CN115073840B - 电缆绝缘材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电缆绝缘材料及其制备方法和应用，电缆绝缘材料包括A组分和B组分：所述A组分包括第一基材、第二基材、硅烷偶联剂、引发剂以及抗氧剂；所述B组分包括线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂以及抗氧剂；所述A组分与B组分的质量比为10～20:1，优选为10～15:1；所述A组分中，所述第一基材和所述第二基材的质量比小于8:1，优选0.2～5:1。本发明的电缆绝缘材料的柔软度高，可以提供很好的柔软性能，能够满足汽车线、充电桩等特种电缆的柔软要求，同时通过交联后，材料耐温等级有了明显提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘材料及其制备方法和应用，属于绝缘材料加工技术领域。
背景技术
硅烷法交联聚乙烯技术自60年代末问世以来，得到了长足的发展，获得了广泛的应用。现在工业上硅烷交联聚乙烯主要有三种工艺方法：二步法生产工艺(又称SioplasE)、一步法生产工艺(又称MonosilR)和乙烯基硅烷共聚物工艺。
聚乙烯经硅烷交联后，其机械性能、耐热性能、耐化学性能、耐应力开裂性能得到很大程度的提高，这就拓宽了应用范围。硅烷交联聚乙烯主要应用于中、低压电线、电缆的绝缘方面，为我国创造了良好的经济效益。
目前市场上大多电缆绝缘料硬度太高，在很多场合难以应用，因此研究一种制备方法简单易懂，硬度低高绝缘的电缆绝缘料刻不容缓。
发明内容
发明要解决的问题
现有绝缘电缆料硬度太高，进一步地，本发明还提供了一种电缆绝缘材料的制备方法，所述制备方法简单易行，原产易于获取。
用于解决问题的方案
本发明提供一种电缆绝缘材料，其包括A组分和B组分：
所述A组分包括第一基材、第二基材、硅烷偶联剂、引发剂以及抗氧剂；
所述B组分包括线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂以及抗氧剂；
所述A组分与B组分的质量比为10～20:1，优选为10～15:1；
所述A组分中，所述第一基材和所述第二基材的质量比小于8:1，优选0.2～5:1。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，A组分中，以所述A组分的重量份为100计，所述第一基材的加入量为45.22～54.78重量份；所述第二基材的加入量为19.66～51.28重量份；所述抗氧剂的加入量为0.02～1重量份；所述硅烷偶联剂的加入量为1.7～3重量份；所述引发剂的加入量为0.1～1重量份。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，所述第一基材包括低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，所述第二基材包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物；优选地，所述第二基材包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物，其中，以所述A组分的重量份为100计，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的加入量为1～50.28重量份，所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为1～50.28重量份。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，B组分中，以所述B组分的重量份为100计，所述线性低密度聚乙烯的加入量为94.6～98重量份；所述硅烷交联催化剂的加入量为0.22～1.65重量份；所述抗氧剂的加入量为0.35～5重量份。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，所述抗氧剂包括N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种以上的组合。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或两种以上的组合；和/或，
所述硅烷交联催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸中的一种或两种组合。
根据本发明所述的抗铜氧化包覆材料，其中，所述电缆绝缘材料的邵氏硬度为85A以下。
本发明还提供一种根据本发明所述的电缆绝缘材料在制备中低压电缆绝缘料中的应用。
本发明又提供一种电缆，其包括根据本发明所述的电缆绝缘材料。
发明的效果
本发明的电缆绝缘材料的柔软度高，可以提供很好的柔软性能，能够满足汽车线、充电桩等特种电缆的柔软要求，同时通过交联后，材料耐温等级有了明显提升。
进一步地，本发明的电缆绝缘材料的可以使第一基材的线性结构可以穿插到第二基材的结构中，从而减低第一基材和第二基材的接枝的速度，降低其预交联的可能，提高了产品的耐温等级。
进一步地，本发明的电缆绝缘材料的制备方法简单易行，原产易于获取，适合大批量生产。
具体实施方式
以下将详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
第一方面
本发明的第一方面提供了一种电缆绝缘材料，其包括：
所述A组分包括第一基材、第二基材、硅烷偶联剂、引发剂以及抗氧剂；
所述B组分包括线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂以及抗氧剂；
所述A组分与B组分的质量比为10～20:1，优选为10～15:1；
所述A组分中，所述第一基材和所述第二基材的质量比小于8:1，优选0.2～5:1。
本发明的电缆绝缘材料具有高柔软度，可以提供很好的柔软性能；所述电缆绝缘材料具有高耐温等级，可以耐125℃的高温；另外，本发明的电缆绝缘材料还可以通过158℃×240h的老化要求。
<A组分>
在本发明中，所述A组分包括第一基材、第二基材、硅烷偶联剂、引发剂以及抗氧剂。
在所述A组分中，所述第一基材和所述第二基材的质量比均小于8:1，优选，优选0.2～5:1。例如：7:1、6:1、5:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、0.5:1、0.4:1、0.2:1、0.1:1等。所述第一基材和所述第二基材的质量比小于8:1时，能够获得高柔软度，高断裂伸长率的电缆绝缘材料。
