CN115132419A - 一种交联聚乙烯绝缘电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电缆制备技术领域，本发明公开了一种交联聚乙烯绝缘电缆及其制备方法，上述交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外依次设有导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、阻水层和高密度聚乙烯材料制成的保护套。本发明通过对交联聚乙烯绝缘材料中的聚乙烯进行改性得到改性聚乙烯，以此来提升电缆的耐磨性，耐火性；再通过添加超细埃洛石粉等一系列助剂对聚乙烯的绝缘性进行提高，使得最终得到的交联聚乙烯电缆具有优异的机械性能、耐磨性能、绝缘性能、阻燃性能、交联性以及热延伸性能。

Description

一种交联聚乙烯绝缘电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆制备技术领域，尤其涉及一种交联聚乙烯绝缘电缆及其制备方法。
背景技术
架空绝缘电缆既具有导线的特征，也具有电缆的特征，其导体具有传输电流和自承载作用，具有较好的绝缘性能，使电缆可以降低架设高度，提高线路运行安全可靠性。因此，架空配电线路中跨林区、丘陵和河道等区域仍然需要大量使用架空绝缘电缆。
架空绝缘配电线路电压等级多数为35以下的中低压电缆。架空绝缘电缆常用的绝缘材料有交联聚乙烯(XLPE)、聚氯乙烯(PVC)和低密度聚乙烯(LDPE)等。交联聚乙烯(XLPE)电缆具有体积电阻率高、介电损耗小、耐热老化性能好、耐应力开裂性能好、易加工、价廉等特点，是一种非常优异的绝缘材料，相比于PVC和LDPE这使其成为应用最广泛的电缆。
目前交联聚乙烯主要有过氧化物交联、辐射交联和硅烷交联三种方式，硅烷交联聚乙烯是通过接枝或共聚在聚乙烯主链上引入可交联的烷氧基硅烷而制得。由于硅烷交联不需要专门的交联设备，工艺控制又比较简单，而且电气性能优异，解决了传统聚乙烯熔融温度与膨胀系数较低、收缩性较大导致绝缘易变形受损等问题，因此在中低压电线电缆领域具有无可比拟的优势。受到电缆生产厂家的欢迎。但是，由于架空绝缘电缆耐磨性差，长期与树木接触会导致绝缘减薄，影响电缆使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种交联聚乙烯绝缘电缆及其制备方法，以解决现有技术制备的硅烷交联聚乙烯绝缘料，在实际应用到架空电缆中时，架空绝缘电缆耐磨性差，长期与树木接触会导致绝缘减薄，影响电缆使用寿命。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外包覆有导体屏蔽材料形成导体屏蔽层，所述的导体屏蔽层外包覆交联聚乙烯绝缘材料形成交联聚乙烯绝缘层，所述的交联绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，所述阻水层外包覆有高密度聚乙烯材料形成保护套；其中，所述交联聚乙烯绝缘层材料由硅烷接枝料和催化母料制备而成。
优选的，上述交联聚乙烯绝缘层材料，按重量份数计，由90份硅烷接枝料和10份催化母料制备而成。
优选的，所述的硅烷接枝料，按重量份计，包括以下原料：改性聚乙烯100～150份、接枝引发剂0.2～0.4份、硅烷交联剂2～4份。
优选的，所述的催化母料，按重量份计，包括以下原料：润滑剂0.5～1份、催化剂0.3～0.8份、抗氧剂0.2～0.5份、埃洛石粉4～6份、白炭黑3～5份、硬脂酸1～3份、改性硼酸锌2～4份。
优选的，埃洛石粉为超细埃洛石粉。
优选的，硅烷交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中的一种。
优选的，接枝引发剂为叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯。
优选的，催化剂为有机锡。
优选的，抗氧化剂选取受阻酚抗氧剂。
优选的，润滑剂为微晶石蜡。
优选的，改性硼酸锌是将硼酸锌于800～1000℃高温下煅烧5～10min即得。
优选的，改性聚乙烯制备方法为：
