CN115651105A - 一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法和应用，它属于电力电缆绝缘料制备技术领域，涉及一种交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法。本发明的目的是要解决现有抗水树交联聚乙烯绝缘料中改性添加剂容易发生的迁移和析出，导致绝缘电学性能的下降问题。一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料按重量份数由100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂制备而成。一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法是按照一步法或两步共混法制备。本发明使用改性添加剂，极大提高材料抗水树性能，提高了材料的电阻率和耐电强度，并会通过降低材料中的电导电流幅值和介质损耗角正切。

Description

一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法和 应用

技术领域

本发明属于电力电缆绝缘料制备技术领域，涉及一种交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法。

背景技术

潮湿环境中，交联聚乙烯在不均匀交流电场作用下易出现水树枝结构，引起绝缘性能的劣化，并且水树枝还有可能引发电树枝，造成电缆绝缘失效。水树枝老化是中压电力电缆绝缘最常见的问题，据统计，我国南方潮湿地区中，未采用抗水树交联聚乙烯料制造的中压电力电缆，约70％出现了水树枝老化的现象，耐电强度与未出现水树枝老化的相比下降近50％。因此，采用抗水树交联聚乙烯料是保证潮湿地区电力电缆绝缘良好运行的重要手段。

现有专利公开的抗水树交联聚乙烯绝缘料，典型方法是添加乙烯丙烯酸共聚物、聚乙二醇和山梨糖醇等，或是添加石墨烯、无机多孔粒子和弹性体材料等方法，虽然可有效提高材料抗水树性能，但是改性添加剂通常是极性化合物，无法与非极性的交联聚乙烯基体材料完全相容，难免会发生改性添加剂迁移和析出，并成为杂质的问题，导致绝缘电学性能的下降，必然会限制电缆的传输容量。因此，本发明提出一种改性添加剂不迁出、并具有良好介电性能的抗水树绝缘料及其制备方法，具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的目的是要解决现有抗水树交联聚乙烯绝缘料中改性添加剂容易发生的迁移和析出，导致绝缘电学性能的下降问题，而提供一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法和应用。

一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料按重量份数由100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂制备而成；

所述的改性添加剂为油酸甘油酯、四聚甘油油酸酯、聚甘油-3油酸酯、聚甘油-4油酸酯和聚甘油-3聚蓖麻醇酸酯中的一种或其中几种的混合物。

本发明的原理及优点：

一、在本发明中，改性添加剂具有不迁移和析出，以及可有效提高材料抗水树性能和电性能的优点；改性添加剂上的羟基等可与入侵材料中的水分形成氢键，使水分不能大量聚集，降低微水珠对材料的破坏能力，极大提高材料抗水树性能；同时，改性添加剂上的羰基等官能团可在交联聚乙烯局域态引入深陷阱态，形成荷电层以及库伦力场，有效抑制材料中载流子的输运，提高了材料的电阻率和耐电强度，并会通过降低材料中的电导电流幅值和介质损耗角正切；

二、本发明按照一步共混法制备接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料，改性添加剂需要在低密度聚乙烯(LDPE)的交联过程中，在过氧化二异丙苯(DCP)作用下使改性添加剂发生化学接枝反应。“一步”共混法的优点是流程简单，但是在干式交联法的交联管道中进行可交联抗水树料的加热交联，改性添加剂会挥发，造成绝缘内部有气孔缺陷，因而更适用于使用平板硫化机加热交联，则不会存在改性添加剂挥发的问题；

三、本发明按照两步共混法制备接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料，两步共混法中，第一步的化学接枝反应使用的DCP含量较少，主要为了不让LDPE自身交联导致可交联电缆料有凝胶(凝胶容易成为电缆绝缘的杂质)；“两步”共混法虽然流程上相对于“一步”共混法复杂，但是由于改性添加剂已经与LDPE大分子链形成化学键，不存在改性添加剂在交联管道挥发的问题，因此适用于电缆绝缘的制造，同时也可规模化量产。

附图说明

图1为分子链的电子态密度的仿真计算结果，左图为对比例1制备的未接枝GMO的XLPE，右图为实施例1制备的接枝GMO的XLPE-GMO；

图2为红外透射谱图，图中XLPE-6d为对比例1制备的XLPE在80℃真空处理6天，GMO为油酸甘油酯，XLPE-0.2GMO-6d为实施例1制备的XLPE-0.2GMO在80℃真空处理6天，XLPE-0.2GMO-0d为实施例1制备的XLPE-0.2GMO在80℃真空处理0天；

