CN113174099A - 一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法 - Google Patents

一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，包括以下重量组份：树脂基料：聚乙烯树脂100份；树脂基料：高熔指聚乙烯3‑11份；交联剂：硅烷交联剂0.5‑3份；引发剂：过氧化二异丙苯0.005‑0.04份；润滑剂：2‑3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.2‑0.9份；催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.02‑0.06份；抗氧剂0.005‑0.03份，本申请使用易溶于硅烷的抗氧剂，有助于提高加工效率，使用常温下反应速度较慢的催化剂，在混合时不产生交联反应，但电缆高温挤出后期才反应，保证了加工质量，采用大量高熔指的线性低密度聚乙烯做为基料，提高材料流动性。

Description

一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体是一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法。
背景技术
硅烷交联聚乙烯绝缘料占据着10kV以下电线电缆绝缘料的大部分的市场份额。在使用单螺杆挤出机挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制造小规格电线时，由于硅烷交联绝缘料中含有过氧化物引发剂，为防止料在螺杆中焦烧，发生预交联，需要尽可能地减少料在螺杆中存留时间，螺杆需要以较高的转速运转，与之对应的是较快的出胶量，小规格电线由于绝缘层较薄，因此需要极快的牵引速度。但是现有硅烷交联聚乙烯绝缘料。
现有硅烷聚乙烯绝缘材料流动性交差，在加工过程时，在对物料进行初步混合时，容易发生局部的交联反应，这样就会给后续加工造成困难，严重影响材料的制备工艺，基于此，现在提供一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量组份：
树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯3-11份；
交联剂：硅烷交联剂0.5-3份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.005-0.04份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.2-0.9份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.02-0.06份；
抗氧剂0.005-0.03份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料2-6份
作为本发明进一步的方案：所述包括以下重量组份：
树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯5-8份；
交联剂：硅烷交联剂1-2份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.01-0.02份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.3-0.8份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.03-0.05份；
抗氧剂0.01-0.02份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料3-5份。
作为本发明进一步的方案：所述抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯或N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼。
作为本发明进一步的方案：所述硅烷交联剂为乙烯基三甲氧硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
作为本发明进一步的方案：所述聚乙烯树脂型号为7042/222WT/218NT。
作为本发明进一步的方案：所述高熔指聚乙烯型号为8320/7144/6101。
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将抗氧剂和催化剂以及润滑剂溶于硅烷交联剂获得复配硅烷，于生产前2小时混合均匀备用；
步骤二：将树脂基料加入真空转鼓加入60℃混合20min后，通过喷雾器均匀加入复配硅烷，混合40min后完成。
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制备方法中的喷雾器：包括混合箱和设置在混合箱左侧的进料斗，所述进料斗下端与混合箱的进料口连接，所述混合箱底部中间位置设有出料管，所述出料管上设有出料阀，所述出料管下端一侧设有用于喷料的喷料管，所述出料管下端另一侧设有与喷料管同轴设置的高压供气阀，所述高压供气阀另一端连接用于提供高压气体的高压泵；所述混合箱内部设有将组份快速混合的混料组件，所述混料组件包括安装在混合箱顶部的驱动电机，所述驱动电机输出端的驱动轴与转动架中间的传动块连接固定，所述转动架上开设有一个滑动槽，所述传动块位于滑动槽中间位置，所述滑动槽两侧分别滑动设有一个滑动块，所述滑动块上转动设有一个向下延伸的搅拌轴，所述搅拌轴下端设有用于对物料进行搅拌的侧杆，左右两侧的侧杆交叉设置，避免工作时出现干涉的问题，所述滑动块为工字型结构，每个搅拌轴上端都设有一个从动齿轮；所述从动齿轮所在的混合箱内壁转动设有一个转动盘，所述混合箱和转动盘之间设有用于阻止其转动的阻力件，所述转动盘中间位置开设有一个传动孔，传动孔内壁设有一个与两个从动齿轮相配合的传动齿环，每个滑动块与滑动槽端部内壁之间通过复位弹簧连接固定，在复位弹簧的牵引下，从动齿轮与传动齿环相互紧压啮合，在驱动电机的带动下，传动块会随着一起转动，在传动齿环的作用下，从动齿轮会在公转的同时进行自转，这里在阻力件的作用下，转动盘也会随着一起转动，但是与转动架之间的转动存在一个速度差。
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制备方法中的喷雾器：所述阻力件包括开设在转动盘上端的阻力槽，所述阻力槽中阵列分布有若干个阻力杆，所述阻力杆转动设置在阻力槽内壁，所述混合箱上端设有一个推动件，所述推动件输出端设有用于伸入阻力槽内部用于阻挡其运动的阻力挡片，所述阻力挡片为弹性片，通过推动件调节阻力挡片的高度，从而调节其下端与阻力杆的接触面积，以便对阻力进行调节。
