CN112266524A - 用于电缆的耐热耐老化绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料及其制备方法，先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。本发明的煅烧陶土可以降低陶土的亲水性，进而增强材料的绝缘性能，适量的玻璃粉可以在提高其的绝缘性的同时改善耐热老化性，而煅烧陶土的加入则能搞增强材料的绝缘性能。

Description

用于电缆的耐热耐老化绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料及其制备方法，属于绝缘材料领域。
背景技术
电线电缆上常用的绝缘挤塑材料主要包括以下几种：聚氯乙烯、聚乙烯以及交联聚乙烯等。聚乙烯，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，无毒无害，耐低温性能优越，同时能耐大多数酸碱的侵蚀，电绝缘性能优良。因聚乙烯具有无极性的特性，所以具有损耗低、导电强度大的特点，因此一般作为高压电线电缆的绝缘制作材料。
目前在电缆，尤其是架空电缆或者高压电缆上对电路的绝缘性要求比较高，尤其是在特种电缆领域，例如申请号为CN201810329308的中国发明专利申请公开了一种聚乙烯绝缘架空电缆料，由以下重量份的原料制成：聚乙烯，70～80；天然橡胶，15～20；炭黑N550，35～45；增塑剂Mediaplast NB-7，5～8；增塑剂DEDB，10～15；防老剂A，3～5；硫化剂BP，1～2；硫化剂DCP，1～2；硅藻土，20～40；白烟活性剂PEG 4000，0.6；促进剂TMTD，1～2；气相白炭黑，12～16；改性滑石粉，10～15。其中的聚乙烯绝缘架空电缆料具有良好的耐寒、耐热、抗疲劳、抗弯折性能，但在改良其物理性能的同时，但是耐老化性能并未得到显著的提升，尚待提高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料及其制备方法，绝缘性能非常好，且耐老化性能良好。
本发明采用以下技术方案：
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯80～100份、丁基橡胶40～60份、天然橡胶30～50份、三元乙丙橡胶40～60份、氧化锌20～30份、二氧化钛10～20份、四氧化三铅4～8份、过氧化二异丙苯3～8份、玻璃粉4～6份、碳酸钙30～40份、煅烧陶土20～25份、微晶石蜡30～33份。
作为优选，一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯90份、丁基橡胶50份、天然橡胶40份、三元乙丙橡胶50份、氧化锌25份、二氧化钛15份、四氧化三铅6份、过氧化二异丙苯5份、玻璃粉5份、碳酸钙35份、煅烧陶土23份、微晶石蜡31份。
作为优选，一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯80份、丁基橡胶40份、天然橡胶30份、三元乙丙橡胶40份、氧化锌20份、二氧化钛10份、四氧化三铅4份、过氧化二异丙苯3份、玻璃粉4份、碳酸钙30份、煅烧陶土20份、微晶石蜡30份。
作为优选，一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯100份、丁基橡胶60份、天然橡胶50份、三元乙丙橡胶60份、氧化锌30份、二氧化钛20份、四氧化三铅8份、过氧化二异丙苯8份、玻璃粉6份、碳酸钙40份、煅烧陶土25份、微晶石蜡33份。
作为优选，一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯88份、丁基橡胶48份、天然橡胶38份、三元乙丙橡胶48份、氧化锌22份、二氧化钛17份、四氧化三铅5份、过氧化二异丙苯7份、玻璃粉4份、碳酸钙33份、煅烧陶土23份、微晶石蜡32份。
作为优选，所述玻璃粉的加入量为三种橡胶加入总量的3.5％。玻璃粉可以提高本发明的绝缘性，合适比例的加入量还可以改善耐热老化性，耐温等级达到150℃。
作为优选，用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。
作为优选，所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。经过改性后的聚乙烯在挤出时不再受温度影响而发生交联反应，可以选择对绝缘材料性能最合适的温度进行加工，而不用考虑聚乙烯的最佳温度。
作为优选，在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射。经过辐射后，可以提高本发明材料的抗拉强度。此外，试验发现在挤出熔融状态辐射后的材料，其导电性大大降低。
作为优选，所述辐射剂量为100～200kGy。
本发明与现有技术相比，其显著的有益效果在于：本发明提出的电缆护套的绝缘材料，使用煅烧陶土以降低陶土的亲水性，进而增强材料的绝缘性能，而其中同时掺杂适量的玻璃粉，既可以在提高其的绝缘性的同时改善耐热老化性，而煅烧陶土的加入则能搞增强材料的绝缘性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯90份、丁基橡胶50份、天然橡胶40份、三元乙丙橡胶50份、氧化锌25份、二氧化钛15份、四氧化三铅6份、过氧化二异丙苯5份、玻璃粉4份、碳酸钙35份、煅烧陶土23份、微晶石蜡31份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射，所述辐射剂量为150kGy。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
对照例1
与实施例1相同，区别在于：加入的玻璃粉量较大。
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯90份、丁基橡胶50份、天然橡胶40份、三元乙丙橡胶50份、氧化锌25份、二氧化钛15份、四氧化三铅6份、过氧化二异丙苯5份、玻璃粉9份、碳酸钙35份、煅烧陶土23份、微晶石蜡31份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射，所述辐射剂量为150kGy。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
实施例2
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯80份、丁基橡胶40份、天然橡胶30份、三元乙丙橡胶40份、氧化锌20份、二氧化钛10份、四氧化三铅4份、过氧化二异丙苯3份、玻璃粉4份、碳酸钙30份、煅烧陶土25份、微晶石蜡30份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射，所述辐射剂量为180kGy。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