⑴将聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中混炼、挤出、造粒，制得混合料；
⑵将氧化石墨烯超声分散在乙醇溶液中，制成氧化石墨烯溶液；
⑶将氧化石墨烯溶液、混合料、植物纤维混合均匀进行剪切，再转入密炼机，密炼后即得改性聚乙烯。
优选的，剪切在高速剪切机中进行，转速控制在在300～500r/min，剪切时间为5～15min。
优选的，密炼机转速控制在30～50r/min，密炼时间为5～15min。
优选的，氧化石墨烯水溶液浓度为1～2mg/ml。
优选的，植物纤维是竹纤维和丝瓜纤维按质量比1～3:1～3组成。
优选的，聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物质量比为100～150:10～15:10～15:30～50。
优选的，氧化石墨烯溶液、混合料和植物纤维质量比为50:10～20:3～5。
优选的，叶腊石粉和硅灰石粉均为超细粉。
上述的交联聚乙烯绝缘电缆制备方法，包括以下步骤：
ⅰ：按重量份数，将改性聚乙烯、接枝引发剂、硅烷交联剂加入至熔炼机中混合至均匀进行熔融共混，即得硅烷接枝料；
ⅱ：按重量份数，将润滑剂、催化剂、抗氧剂、硬脂酸、埃洛石粉、改性硼酸锌、白炭黑和混合均匀加入密炼机中混炼，即得催化母料；
ⅲ按重量份数，将硅烷接枝料和催化母料混合均匀，置于双螺杆挤出机中挤出，经造粒干燥后得到交联聚乙烯绝缘层材料。
ⅳ：将导体屏蔽材料先紧密的包覆在缆芯上形成导体屏蔽层，再将交联聚乙烯绝缘层材料包覆在导体屏蔽层上形成交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，最后在阻水层外包裹高密度聚乙烯材料形成保护套，即得本发明交联聚乙烯绝缘电缆。
优选的，混炼温度为180～200℃，混炼时间为10～15min。
优选的，熔炼温度为120～180℃。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种交联聚乙烯绝缘电缆及其制备方法。
上述交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外依次设有导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、阻水层和高密度聚乙烯材料制成的保护套。本发明通过对交联聚乙烯绝缘材料中的聚乙烯进行改性得到改性聚乙烯，以此来提升电缆的耐磨性，耐火性；再通过添加超细埃洛石粉等一系列助剂对聚乙烯的绝缘性进行提高，使得最终得到的交联聚乙烯电缆具有优异的机械性能、耐磨性能、绝缘性能、阻燃性能。
1、本发明在对聚乙烯进行改性时，首先添加了叶腊石粉、硅灰石粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物，制备成具有三维网状结构的陶瓷化的聚乙烯高分子化合物，然后再通过加入氧化石墨烯反应后制备成具有三维网状结构的高分子化合物，使得改性后的聚乙烯表面接触面积增大，活性位点增多，为以后与有机硅烷发生交联反应提供了良好的基础的同时使得最终制备的交联聚乙烯机械性能进一步提升的同时提升了电缆料的耐磨性，耐火性；而且在改性的时候还加入了植物纤维，加入的植物纤维由于表面摩擦力较大，能够很好的附着在三维网状结构表面，不仅利用植物纤维的柔韧性使得最终制备的交联聚乙烯柔软性和韧性进一步提升，还能通过较大的摩擦力与电缆中的导体进行附着，提高了交联聚乙烯绝缘层与导体屏蔽层之间的附着力，使得绝缘不易从导体屏蔽层上滑落而影响电缆的使用性能。
2、传统的硅烷交联方法是挤出后的绝缘线芯必须在100℃沸水中煮8～10h绝缘层才能完成交联，该方法虽节省了设备投资，但在水煮过程中电缆极易进水，使用时容易造成击穿，从而使绝缘寿命下降。因此，本发明采用自然交联法完成交联反应。经过测试本发明的自然交联法交联产生的聚乙烯的力学性能与应用传统的水煮加热交联法相比无显著差异，有效避免了电缆进水而导致击穿等缺陷，而且成本显著降低，具有明显的经济效益。