在本发明的A组分中，以所述A组分的重量份为100计，所述第一基材的加入量为45.22～54.78重量份，例如：46重量份、47重量份、48重量份、49重量份、50重量份、51重量份、52重量份、53重量份等。如果第一基材的加入量过低，会导致出现大量的预交联和交联不均匀；如果第一基材的加入量过高，则材料硬度太高，不能满足柔软度的要求。
在一些具体的实施方案中，本发明的第一基材优选为低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。具体地，本发明的线性低密度聚乙烯的密度通常为0.915～0.922g/cm3，分子量为2×104～3×104Da。本发明的低密度聚乙烯的密度通常为0.910～0.925g/cm3，分子量为5×104～50×104Da。
在本发明的A组分中，以所述A组分的重量份为100计，所述第二基材的加入量为19.66～51.28重量份，例如：20重量份、22重量份、25重量份、28重量份、30重量份、32重量份、35重量份、38重量份、40重量份、42重量份、45重量份、48重量份、50重量份、51重量份等。如果第二基材的加入量过低，则电缆绝缘材料的柔软度不够；如果第二基材的加入量过高，则容易出现交联度过高，加工困难的问题。
作为优选，所述第二基材包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物。优选地，所述第二基材包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物。
具体地，当使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物的组合作为第二基材时，能够进一步获得机械性能优异(例如：断裂伸长率)的电缆绝缘材料。其中，以所述A组分的重量份为100计，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的加入量为1～50.28重量份，例如：5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、15重量份、18重量份、20重量份、22重量份、25重量份、28重量份、30重量份、32重量份、35重量份、38重量份、40重量份、42重量份、45重量份、48重量份、50重量份、51重量份等；所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为1～50.28重量份，例如：例如：5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、15重量份、18重量份、20重量份、22重量份、25重量份、28重量份、30重量份、32重量份、35重量份、38重量份、40重量份、42重量份、45重量份、48重量份、50重量份、51重量份等。当所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的加入量为1～50.28重量份，所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为1～50.28重量份时，电缆绝缘材料的断裂伸长率性能更加优异。
在本发明的A组分中，所述抗氧剂的加入量为0.02～1重量份，例如：0.05重量份、0.1重量份、0.3重量份、0.5重量份、0.7重量份、0.9重量份等；添加本发明的抗氧剂可以使本发明的电缆绝缘材料起到良好的抗氧化的作用。当抗氧剂的含量过高时，不能很好的起到抗氧化的作用；当抗氧剂的含量过低时，会导致交联度不足。
具体地，所述抗氧剂可以包括N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧剂DSTP)、硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)、苯并三氮唑钠盐，甲基苯并三氮唑钠盐中的一种或两种以上的组合。
在本发明的A组分中，所述硅烷偶联剂的加入量为1.7～3重量份，例如：1.9重量份、2.1重量份、2.3重量份、2.5重量份、2.7重量份、2.9重量份等；添加本发明的硅烷偶联剂可以为本发明的电缆绝缘材料提供足够的交联度。当硅烷偶联剂的添加量过高时，会导致交联度不足，当硅烷偶联剂的添加量过低时，会导致交联过度或者产生预交联。
具体地，所述硅烷偶联剂优选包括乙烯基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂A-151)、乙烯基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂A-171)、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(硅烷偶联剂A-172)中的一种或两种以上。
另外，本发明的A组分中的引发剂的加入量为0.1～1份，例如：0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.9重量份等。当引发剂的含量过低时，不能很好的起到引发自由基的作用，当引发剂过高时，会导致交联过度。作为优选，所述引发剂为过氧化物引发剂，包括选自过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化月桂酰中的一种或两种以上的组合。
<B组分>
在本发明中，所述B组分包括线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂、抗氧剂。
对于线性低密度聚乙烯，与A组分一致，本发明的线性低密度聚乙烯的密度通常为0.918～0.922g/cm3，分子量为2×104～3×104Da。
在一些具体的实施方案中，以所述B组分的重量份为100计，所述线性低密度聚乙烯的加入量为94.6～98重量份。当线性低密度聚乙烯添加量过低时，会导致与各种助剂的比例失调，力学性能受到影响。当线性低密度聚乙烯添加量过高时，会导致混合不均匀现象。
对于硅烷交联催化剂，可加快聚乙烯交联的速度。在一些具体的实施方案中，以所述B组分的总质量为100重量份计，所述硅烷交联催化剂的含量为0.22～1.65重量份，当硅烷交联催化剂添加量过低时，聚乙烯交联速度慢。当硅烷交联催化剂添加量过高时，交联太快，其残余催化剂会影响材料的性能。
具体地，本发明的所述硅烷交联催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸中的一种或两种组合。
对于抗氧剂，添加本发明的抗氧剂可以使本发明的电缆绝缘材料起到良好的抗氧化的作用。以所述B组分的总质量为100重量份计，抗氧剂的加入量为0.35～5重量份。当抗氧剂的含量过低时，不能很好的起到抗氧化的作用；当抗氧剂的含量过高时，会导致交联度不足。