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制备方法中的喷雾器：所述推动件包括开设在混合箱内顶部的滑动口，滑动口中滑动配合有一个滑动杆，所述滑动杆上端的螺纹孔中配合设有一个螺纹杆，螺纹杆通过转动轴承与混合箱连接固定，所述转动轴承上端设有便于手持的旋钮，所述滑动杆下端设有便于阻力挡片安装的安装端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请使用易溶于硅烷的抗氧剂，有助于提高加工效率，使用常温下反应速度较慢的催化剂，在混合时不产生交联反应，但电缆高温挤出后期才反应，保证了加工质量，采用大量高熔指的线性低密度聚乙烯做为基料，提高材料流动性，另外设置相配合的喷雾器，可以在混料完毕后及时喷料，避免物料转移造成时间的浪费，并且这里的混料方式相比传统的混料而言，可以最快速度的使得物料混合均匀。
附图说明
图1为本发明中喷雾器的结构示意图。
图2为本发明中混料组件的结构示意图。
图3为本发明中混料组件下侧的结构示意图。
其中：混合箱11、阻力杆12、转动盘13、转动架14、滑动块15、侧杆16、搅拌轴17、喷料管18、出料阀19、出料管20、高压供气阀21、高压泵22、滑动槽23、复位弹簧24、进料斗25、滑动杆26、转动轴承27、旋钮28、阻力挡片29、从动齿轮30、驱动电机31、传动块32、阻力槽33、驱动轴34、传动齿环35。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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
本发明实施例中，一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量组份：
树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯3份；
交联剂：硅烷交联剂0.5份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.005份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.2份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.02份；
抗氧剂0.005份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料2-6份。
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将抗氧剂和催化剂以及润滑剂溶于硅烷交联剂获得复配硅烷，于生产前2小时混合均匀备用；步骤二：将树脂基料加入真空转鼓加入60℃混合20min后，通过喷雾器均匀加入复配硅烷，混合40min后完成
实施例2
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量组份：包括以下重量组份：
树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯11份；
交联剂：硅烷交联剂3份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.04份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.9份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.06份；
抗氧剂0.03份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料6份；
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将抗氧剂和催化剂以及润滑剂溶于硅烷交联剂获得复配硅烷，于生产前2小时混合均匀备用；步骤二：将树脂基料加入真空转鼓加入60℃混合20min后，通过喷雾器均匀加入复配硅烷，混合40min后完成。
实施例3
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量组份：树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯5份；
交联剂：硅烷交联剂1份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.01份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.3份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.03份；
抗氧剂0.01份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料3份；
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将抗氧剂和催化剂以及润滑剂溶于硅烷交联剂获得复配硅烷，于生产前2小时混合均匀备用；步骤二：将树脂基料加入真空转鼓加入60℃混合20min后，通过喷雾器均匀加入复配硅烷，混合40min后完成；
实施例4
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，包括以下重量组份：树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯8份；
交联剂：硅烷交联剂2份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.02份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.8份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.05份；
抗氧剂0.02份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料5份；
一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将抗氧剂和催化剂以及润滑剂溶于硅烷交联剂获得复配硅烷，于生产前2小时混合均匀备用；步骤二：将树脂基料加入真空转鼓加入60℃混合20min后，通过喷雾器均匀加入复配硅烷，混合40min后完成；
请参阅图1-3，上述实施例中制备方法中的喷雾器：包括混合箱11和设置在混合箱11左侧的进料斗25，所述进料斗25下端与混合箱11的进料口连接，所述混合箱11底部中间位置设有出料管20，所述出料管20上设有出料阀19，所述出料管20下端一侧设有用于喷料的喷料管18，所述出料管20下端另一侧设有与喷料管18同轴设置的高压供气阀21，所述高压供气阀21另一端连接用于提供高压气体的高压泵22；所述混合箱11内部设有将组份快速混合的混料组件，所述混料组件包括安装在混合箱11顶部的驱动电机31，所述驱动电机31输出端的驱动轴34与转动架14中间的传动块32连接固定，所述转动架14上开设有一个滑动槽23，所述传动块32位于滑动槽23中间位置，所述滑动槽23两侧分别滑动设有一个滑动块15，所述滑动块15上转动设有一个向下延伸的搅拌轴17，所述搅拌轴17下端设有用于对物料进行搅拌的侧杆16，左右两侧的侧杆16交叉设置，避免工作时出现干涉的问题，所述滑动块15为工字型结构，每个搅拌轴17上端都设有一个从动齿轮30；所述从动齿轮30所在的混合箱11内壁转动设有一个转动盘13，所述混合箱11和转动盘13之间设有用于阻止其转动的阻力件，所述转动盘13中间位置开设有一个传动孔，传动孔内壁设有一个与两个从动齿轮30相配合的传动齿环35，每个滑动块15与滑动槽23端部内壁之间通过复位弹簧24连接固定，在复位弹簧24的牵引下，从动齿轮30与传动齿环35相互紧压啮合，在驱动电机31的带动下，传动块32会随着一起转动，在传动齿环35的作用下，从动齿轮30会在公转的同时进行自转，这里在阻力件的作用下，转动盘13也会随着一起转动，但是与转动架14之间的转动存在一个速度差。