3、在本发明的技术方案中加入了硼酸锌，加入的硼酸锌在高温下煅烧改性会产生大量的结晶水，产生的结晶水能够满足交联体系中所需要的水分，加之高温煅烧下硼酸锌分解为氧化硼和氧化锌，氧化硼可以作为埃洛石的助溶剂，使得制备的交联聚乙烯绝缘层材料更加稳定的同时氧化硼会和埃洛石反应，产生晶体，提高了绝缘层的机械强度和绝缘性能。硼酸锌生成的氧化锌还会和硬脂酸反应产生一部分水，与传统单另添加氧化锌相比，生成了更多的水分，在有机锡的作用下，聚乙烯-硅烷线性分子充分完成水解缩合反应，在聚乙烯内部产生Si-O-Si键，使整个聚乙烯分子链成为网状结构，从而充分完成交联，因此，本发明技术方案中采用的自然交联法，能够满足35kV以下的架空电缆的制造，拓宽了自然交联法制造架空电缆的使用范围，能够更多的降低了生产厂家的电缆制造成本。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例1公开了一种交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外包覆有导体屏蔽材料形成导体屏蔽层，所述的导体屏蔽层外包覆交联聚乙烯绝缘材料形成交联聚乙烯绝缘层，所述的交联绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，所述阻水层外包覆有高密度聚乙烯材料形成保护套；其中，按重量份数计，所述交联聚乙烯绝缘层材料由90份硅烷接枝料和10份催化母料制备而成。
所述的硅烷接枝料，按重量份计，包括以下原料：改性聚乙烯100份、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯0.2份、乙烯基三甲氧基硅烷2份；所述的催化母料，按重量份计，包括以下原料：微晶石蜡0.5份、有机锡0.3份、受阻酚抗氧剂0.2份、硬脂酸1份、改性硼酸锌2份、埃洛石粉4份、白炭黑3份。
上述改性聚乙烯制备方法为：
⑴将聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物按质量比100:10:10:30混合加入双螺杆挤出机中混炼、挤出、造粒，制得混合料；
⑵将氧化石墨烯超声分散在乙醇溶液中，制成浓度为1mg/ml氧化石墨烯溶液；
⑶将氧化石墨烯溶液、混合料和植物纤维按50:10:3质量比混合均匀置于高速剪切机，转速控制在在300r/min，剪切时间为15min，剪切后再转入密炼机，转速控制在30r/min，密炼时间为15min，密炼后即得改性聚乙烯；所述植物纤维是竹纤维和丝瓜纤维按质量比1:1组成。
上述改性硼酸锌是将硼酸锌于800℃高温煅烧10min即得。
本实施例1还提供了上述交联聚乙烯绝缘电缆的制备方法：包括以下步骤：
ⅰ：按重量份数，将改性聚乙烯、接枝引发剂、硅烷交联剂加入至熔炼机中混合至均匀于120℃进行熔融共混，即得硅烷接枝料；
ⅱ：按重量份数，将润滑剂、催化剂、抗氧剂、硬脂酸、改性硼酸锌、埃洛石粉、白炭黑混合至均匀加入密炼机中180℃混炼，混炼时间为15min。即得催化母料；ⅲ按重量份数，将硅烷接枝料和催化母料混合均匀，置于双螺杆挤出机中挤出，经造粒干燥后得到交联聚乙烯绝缘层材料。
ⅳ：将导体屏蔽材料先紧密的包覆在缆芯上形成导体屏蔽层，再将交联聚乙烯绝缘层材料包覆在导体屏蔽层上形成交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，最后在阻水层外包裹高密度聚乙烯材料形成保护套，即得本发明交联聚乙烯绝缘电缆。
实施例2
本发明实施例2公开了一种交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外包覆有导体屏蔽材料形成导体屏蔽层，所述的导体屏蔽层外包覆交联聚乙烯绝缘材料形成交联聚乙烯绝缘层，所述的交联绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，所述阻水层外包覆有高密度聚乙烯材料形成保护套；其中，按重量份数计，所述交联聚乙烯绝缘层材料由90份硅烷接枝料和10份催化母料制备而成；
所述的硅烷接枝料，按重量份计，包括以下原料：改性聚乙烯150份、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯0.4份、乙烯基三乙氧基硅烷4份；所述的催化母料，按重量份计，包括以下原料：微晶石蜡1份、有机锡0.8份、受阻酚抗氧剂0.5份、硬脂酸3份、改性硼酸锌4份、埃洛石粉6份、白炭黑5份。