具体地，在本发明的B组分中，其抗氧剂可以与A组分中的抗氧剂相同或不同。具体地，所述抗氧剂包括N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧剂DSTP)、硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)、苯并三氮唑钠盐，甲基苯并三氮唑钠盐中的一种或两种以上的组合。
第二实施方式
本发明的第二实施方式提供了一种电缆绝缘材料的制备方法，其包括将所述电缆绝缘材料的各组分混合的步骤。
具体地，本发明的制备方法包括以下步骤：
1、先将第一基材、第二基材加入到双螺杆挤出机，记作A1。
2、再将硅烷偶联剂、引发剂、抗氧剂加入到双螺杆挤出机中，与A1混合并进行接枝，然后进入双螺杆切粒，进入烘料仓中烘干，记作A组分。
3、将线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂、抗氧剂加入到双螺杆挤出机中进行混合，然后拉条切粒，进入烘料仓中烘干制得B组分；
4、将A组分和B组分按照一定的比例混合，作为最终产品。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
本实施例1提供一种电缆绝缘材料，其中，A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为54.4重量份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为43重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.05重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.55重量份。
A组分的制备步骤为：将线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)经过低速搅拌机搅拌均匀后，经过高精度粒料计量秤，从双螺杆一区进入双螺杆；将4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硅烷偶联剂、过氧化二异丙苯(DCP)经过搅拌机搅拌均匀后，经过高精度液体计量秤，从双螺杆3区进入双螺杆。所有材料成分在双螺杆挤出机中的螺杆剪切的作用下，发生硅烷接枝反应，并经过双螺杆的混合作用，使材料均一性增加；接枝的料团进入单螺杆再次泄压均化后，通过模板切粒，成品粒子进入水中冷却后，进入脱水机脱水干燥后，即得A组分。
其中，双螺杆第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
B组分的制备步骤为：将B组分原料在高速混合搅拌机中混合均匀后，使用双螺杆计量的方式将混合材料输送至双螺杆一区，采用拉条切粒的方式获得成品粒子，在经过烘料仓的长时间烘干后，包装作为B组份使用。
其中双螺杆的温度为60-200℃，第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
最后，将A组分和B组分按照质量比15：1混合使用单螺杆挤出，制得实施例1的电缆绝缘材料。
实施例2
本实施例2提供一种电缆绝缘材料，其中，A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为54.4重量份；乙烯-辛烯共聚物(POE)为43重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.02重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.625重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.375重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.58重量份。
A组分的制备步骤为：将线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物(POE)经过低速搅拌机搅拌均匀后，经过高精度粒料计量秤，从双螺杆一区进入双螺杆；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硅烷偶联剂、过氧化二异丙苯(DCP)经过搅拌机搅拌均匀后，经过高精度液体计量秤，从双螺杆3区进入双螺杆。所有材料成分在双螺杆挤出机中的螺杆剪切的作用下，发生硅烷接枝反应，并经过双螺杆的混合作用，使材料均一性增加；接枝的料团进入单螺杆再次泄压均化后，通过模板切粒，成品粒子进入水中冷却后，进入脱水机脱水干燥后，即得A组分。
其中，双螺杆第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
B组分的制备步骤为：将B组分原料在高速混合搅拌机中混合均匀后，使用双螺杆计量的方式将混合材料输送至双螺杆一区，采用拉条切粒的方式获得成品粒子，在经过烘料仓的长时间烘干后，包装作为B组份使用。
其中双螺杆的温度为60-200℃，第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
最后，将A组分和B组分按照质量比15：1混合使用单螺杆挤出，制得实施例2的电缆绝缘材料。
实施例3
本实施例3提供一种电缆绝缘材料，其中，A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为50重量份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为15.33，乙烯-辛烯共聚物(POE)为32.33重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.04重量份；硅烷偶联剂为1.7重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.51重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.19重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.6重量份。
A组分的制备步骤为：将线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物经过低速搅拌机搅拌均匀后，经过高精度粒料计量秤，混合料从双螺杆一区进入双螺杆；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硅烷偶联剂、过氧化二异丙苯(DCP)经过搅拌机搅拌均匀后，经过高精度液体计量秤，从双螺杆3区进入双螺杆。所有材料成分在双螺杆挤出机中的螺杆剪切的作用下，发生硅烷接枝反应，并经过双螺杆的混合作用，使材料均一性增加；接枝的料团进入单螺杆再次泄压均化后，通过模板切粒，成品粒子进入水中冷却后，进入脱水机脱水干燥后，即得A组分。
