CN112574491B - 一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料及其制备方法 - Google Patents

一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料及其制备方法，护套料的原料组分及重量份为：聚烯烃树脂90‑100份、润滑剂1.0‑5.0份、抗氧剂0.20‑0.70份、超细超导电炭黑5‑15份、自制改性剂2‑8份。本发明以性能优异聚烯烃树脂为基材，炭黑含量低，材料具有非常好的挤出加工性能，制备的护套料具有优越的导电性，完全环保，挤出表面细腻，具有非常好的力学性能和抗开裂性能，阻水效果好，适用于对力学性能，吸水性，抗开裂等要求较高的中高压新型海缆半导电外护套层，可以更好的保证电缆的正常使用和运行。

Description

一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料及其制备方法。
背景技术
随着海底电缆(简称海缆)的大量、大面积推广使用，对海缆的电缆结构也在不断推陈出新，特别是在一些特殊应用领域，由于金属铅护套本身环保属性不是很好，且其柔韧性不够，在很多地方使用时受到一定的限制，一方面是环保考虑，还有就是电缆的弯曲无法满足要求，已经有需求提出不使用铅护套，而只用半导电护套，这就对半导电护套层提出了更高要求。现有的半导电护套基本上都是采用的常规导电炭黑，添加比例通常在30％左右。炭黑本身是吸潮吸水的，如此高的炭黑含量很难保证材料的吸水性能；同时由于没有了平滑的铅护套，半导电护套挤出也会存在开裂风险。因此，需要有针对性的开发出可以满足上述要求的特种半导电护套料，以适应海缆市场的需求与发展。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料及其制备方法，以聚烯烃树脂为基材，炭黑含量低，材料具有非常好的挤出加工性能，各项使用性能优良，制备工艺简单，设备投资小且效率高、成本低。
本发明采用如下技术方案：
一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料，由以下重量份的原料制备而成：聚烯烃树脂90-100份、润滑剂1.0-5.0份、抗氧剂0.20-0.70份、超细超导电炭黑5-15份、自制改性剂2-8份。
所述聚烯烃树脂为聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体中的任意一种或几种。
所述自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成。
所述特种助剂为二甲基硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷等中的一种或多种组合。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP中的一种；所述超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
或者，所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的组合。
一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒、烘干，即得所述海缆用特种半导电聚烯烃护套料。
所述步骤S1中原料在高速混合机中的混合温度为30-75℃，混合时间为3-20min。
所述步骤S2中混合料在双螺杆挤出机中的挤出温度为145-195℃；粒料烘干温度为70-85℃，烘干时间为1-3h。
一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料在制备中高压海底电缆半导电外护套层中的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明以性能优异聚烯烃树脂为基材，炭黑含量低，材料具有非常好的挤出加工性能，制备的护套料具有优越的导电性，完全环保，挤出表面细腻，具有非常好的力学性能和抗开裂性能，阻水效果好，适用于对力学性能，吸水性，抗开裂等要求较高的中高压新型海缆半导电外护套层，可以更好的保证电缆的正常使用和运行。
另外，本发明制备工艺简单，设备投资小且效率高、成本低。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：
本实施例提供一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料，在护套料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚烯烃树脂100份，润滑剂3份，抗氧剂0.4份，超细超导电炭黑6.5份，自制改性剂4份。
其中，聚烯烃树脂为聚乙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯共聚物的组合；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂二甲基硅氧烷；润滑剂为聚乙烯蜡(本实施例中选用进口聚乙烯蜡)；所述抗氧剂为抗氧剂1010，超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为15min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在80℃下烘干，烘干时间为2h，即得所述海缆用特种半导电聚烯烃护套料。
实施例2：
本实施例提供一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料，在护套料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚烯烃树脂100份，润滑剂3份，抗氧剂0.4份，超细超导电炭黑10份，自制改性剂4份。
其中，聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂为二甲基硅氧烷和八甲基环四硅氧烷的组合；润滑剂为聚乙烯蜡(本实施例中选用进口聚乙烯蜡)；所述抗氧剂为抗氧剂DLTP，超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为15min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在80℃下烘干，烘干时间为2h，即得所述海缆用特种半导电聚烯烃护套料。
