳动强度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的发明构思为一种交联绝缘材料，所述组成及配比，按质量份计为：聚乙烯树脂80份，抗氧化剂5-7份，交联剂3-5份，有机氟母料2-5份，硅油2-4份，交联变色料5份，润滑剂5份，稳定剂3份，接枝剂4份；所述交联变色料为有色材料，优选基色为红色；通过添加上述组分并按特定比例配比，使交联绝缘材料在通过紫外光辐照后显示出明显的颜色变化，进而能够通过颜色程度判断材料辐照剂量是否达到要求，相比于现有的在辐照前后都是半透明颜色的材料，可以有效节省检测辐照量的工作，节省人力物力，提高客户满意度，减少维护成本。
(实施例1)
称取各个组分，按质量份数称取并控制各个组分性质满足：
聚乙烯树脂80份，聚乙烯树脂为乙烯、丙烯、1-丁烯和己烯的共混物；乙烯含量占比大于95％；；所述丙烯、1-丁烯和己烯为共聚体，将丙烯、1-丁烯和己烯作为共聚体，有效增加材料的拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性；
四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯5份；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份；
有机氟母料2份，组成及配比，按质量百分比计为95％的线型低密度聚乙烯和5％的聚合物；所述聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物，采用95％的线型低密度聚乙烯，线型低密度聚乙烯有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，有效确保交联绝缘材料的化学性能和力学性能；
二甲基硅油2份；
CoCl2·2C6H12N4·10H2O 5份，通过采用热敏变色材料作为交联变色料，可有效通过变色程度直观的了解到辐照剂量，进而进行辐照调节，方便快捷；
乙撑双硬脂酰胺5份；
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮3份；
马来酸酐接枝共聚物4份,，马来酸酐含量为1％-10％；通过使用马来酸酐接枝共聚物作为接枝剂可有效改善无机填料与有机树脂相容性，提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高表面光洁度；
将聚乙烯树脂80份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯5份；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份；有机氟母料2份、二甲基硅油2份加入高速混合搅拌机搅拌10分钟、再通过密炼机熔融共混生成基料；因密炼机具有混炼容量大、时间短、生产效率高，较好的克服粉尘飞扬的特点，能有效减少配合剂的损失，改善产品质量与工作环境，操作安全便利，减轻劳动强度；密炼温度为190～230℃度，密炼时间为 15分钟。
在生成的基料中加入CoCl2·2C6H12N4·10H2O 5份、乙撑双硬脂酰胺5份、2-羟基 -4-正辛氧基二苯甲酮3份、马来酸酐接枝共聚物4份生成母料，自然冷却后放入造粒机内生成粒子料。
采用1000W的紫外灯管在75％的功率下对粒子料进行辐照试验,试验结果如下表1:
Figure RE-GDA0002809329110000041
Figure RE-GDA0002809329110000051
表1
上表中,数据显示在10秒时,颜色彻底消退,呈半透明状,此时,辐照后的交联料的主要性能均满足国际标准要求。
(实施例2)
称取各个组分，按质量份数称取并控制各个组分性质满足：
聚乙烯树脂80份，聚乙烯树脂为乙烯、丙烯、1-丁烯和己烯的共混物；乙烯含量占比大于95％；；所述丙烯、1-丁烯和己烯为共聚体；
β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯5份；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份；
有机氟母料2份，组成及配比按质量百分比计为95％的线型低密度聚乙烯和5％的聚合物；所述聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物；
二甲基硅油2份；
CoBr2·2C6H12N4·10H2O 5份；
硬脂酸锌5份；
三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯3份；
马来酸酐接枝共聚物4份,马来酸酐含量为1％-10％；
将聚乙烯树脂80份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份、有机氟母料2份二甲基硅油2份加入高速混合搅拌机搅拌10分钟、再通过密炼机熔融共混生成基料。
在生成的基料中加入CoBr2·2C6H12N4·10H2O 5份、硬脂酸锌5份、三(1，2，2，6， 6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯3份、马来酸酐接枝共聚物4份生成母料，冷却后放入造粒机内生成粒子料。
采用1000W的紫外灯管在75％的功率下对粒子料进行辐照试验,试验结果如下表1:
Figure RE-GDA0002809329110000052
Figure RE-GDA0002809329110000061