其中，双螺杆第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
B组分的制备步骤为：将B组分原料在高速混合搅拌机中混合均匀后，使用双螺杆计量的方式将混合材料输送至双螺杆一区，采用拉条切粒的方式获得成品粒子，在经过烘料仓的长时间烘干后，包装作为B组份使用。
其中双螺杆的温度为60-200℃，第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
最后，将A组分和B组分按照质量比15：1混合使用单螺杆挤出，制得实施例3的电缆绝缘材料。
实施例4
本实施例4提供一种电缆绝缘材料，其中，A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为52重量份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为15.36，乙烯-辛烯共聚物(POE)为30重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.05重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.59重量份。
A组分的制备步骤为：将线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)经过低速搅拌机搅拌均匀后，经过高精度粒料计量秤，混合料从双螺杆一区进入双螺杆；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硅烷偶联剂、过氧化二异丙苯(DCP)经过搅拌机搅拌均匀后，经过高精度液体计量秤，从双螺杆3区进入双螺杆。所有材料成分在双螺杆挤出机中的螺杆剪切的作用下，发生硅烷接枝反应，并经过双螺杆的混合作用，使材料均一性增加；接枝的料团进入单螺杆再次泄压均化后，通过模板切粒，成品粒子进入水中冷却后，进入脱水机脱水干燥后，即得A组分。
其中，双螺杆第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
B组分的制备步骤为：将B组分原料在高速混合搅拌机中混合均匀后，使用双螺杆计量的方式将混合材料输送至双螺杆一区，采用拉条切粒的方式获得成品粒子，在经过烘料仓的长时间烘干后，包装作为B组份使用。
其中双螺杆的温度为60-200℃，第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
最后，将A组分和B组分按照质量比15：1混合使用单螺杆挤出，制得实施例4的电缆绝缘材料。
实施例5
本实施例5提供一种电缆绝缘材料，其中，以重量份计，A组分原料配方如下：线性低密度聚乙烯为73.41重量份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为8，乙烯-辛烯共聚物(POE)为16重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.05重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.54重量份。
A组分的制备步骤为：将聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)经过低速搅拌机搅拌均匀后，经过高精度粒料计量秤，混合料从双螺杆一区进入双螺杆；4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硅烷偶联剂、过氧化二异丙苯(DCP)经过搅拌机搅拌均匀后，经过高精度液体计量秤，从双螺杆3区进入双螺杆。所有材料成分在双螺杆挤出机中的螺杆剪切的作用下，发生硅烷接枝反应，并经过双螺杆的混合作用，使材料均一性增加；接枝的料团进入单螺杆再次泄压均化后，通过模板切粒，成品粒子进入水中冷却后，进入脱水机脱水干燥后，即得A组分。
其中，双螺杆第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
B组分的制备步骤为：将B组分原料在高速混合搅拌机中混合均匀后，使用双螺杆计量的方式将混合材料输送至双螺杆一区，采用拉条切粒的方式获得成品粒子，在经过烘料仓的长时间烘干后，包装作为B组份使用。
其中双螺杆的温度为60-200℃，第一区的温度为60℃，第二区的温度为160℃，第三区的温度为125℃，第四区的温度为175℃，第五区的温度为180℃，第六区的温度为195℃，第七区的温度为200℃，第八区的温度为205℃，第九区的温度为205℃；双螺杆出料的熔体温度为195℃。
最后，将A组分和B组分按照质量比15：1混合使用单螺杆挤出，制得实施例5的电缆绝缘材料。
对比例1
A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为97.4重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.05重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.55重量份。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
其余与实施例1一致。
对比例2
A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为91.45重量份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为3重量份，乙烯-辛烯共聚物(POE)为3重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.02重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为0.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.53重量份。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
其余与实施例1一致。
对比例3