所述阻力件包括开设在转动盘13上端的阻力槽33，所述阻力槽33中阵列分布有若干个阻力杆12，所述阻力杆12转动设置在阻力槽33内壁，所述混合箱11上端设有一个推动件，所述推动件输出端设有用于伸入阻力槽33内部用于阻挡其运动的阻力挡片29，所述阻力挡片29为弹性片，通过推动件调节阻力挡片29的高度，从而调节其下端与阻力杆12的接触面积，以便对阻力进行调节。
所述推动件包括开设在混合箱11内顶部的滑动口，滑动口中滑动配合有一个滑动杆26，所述滑动杆26上端的螺纹孔中配合设有一个螺纹杆，螺纹杆通过转动轴承27与混合箱11连接固定，所述转动轴承27上端设有便于手持的旋钮28，所述滑动杆26下端设有便于阻力挡片29安装的安装端。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，包括以下重量组份：
树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯3-11份；
交联剂：硅烷交联剂0.5-3份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.005-0.04份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.2-0.9份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.02-0.06份；
抗氧剂0.005-0.03份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料2-6份。
2.根据权利要求1所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，包括以下重量组份：
树脂基料：聚乙烯树脂100份；
树脂基料：高熔指聚乙烯5-8份；
交联剂：硅烷交联剂1-2份；
引发剂：过氧化二异丙苯0.01-0.02份；
润滑剂：2-3聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷0.3-0.8份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡0.03-0.05份；
抗氧剂0.01-0.02份；
流变助剂：硅橡胶或氟橡胶母料3-5份。
3.根据权利要求1所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯或N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼。
4.根据权利要求1所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，硅烷交联剂为乙烯基三甲氧硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，聚乙烯树脂型号为7042/222WT/218NT。
6.根据权利要求1所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，高熔指聚乙烯型号为8320/7144/6101。
7.一种权利要求1-6任一所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将抗氧剂和催化剂以及润滑剂溶于硅烷交联剂获得复配硅烷，于生产前2小时混合均匀备用；步骤二：将树脂基料加入真空转鼓加入60℃混合20min后，通过喷雾器均匀加入复配硅烷，混合40min后完成。
8.一种权利要求7所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制备方法中的喷雾器，其特征在于，包括混合箱(11)和设置在混合箱(11)左侧的进料斗(25)，所述进料斗(25)下端与混合箱(11)的进料口连接，所述混合箱(11)底部中间位置设有出料管(20)，所述出料管(20)上设有出料阀(19)，所述出料管(20)下端一侧设有用于喷料的喷料管(18)，所述出料管(20)下端另一侧设有与喷料管(18)同轴设置的高压供气阀(21)，所述高压供气阀(21)另一端连接用于提供高压气体的高压泵(22)；
所述混合箱(11)内部设有将组份快速混合的混料组件，所述混料组件包括安装在混合箱(11)顶部的驱动电机(31)，所述驱动电机(31)输出端的驱动轴(34)与转动架(14)中间的传动块(32)连接固定，所述转动架(14)上开设有一个滑动槽(23)，所述传动块(32)位于滑动槽(23)中间位置，所述滑动槽(23)两侧分别滑动设有一个滑动块(15)，所述滑动块(15)上转动设有一个向下延伸的搅拌轴(17)，所述搅拌轴(17)下端外侧设有用于对物料进行搅拌的侧杆(16)，左右两侧的侧杆(16)交叉设置，所述滑动块(15)为工字型结构，每个搅拌轴(17)上端都设有一个从动齿轮(30)；
所述从动齿轮(30)所在的混合箱(11)内壁转动设有一个转动盘(13)，所述混合箱(11)和转动盘(13)之间设有用于阻止其转动的阻力件，所述转动盘(13)中间位置开设有一个传动孔，传动孔内壁设有一个与两个从动齿轮(30)相配合的传动齿环(35)，每个滑动块(15)与滑动槽(23)端部内壁之间通过复位弹簧(24)连接固定，在复位弹簧(24)的牵引下，从动齿轮(30)与传动齿环(35)相互紧压啮合，在驱动电机(31)的带动下，传动块(32)会随着一起转动，在传动齿环(35)的作用下，从动齿轮(30)会在公转的同时进行自转，这里在阻力件的作用下，转动盘(13)也会随着一起转动，但是与转动架(14)之间的转动存在一个速度差。
9.一种权利要求8所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制备方法中的喷雾器，其特征在于，所述阻力件包括开设在转动盘(13)上端的阻力槽(33)，所述阻力槽(33)中阵列分布有若干个阻力杆(12)，所述阻力杆(12)转动设置在阻力槽(33)内壁，所述混合箱(11)上端设有一个推动件，所述推动件输出端设有用于伸入阻力槽(33)内部用于阻挡其运动的阻力挡片(29)，所述阻力挡片(29)为弹性片。
10.一种权利要求9所述的免加工高速挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制备方法中的喷雾器，其特征在于，所述推动件包括开设在混合箱(11)内顶部的滑动口，滑动口中滑动配合有一个滑动杆(26)，所述滑动杆(26)上端的螺纹孔中配合设有一个螺纹杆，螺纹杆通过转动轴承(27)与混合箱(11)连接固定，所述转动轴承(27)上端设有便于手持的旋钮(28)，所述滑动杆(26)下端设有便于阻力挡片(29)安装的安装端。
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