上述改性聚乙烯制备方法为：
⑴将聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物按质量比150:10:10：50混合加入双螺杆挤出机中混炼、挤出、造粒，制得混合料；
⑵将氧化石墨烯超声分散在乙醇溶液中，制成浓度为2mg/ml氧化石墨烯溶液；
⑶将氧化石墨烯溶液、混合料和植物纤维按50:20:5质量比混合均匀，置于高速剪切机，转速控制在在500r/min，剪切时间为5min，剪切后再转入密炼机，转速控制在50r/min，密炼时间为5min，密炼后即得改性聚乙烯；所述植物纤维是竹纤维和丝瓜纤维按质量比3:1组成。
上述改性硼酸锌是将硼酸锌于1000℃高温煅烧5min即得。
本实施例2还提供了上述交联聚乙烯绝缘电缆的制备方法：包括以下步骤：
ⅰ：按重量份数，将改性聚乙烯、接枝引发剂、硅烷交联剂加入至熔炼机中混合至均匀于180℃进行熔融共混，即得硅烷接枝料；
ⅱ：按重量份数，将润滑剂、催化剂、抗氧剂、硬脂酸、改性硼酸锌、埃洛石粉、白炭黑混合至均匀加入密炼机中200℃混炼，混炼时间为10min。
即得催化母料；
ⅲ按重量份数，将硅烷接枝料和催化母料混合均匀，置于双螺杆挤出机中挤出，经造粒干燥后得到交联聚乙烯绝缘层材料。
ⅳ：将导体屏蔽材料先紧密的包覆在缆芯上形成导体屏蔽层，再将交联聚乙烯绝缘层材料包覆在导体屏蔽层上形成交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，最后在阻水层外包裹高密度聚乙烯材料形成保护套，即得本发明交联聚乙烯绝缘电缆。
实施例3
本发明实施例3公开了一种交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外包覆有导体屏蔽材料形成导体屏蔽层，所述的导体屏蔽层外包覆交联聚乙烯绝缘材料形成交联聚乙烯绝缘层，所述的交联绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，所述阻水层外包覆有高密度聚乙烯材料形成保护套；其中，按重量份数计，所述交联聚乙烯绝缘层材料由90份硅烷接枝料和10份催化母料制备而成；
所述的硅烷接枝料，按重量份计，包括以下原料：改性聚乙烯120份、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯0.3份、正辛基三乙氧基硅烷3份；所述的催化母料，按重量份计，包括以下原料：微晶石蜡0.8份、有机锡0.5份、受阻酚抗氧剂0.3份、硬脂酸2份、改性硼酸锌2份、埃洛石粉5份、白炭黑4份。
上述改性聚乙烯制备方法为：
⑴将聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物按质量比120:12.5:12：40混合加入双螺杆挤出机中混炼、挤出、造粒，制得混合料；
⑵将氧化石墨烯超声分散在乙醇溶液中，制成浓度为1.5mg/ml氧化石墨烯溶液；
⑶将氧化石墨烯溶液、混合料和植物纤维按50:15:4质量比混合均匀，置于高速剪切机，转速控制在在400r/min，剪切时间为10min，剪切后再转入密炼机，转速控制在40r/min，密炼时间为10min，密炼后即得改性聚乙烯；所述植物纤维是竹纤维和丝瓜纤维按质量比2.5:2组成。
上述改性硼酸锌是将硼酸锌于900℃高温煅烧8min即得。
本实施例3还提供了上述交联聚乙烯绝缘电缆料的制备方法：包括以下步骤：
ⅰ：按重量份数，将改性聚乙烯、接枝引发剂、硅烷交联剂加入至熔炼机中混合至均匀于160℃进行熔融共混，即得硅烷接枝料；
ⅱ：按重量份数，将润滑剂、催化剂、抗氧剂、硬脂酸、改性硼酸锌、埃洛石粉、白炭黑混合至均匀加入密炼机中190℃混炼，混炼时间为12min。
即得催化母料；
ⅲ按重量份数，将硅烷接枝料和催化母料混合均匀，置于双螺杆挤出机中挤出，经造粒干燥后得到交联聚乙烯绝缘层材料。