A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为87.42重量份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为10重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.05重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.52重量份。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
其余与实施例1一致。
对比例4
A组分原料配方如下：以A组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为87.42重量份；乙烯-辛烯共聚物(POE)为10重量份；4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)为0.05重量份；硅烷偶联剂为2重量份，其中，乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为1.78重量份，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)为0.22重量份；过氧化二异丙苯(DCP)为0.53重量份。
B组分原料配方如下：以B组分的重量份为100计，线性低密度聚乙烯为98重量份、抗氧剂4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)的加入量为1重量份，硅烷交联催化剂二月桂酸二丁基锡的加入量为1重量份。
其余与实施例1一致。
性能测试
将实施例1-5的电缆绝缘材料按照下表1的测试标准与要求进行相关性能测试，结果如表2所示：
表1
表2
由表2的检测结果可以看出，本申请实施例的电缆绝缘材料的各方面检测项目都较好，其中，实施例1-4的硬度更低，更能够达到要求，实施例3和实施例4的断裂伸长率更高。
将对比例1-4的电缆绝缘材料按照上表1的测试标准与要求进行相关性能测试，结果如表3所示：
表3
/>
由表3可以看出，对比例1中，只含有线性低密度聚乙烯，不含有第二基材，但是其拉伸强度和断裂伸长率均较低。且硬度过高，远不能达到要求。
对比例2-4中，第二基材的含量较低，第一基材和第二基材的质量比均大于8:1，因此，其拉伸强度和断裂伸长率均较低，且硬度过高，远不能达到要求。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电缆绝缘材料，其特征在于，包括A组分和B组分：
所述A组分包括第一基材、第二基材、硅烷偶联剂、引发剂以及抗氧剂，所述第二基材包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物；
所述B组分包括线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂以及抗氧剂；
所述A组分与B组分的质量比为10~20:1；
所述A组分中，所述第一基材和所述第二基材的质量比小于8:1；
以所述A组分的重量份为100计，所述第二基材的加入量为19.66~51.28重量份；其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的加入量为1~50.28重量份，所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为1~50.28重量份。
2.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料，其特征在于，所述A组分与B组分的质量比10~15:1。
3.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料，其特征在于，所述A组分中，所述第一基材和所述第二基材的质量比为0.2~5:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电缆绝缘材料，其特征在于，A组分中，以所述A组分的重量份为100计，所述第一基材的加入量为45.22~54.78重量份；所述抗氧剂的加入量为0.02~1重量份；所述硅烷偶联剂的加入量为1.7~3重量份；所述引发剂的加入量为0.1~1重量份。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电缆绝缘材料，其特征在于，所述第一基材包括低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电缆绝缘材料，其特征在于，B组分中，以所述B组分的重量份为100计，所述线性低密度聚乙烯的加入量为94.6～98重量份；所述硅烷交联催化剂的加入量为0.22～1.65重量份；所述抗氧剂的加入量为0.35～5重量份。
7.根据权利要求1-3任一项所述的电缆绝缘材料，其特征在于，所述抗氧剂包括N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1-3任一项所述的电缆绝缘材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或两种以上的组合；和/或，
所述硅烷交联催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸中的一种或两种组合。
9.根据权利要求1-3任一项所述的电缆绝缘材料，其特征在于，所述电缆绝缘材料的邵氏硬度为85A以下。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的电缆绝缘材料在制备中低压电缆绝缘料中的应用。
11.一种电缆，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的电缆绝缘材料。
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| CN202110266155.XA CN115073840B (zh) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | 电缆绝缘材料及其制备方法和应用 |
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| CN107987367A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-05-04 | 上海新上化高分子材料有限公司 | 低介电常数硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法 |
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