表2
上表中,数据显示在10秒时,颜色彻底消退,呈半透明状,此时,辐照后的交联料的主要性能均满足国际标准要求。
(实施例3)
称取各个组分，按质量份数称取并控制各个组分性质满足：
聚乙烯树脂80份，聚乙烯树脂为乙烯、丙烯、1-丁烯和己烯的共混物；乙烯含量占比大于95％；所述丙烯、1-丁烯和己烯为共聚体；
β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯7份；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份；
有机氟母料5份，组成及配比按质量百分比计为95％的线型低密度聚乙烯和5％的聚合物；所述聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物；
二甲基硅油4份；
CoBr2·2C6H12N4·10H2O 5份；
硬脂酸锌5份；
三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯3份；
马来酸酐接枝共聚物4份,马来酸酐含量为1％-10％；
将聚乙烯树脂80份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯7份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份、有机氟母料5份二甲基硅油4份加入高速混合搅拌机搅拌10分钟、再通过密炼机熔融共混生成基料。
在生成的基料中加入CoBr2·2C6H12N4·10H2O 5份、硬脂酸锌5份、三(1，2，2，6， 6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯3份、马来酸酐接枝共聚物4份生成母料，冷却后放入造粒机内生成粒子料。
采用1000W的紫外灯管在75％的功率下对粒子料进行辐照试验,试验结果如下表1:
Figure RE-GDA0002809329110000062
Figure RE-GDA0002809329110000071
表3
上表中,数据显示在10秒时,颜色彻底消退,呈半透明状,此时,辐照后的交联料的主要性能均满足国际标准要求。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种交联绝缘材料，其特征在于，所述组成及配比，按质量份计为：聚乙烯树脂80份，抗氧化剂5-7份，交联剂3-5份，有机氟母料2-5份，硅油2-4份，交联变色料5份，润滑剂5份，稳定剂3份，接枝剂4份；所述交联变色料为有色材料。
2.根据权利要求1所述的一种交联绝缘材料，其特征在于：所述聚乙烯树脂为乙烯、丙烯、1-丁烯和己烯的共混物；所述乙烯含量占比大于95％；所述丙烯、1-丁烯和己烯为共聚体。
3.根据权利要求1所述的一种交联绝缘材料，其特征在于：所述交联变色料为CoCl2·2C6H12N4·10H2O、CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4·10H2O、NiBr2·2C6H12N4·10H2O、CoSO4·2C6H12N4·9H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、Co(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ni(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ag2HgI4、Cu2HgI4、AgI2·AgI、AgI42·CuI中一种或多种的复配。
4.根据权利要求1所述的一种交联绝缘材料，其特征在于：所述有机氟母料的组成及配比，按质量百分比计为95％的线型低密度聚乙烯和5％的聚合物；所述聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物。
5.根据权利要求1所述的一种交联绝缘材料，其特征在于：所述接枝剂为马来酸酐接枝共聚物；所述马来酸酐接枝共聚物的马来酸酐含量为1％-10％。
6.根据权利要求1所述的一种交联绝缘材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、4,4-二(苯基异丙基)二苯胺、N,N`-二(β-萘基)对苯二胺中一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种交联绝缘材料，其特征在于：所述稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中一种或多种的混合物。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的交联绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：配料:组成及配比，以质量份计为：聚乙烯树脂80份、抗氧化剂5-7份、交联剂3-5份、有机氟母料2-5份、硅油2-4份、交联变色料5份、润滑剂5份、稳定剂3份、接枝剂4份；
步骤二：将聚乙烯树脂80份、抗氧化剂5-7份、交联剂3-5份、有机氟母料2-5份、硅油2-4份加入高速混合搅拌机搅拌、再通过密炼机熔融共混生成基料；
步骤三：在生成的基料中加入联变色料5份、润滑剂5份、稳定剂3份、接枝剂4份生成母料，冷却后放入造粒机内生成粒子料。
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