ⅳ：将导体屏蔽材料先紧密的包覆在缆芯上形成导体屏蔽层，再将交联聚乙烯绝缘层材料包覆在导体屏蔽层上形成交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，最后在阻水层外包裹高密度聚乙烯材料形成保护套，即得本发明交联聚乙烯绝缘电缆。
对比例1
一种交联聚乙烯绝缘电缆，与实施例3不同在于，未按照实施例3所述的改性方法对聚乙烯进行改性。
对比例2
一种交联聚乙烯绝缘电缆，与实施例3不同在于，采用传统的水煮加热的方式进行硅烷交联反应。
对比例3
一种交联聚乙烯绝缘电缆，与实施例3不同在于，用云母粉替代埃洛石粉。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
试验例1
为了更清楚的说明本发明，将本发明实施例1～3中所制备的交联聚乙烯绝缘层材料进行性能检测，结果如表1所示：
表1-交联聚乙烯绝缘层材料的性能
Figure BDA0003767543460000141
从表1数据明显可知，本发明实施例3中所制备的交联聚乙烯绝缘层材料20℃时体积电阻率能够达到1.8×1014Ω﹒m，热延伸冷却后永久变形率仅为2.3％，热延伸下的负荷伸长率仅为30.1％；同时本发明制备的交联聚乙烯绝缘层材料拉伸强度能够达到26.8MPa，断裂伸长率能够达到592.7％，经过空气老化试验，断裂伸长率变化率与拉伸强度变化率均控制在10％以内，说明本发明制备的交联聚乙烯绝缘层材料耐候性能好。
试验例2
为了更清楚的说明本发明，应用本发明实施例1～3制备成20kV交联聚乙烯架空电缆测定其各种性能，结果如表2所示。
表2-交联聚乙烯电缆的性能
Figure BDA0003767543460000151
Figure BDA0003767543460000161
从表2明显可知，利用本发明实施例1的交联聚乙烯绝缘层材料制备的电缆各项性能良好。
试验例3
为了更清楚的说明本发明，应用本发明实施例1～3制备成20kV交联聚乙烯架空电缆测定其各种性能，结果如表3所示。
表3-改性聚乙烯对电缆性能的影响
Figure BDA0003767543460000162
从表3数据明显看出，与本发明实施例3用改性后的聚乙烯制备的电缆相比，对比例1添加的未改性的聚乙烯制备的电缆耐磨性明显较差，对比例1电缆磨损1mm需要18.21万次，而本发明实施例3制备的电缆磨损1mm需要29.17万次；通过测试绝缘滑脱力，改性后的聚乙烯制备的电缆料与导体屏蔽层之间的粘附力明显更强，不易发生滑脱而影响其电缆使用性能。
试验例4
将本发明实施例3和对比例2中所制备的交联聚乙烯绝缘层材料进行力学性能检测，结果如表4所示。
表4-实施例3和对比例2力学性能测定结果
项目 试验方法 对比例2 实施例3
拉伸强度MPa GB/T1040 27.1 26.8
断裂伸长率％ GB/T1040 593.8 592.7
从表4可以看出，利用产水剂发生自然交联制备的硅烷交联聚乙烯和施用传统的水煮加热进行交联反应制备的硅烷交联聚乙烯绝缘层材料的力学性能无显著差异，利用产水剂发生自然交联生成硅烷聚乙烯所制备的绝缘层材料力学性能依然很优异。
试验例5
将本发明实施例3和对比例3中所制备的交联聚乙烯绝缘层材料进行绝缘性能检测，结果见表5。
表5-实施例3和对比例3绝缘性能测定结果
项目 试验方法 对比例3 实施例3
20℃时体积电阻率(Ω﹒m) GB/T1410 1.57×10<sup>14</sup> 1.8×10<sup>14</sup>
从表5数据可知，相比于对比例1中添加的云母粉所制备的交联聚乙烯绝缘层材料的绝缘性能，本发明添加了埃洛石粉后制备的交联聚乙烯绝缘层材料，体积电阻率明显增大，绝缘性能明显提高。

Claims (9)

1.一种交联聚乙烯绝缘电缆，包括若干缆芯，所述缆芯外包覆有导体屏蔽材料形成导体屏蔽层，所述的导体屏蔽层外包覆交联聚乙烯绝缘材料形成交联聚乙烯绝缘层，所述的交联绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，所述阻水层外包覆有高密度聚乙烯材料形成保护套；其中，所述交联聚乙烯绝缘层材料由硅烷接枝料和催化母料制备而成，其特征在于：
所述的硅烷接枝料，包括以下原料：改性聚乙烯、接枝引发剂、硅烷交联剂；