图3为实施例1～3及对比例1制备的试样的水树枝形貌图片；

图4为在不同电场强度下实施例1～3及对比例1制备的试样的电导率；

图5为实施例1～3及对比例1制备的试样的相对介电常数和损耗角正切图，左图为损耗角正切图，右图为相对介电常数图；

图6为实施例1～3及对比例1制备的试样的工频击穿电场强度图；

图7为实施例1～3及对比例1制备的试样的热延伸伸长率和应力应变曲线图，图中左图为热延伸伸长率，右图为应力应变曲线；

图8为水树枝形貌图，左图为实施例4制备的XLPE-GMO，右图为对比例2制备的商用中压抗水树电缆；

图9为损耗角正切和相对介电常数图，图中左图为损耗角正切，右图为相对介电常数。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。

具体实施方式一：本实施方式一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料按重量份数由100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂制备而成；

所述的改性添加剂为油酸甘油酯、四聚甘油油酸酯、聚甘油-3油酸酯、聚甘油-4油酸酯和聚甘油-3聚蓖麻醇酸酯中的一种或其中几种的混合物。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂1035和抗氧剂1076中的一种或其中几种的混合物。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法是按照一步共混法制备的，具体制备方法如下：

一、按重量份数称取100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂；

二、将共混设备加热至100℃～120℃，再将步骤一中称取的低密度聚乙烯加入到共混设备中，在100℃～120℃下共混，然后加入步骤一中称取的过氧化二异丙苯、抗氧剂和改性添加剂，再次共混，最后切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料。其它步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中将共混设备加热至100℃～120℃，再将低密度聚乙烯加入到共混设备中，在100℃～120℃下共混3min～20min，然后加入过氧化二异丙苯、抗氧剂和改性添加剂，再次共混3min～20min，最后切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料。其它步骤与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的共混设备为转矩流变仪或开炼机。其它步骤与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法是按照两步共混法制备的，具体制备方法如下：

一、按重量份数称取100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂；

二、将过氧化二异丙苯分成两部分，将抗氧剂分成两部分；将步骤一中称取的100份低密度聚乙烯、0.01～0.3份过氧化二异丙苯、0.1～2.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂混合均匀，再在140℃～200℃下使用双螺杆挤出机挤出，切粒，再真空干燥，得到接枝改性的LDPE；

步骤二中所述的真空干燥的温度为50℃～80℃，真空干燥的时间为12h～48h；

三、将接枝改性的LDPE、剩余部分过氧化二异丙苯和剩余部分抗氧剂混合后加入到温度为100℃～120℃的共混设备中共混，切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料。其它步骤与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中所述的共混设备为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。其它步骤与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料用于制备抗水树电缆绝缘。其它步骤与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料用于制备抗水树电缆绝缘是按方法一或方法二的步骤完成的：

方法一：将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料放入模具中，再将模具放入温度100～120℃的平板硫化机中定型5～30min，然后在5MPa下保压5min～10min，在10MPa下保压5min～10min，在15MPa下保压5min～10min，再在温度140～250℃和压强5～20MPa的平板硫化机中加压加热交联0.1～2h，最后在在50～80℃真空烘箱中静置12～48h，得到抗水树电缆绝缘；

方法二：将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料放入模具中，再将模具放入温度100～120℃的平板硫化机中，在100～120℃和压强为5～20MPa下定型10min～20min，再将平板硫化机升温至140～250℃，在140～250℃和5～20MPa下加压加热交联0.1～2h，最后在50～80℃真空烘箱中静置12～48h，得到抗水树电缆绝缘。其它步骤与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料用于制备抗水树电缆绝缘是按以下步骤完成的：

将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料经挤出机挤包成电缆绝缘，然后进入干式交联法的交联管道中，再以0.5～3m/s的线速度，在温度150～270℃和氮气气压0.5～1.2MPa条件下在交联管道中交联，经过冷却以及去气工艺后，得到抗水树电缆绝缘；

所述的干式交联法的交联管道为悬链式交联线或立塔式交联线。其它步骤与具体实施方式一至九相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1：一种制备抗水树电缆绝缘的方法是按以下步骤完成的：

一、按重量份数称取97.9份低密度聚乙烯、1.8份过氧化二异丙苯、0.3份抗氧剂1010和0.2份油酸甘油酯；

二、将共混设备加热至110℃，再将步骤一中称取的低密度聚乙烯加入到共混设备中，在110℃下共混4min，然后加入步骤一中称取的过氧化二异丙苯、抗氧剂1010和油酸甘油酯，再次共混3min，最后切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料；

三、将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料放入模具中，再将模具放入温度110℃的平板硫化机中定型15min，然后在5MPa下保压10min，在10MPa下保压10min，在15MPa下保压10min，再在温度175℃和压强15MPa的平板硫化机中加压加热交联30min，最后在80℃真空烘箱中静置24h，从而有效消除试样内应力和反应副产物，得到抗水树电缆绝缘(XLPE-0.2GMO)；

步骤一中所述的低密度聚乙烯购买自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司生产，型号LD200GH，密度为0.922g/cm³，熔融指数为2.0g/min；