对照例2
与实施例2相同，区别在于：不加煅烧陶土。
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯80份、丁基橡胶40份、天然橡胶30份、三元乙丙橡胶40份、氧化锌20份、二氧化钛10份、四氧化三铅4份、过氧化二异丙苯3份、玻璃粉4份、碳酸钙30份、微晶石蜡30份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射，所述辐射剂量为180kGy。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
实施例3
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯100份、丁基橡胶60份、天然橡胶50份、三元乙丙橡胶60份、氧化锌30份、二氧化钛20份、四氧化三铅8份、过氧化二异丙苯8份、玻璃粉6份、碳酸钙40份、煅烧陶土25份、微晶石蜡33份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射，所述辐射剂量为200kGy。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
对照例3
与实施例3相同，区别在于：未经辐射处理。
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯100份、丁基橡胶60份、天然橡胶50份、三元乙丙橡胶60份、氧化锌30份、二氧化钛20份、四氧化三铅8份、过氧化二异丙苯8份、玻璃粉6份、碳酸钙40份、煅烧陶土25份、微晶石蜡33份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
实施例4
一种用于电缆的耐热耐老化绝缘护套材料，包含如下重量份数的组份：聚乙烯88份、丁基橡胶48份、天然橡胶38份、三元乙丙橡胶48份、氧化锌22份、二氧化钛17份、四氧化三铅5份、过氧化二异丙苯7份、玻璃粉5份、碳酸钙33份、煅烧陶土23份、微晶石蜡32份。
用于电缆的耐热耐老化绝缘护套材料，其制备方法包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射，所述辐射剂量为200kGy。
所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
性能测试：对本发明和对照例进行性能测试，其中的抗拉强度变化率和断裂伸长率变化率是在135℃，168h空气箱热老化后测定的。
Figure BDA0002756959420000051
由以上本发明的实施例以及测试过程，本发明绝缘材料在制备过程中，通过加入合适量的玻璃粉使得在提高其的绝缘性的同时改善耐热老化性，而煅烧陶土的加入则能搞增强材料的绝缘性能。经辐射后，本发明的抗拉强度有所提高，且导电性降低，绝缘性提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其特征在于，包含如下重量份数的组份：聚乙烯80～100份、丁基橡胶40～60份、天然橡胶30～50份、三元乙丙橡胶40～60份、氧化锌20～30份、二氧化钛10～20份、四氧化三铅4～8份、过氧化二异丙苯3～8份、玻璃粉4～6份、碳酸钙30～40份、煅烧陶土20～25份、微晶石蜡30～33份。
2.根据权利要求1所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其特征在于，包含如下重量份数的组份：聚乙烯90份、丁基橡胶50份、天然橡胶40份、三元乙丙橡胶50份、氧化锌25份、二氧化钛15份、四氧化三铅6份、过氧化二异丙苯5份、玻璃粉5份、碳酸钙35份、煅烧陶土23份、微晶石蜡31份。
3.根据权利要求1所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其特征在于，包含如下重量份数的组份：聚乙烯80份、丁基橡胶40份、天然橡胶30份、三元乙丙橡胶40份、氧化锌20份、二氧化钛10份、四氧化三铅4份、过氧化二异丙苯3份、玻璃粉4份、碳酸钙30份、煅烧陶土20份、微晶石蜡30份。
4.根据权利要求1所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其特征在于，包含如下重量份数的组份：聚乙烯100份、丁基橡胶60份、天然橡胶50份、三元乙丙橡胶60份、氧化锌30份、二氧化钛20份、四氧化三铅8份、过氧化二异丙苯8份、玻璃粉6份、碳酸钙40份、煅烧陶土25份、微晶石蜡33份。
5.根据权利要求1所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其特征在于，包含如下重量份数的组份：聚乙烯88份、丁基橡胶48份、天然橡胶38份、三元乙丙橡胶48份、氧化锌22份、二氧化钛17份、四氧化三铅5份、过氧化二异丙苯7份、玻璃粉4份、碳酸钙33份、煅烧陶土23份、微晶石蜡32份。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料，其特征在于，所述玻璃粉的加入量为三种橡胶加入总量的3.5％。
7.基于权利要求1所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将氧化锌、二氧化钛、四氧化三铅、过氧化二异丙苯、玻璃粉、碳酸钙、煅烧陶土、微晶石蜡混合均匀；再将上述混合物和聚乙烯、丁基橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶混合均匀，放入挤出机中共混，挤出造粒，得到绝缘材料。
8.根据权利要求7所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯经马来酸酐改性，方法如下：将马来酸酐、顺丁烯二酸酐、二甲基丙烯酸乙二醇酯和聚乙烯按质量比7:1:3:100混合，反应3～4h，得到改性聚乙烯。
9.根据权利要求7所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料的制备方法，其特征在于，在挤出过程中，在熔融状态下进行电离辐射。
10.根据权利要求7所述的用于电缆的耐热耐老化绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述辐射剂量为100～200kGy。
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