实施例3：
本实施例提供一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料，在护套料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚烯烃树脂90份，润滑剂5.0份，抗氧剂0.20份，超细超导电炭黑15份，自制改性剂2份。
其中，聚烯烃树脂为聚烯烃弹性体；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂为丙基三甲氧基硅烷；润滑剂为硬脂酸镁；所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的组合，超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为20min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在70℃下烘干，烘干时间为3h，即得所述海缆用特种半导电聚烯烃护套料。
实施例4：
本实施例提供一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料，在护套料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚烯烃树脂100份，润滑剂1.0份，抗氧剂0.70份，超细超导电炭黑5份，自制改性剂8份。
其中，聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚烯烃弹性体的组合；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂为八甲基环四硅氧烷和丙基三甲氧基硅烷组合；润滑剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物；所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的组合，超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为3min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在85℃下烘干，烘干时间为1h，即得所述海缆用特种半导电聚烯烃护套料。
对比例1：
混合及挤出造粒等工艺同实施例1，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚烯烃树脂100份，润滑剂3份，抗氧剂0.3份，超细超导电炭黑47份，自制改性剂4份。
其中，聚烯烃树脂为聚乙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯共聚物的组合；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂二甲基硅氧烷；润滑剂为聚乙烯蜡(本实施例中选用进口聚乙烯蜡)；所述抗氧剂为抗氧剂1010，超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
按照上述相同方法，但是添加的超细超导电炭黑的量很大，制备电缆料，作为对比例。
性能测试：
将按照实施例1-2及对比例1中配比制得的海缆用特种半导电聚烯烃护套料分别按照相关标准进行性能测试，所制备的电缆料的相关性能结果见表1。
表1实施例1-2及对比例1制得电缆料性能测试结果
Figure BDA0002833330570000061
由上表1可知，上述实施例1-2中制得的聚烯烃护套料，在通过选用性能优异聚烯烃树脂为基材改性以后，综合性能优异，所制备的电缆料具有非常好的挤出加工性能，同时具有非常好的力学性能和抗开裂性能，导电性能优，可以广泛用于特种结构的中高压海底电缆导电外护层，有效确保电缆的机械性能、抗开裂性能和阻水性能，提高电缆的使用寿命，对企业提高产品的知名度，社会安全效益等都有非常积极的意义。而对比例1中将炭黑含量提高到30％左右，其综合性能明显下降。
综上所述，本发明制得的海缆用特种半导电聚烯烃护套料具有良好的综合性能，有效克服了现有技术中的种种缺点，且制备工艺简单，设备投资小、效率高、成本低，具较高产业利用价值。
本发明未述之处适用于现有技术。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种海缆用特种半导电聚烯烃护套料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚烯烃树脂90-100份；润滑剂1.0-5.0份；抗氧剂0.20-0.70份 超细超导电炭黑5-15份；自制改性剂2-8份；
所述自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成；
所述特种助剂为二甲基硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合；所述聚烯烃树脂为聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体中的任意一种或几种；所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP中的一种；所述超细超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
2.根据权利要求1所述的海缆用特种半导电聚烯烃护套料，其特征在于，所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的组合。
3.一种权利要求1或2所述的海缆用特种半导电聚烯烃护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒、烘干，即得所述海缆用特种半导电聚烯烃护套料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中原料在高速混合机中的混合温度为30-75℃，混合时间为3-20min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中混合料在双螺杆挤出机中的挤出温度为145-195℃；粒料烘干温度为70-85℃，烘干时间为1-3h。
6.一种权利要求1或2所述的海缆用特种半导电聚烯烃护套料在制备中高压海底电缆半导电外护套层中的应用。
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