所述的催化母料，包括以下原料：润滑剂、催化剂、抗氧剂、埃洛石粉、白炭黑、硬脂酸、改性硼酸锌；
所述的改性硼酸锌是将硼酸锌高温煅烧即得；
所述的所述的改性聚乙烯制备方法为：
⑴将聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中混炼、挤出、造粒，制得混合料；
⑵将氧化石墨烯超声分散在乙醇溶液中，制成氧化石墨烯溶液；
⑶将氧化石墨烯溶液、混合料、植物纤维混合均匀进行剪切，再转入密炼机，密炼后即得改性聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其中，所述交联聚乙烯绝缘层按重量份数计：由90份硅烷接枝料和10份催化母料组成；其特征在于：所述的硅烷接枝料，按重量份计，包括以下原料：改性聚乙烯100～150份、接枝引发剂0.2～0.4份、硅烷交联剂2～4份；所述的催化母料，按重量份计，包括以下原料：润滑剂0.5～1份、催化剂0.3～0.8份、抗氧剂0.2～0.5份、埃洛石粉4～6份、白炭黑3～5份、硬脂酸1～3份、改性硼酸锌2～4份。
3.根据权利要求1或2所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于：所述的硅烷交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中的一种；所述的接枝引发剂为叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯；所述的催化剂为有机锡；所述的抗氧化剂选取受阻酚抗氧剂；所述的润滑剂为微晶石蜡；所述的埃洛石粉为超细埃洛石粉。
4.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于：所述的高温煅烧温度800～1000℃，煅烧时间5～10min。
5.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于：所述的剪切在高速剪切机中进行，转速控制在在300～500r/min，剪切时间为5～15min；所述的密炼机转速控制在30～50r/min，密炼时间为5～15min。
6.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于：所述的叶腊石粉和硅灰石粉均为超细粉；所述的氧化石墨烯水溶液浓度为1～2mg/ml；所述的植物纤维是竹纤维和丝瓜纤维按质量比1～3:1～3组成。
7.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于：所述的聚乙烯、叶腊石粉、硅灰石粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物质量比为100～150:10～15:10～15:30～50；所述的氧化石墨烯溶液、混合料和植物纤维质量比为50:10～20:3～5。
8.一种根据权利要求1～7任一所述的交联聚乙烯绝缘电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
ⅰ：按重量份数，将改性聚乙烯、接枝引发剂、硅烷交联剂加入至熔炼机中混合至均匀进行熔融共混，即得硅烷接枝料；
ⅱ：按重量份数，将润滑剂、催化剂、抗氧剂、硬脂酸、埃洛石粉、改性硼酸锌、白炭黑和混合均匀加入密炼机中混炼，即得催化母料；
ⅲ按重量份数，将硅烷接枝料和催化母料混合均匀，置于双螺杆挤出机中挤出，经造粒干燥后得到交联聚乙烯绝缘材料；
ⅳ：将导体屏蔽材料先紧密的包覆在缆芯上形成导体屏蔽层，再将交联聚乙烯绝缘层材料包覆在导体屏蔽层上形成交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外包覆阻水材料形成阻水层，最后在阻水层外包裹高密度聚乙烯材料形成保护套，即得本发明交联聚乙烯绝缘电缆。
9.根据权利要求8所述的交联聚乙烯绝缘电缆的制备方法，其特征在于：所述的混炼温度为180～200℃，混炼时间为10～15min；所述的熔炼温度为120～180℃。
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