步骤一中所述的过氧化二异丙苯购买自中国石化上海高桥石油化工有限公司生产，熔点41～42℃，沸点351.4℃，密度1.03g/cm³；

步骤一中所述的抗氧剂1010购买自东莞市山一塑化有限公司生产，相对分子质量为1177.63，熔点为115℃；

步骤一中所述的油酸甘油酯购买自上海麦克林生化科技有限公司生产，相对分子质量为356.5，沸点483.3℃。

实施例2：本实施例与实施例1的不同点是：步骤一中按重量份数称取97.4份低密度聚乙烯、1.8份过氧化二异丙苯、0.3份抗氧剂1010和0.5份油酸甘油酯；得到抗水树电缆绝缘(XLPE-0.5GMO)。其它步骤及参数与实施例1均相同。

实施例3：本实施例与实施例1的不同点是：步骤一中按重量份数称取97.2份低密度聚乙烯、1.8份过氧化二异丙苯、0.3份抗氧剂1010和0.7份油酸甘油酯；得到抗水树电缆绝缘(XLPE-0.7GMO)。其它步骤及参数与实施例1均相同。

对比例1：交联聚乙烯(XLPE)的制备方法是按以下步骤完成的：

一、按重量份数称取97.9份低密度聚乙烯、1.8份过氧化二异丙苯和0.3份抗氧剂1010；

二、将共混设备加热至110℃，再将步骤一中称取的低密度聚乙烯加入到共混设备中，在110℃下共混4min，然后加入步骤一中称取的过氧化二异丙苯、抗氧剂1010，再次共混6min，最后切粒，得到可交联聚乙烯料；

三、将可交联聚乙烯料放入模具中，再将模具放入温度110℃的平板硫化机中定型15min，然后在5MPa下保压10min，在10MPa下保压10min，在15MPa下保压10min，再在温度175℃和压强15MPa的平板硫化机中加压加热交联30min，最后在80℃真空烘箱中静置24h，从而有效消除试样内应力和反应副产物，得到交联聚乙烯(XLPE)。

实施例1～3中改性添加剂材料为油酸甘油酯GMO，其分子中含有-OH、C＝C和C＝O；首先采用数值计算的方法来确定接枝GMO的交联聚乙烯(XLPE-GMO)，即抗水树电缆绝缘和未接枝GMO的交联聚乙烯(XLPE)分子链的电子态密度的仿真计算结果，见图1所示；

图1为分子链的电子态密度的仿真计算结果，左图为对比例1制备的未接枝GMO的XLPE，右图为实施例1制备的接枝GMO的XLPE-GMO；

GMO接枝后，大分子链能够在交联聚乙烯局域态引入深陷阱态。基于第一性原理原子轨道全电子法，对电子态密度进行仿真计算可知，通常高于1.0eV的陷阱属于深陷阱，其他为浅陷阱，而聚乙烯分子链在接枝GMO后，其禁带中引入1.52eV的电子陷阱，属于深陷阱，能够抑制材料中载流子的输运。

图2为红外透射谱图，图中XLPE-6d为对比例1制备的XLPE在80℃真空处理6天，GMO为油酸甘油酯，XLPE-0.2GMO-6d为实施例1制备的XLPE-0.2GMO在80℃真空处理6天，XLPE-0.2GMO-0d为实施例1制备的XLPE-0.2GMO在80℃真空处理0天；

从图2可知：1655cm^-1的红外峰为GMO的C＝C官能团，而在XLPE-0.2GMO-0d和XLPE-0.2GMO-6d未发现此红外峰，说明C＝C官能团已经在化学接枝反应中消耗，即GMO充分发生化学接枝反应。XLPE-0.2GMO-0d在1690cm^-1对应为DCP分解后的交联副产物苯乙酮的红外峰，而XLPE-6d和XLPE-0.2GMO-6d中未出现此红外峰，说明副产物苯乙酮已经充分在80℃真空处理过程中去除。1745cm^-1对应为GMO的红外峰，也出现在XLPE-6d和XLPE-0.2GMO-6d中，而未出现在XLPE-6d中。这说明，GMO已经与XLPE形成化学键，所以具有不迁移和不迁出的优点。

图3为实施例1～3及对比例1制备的试样的水树枝形貌图片；

从图3可知：随着GMO质量份数的增加，图中水树枝的长度显著降低，特别是XLPE-0.7GMO的水树枝长度仅为XLPE的50％，说明GMO可以明显提高XLPE的抗水树性能。

图4为在不同电场强度下实施例1～3及对比例1制备的试样的电导率；

从图4可知：接枝GMO后XLPE的电导率大幅度下降，特别是XLPE-0.7GMO，其电导率在10kV/mm的电场强度下仅为XLPE的20％左右，在10kV/mm及以上的电场强度则相对更低，体现出更好的绝缘性能。

采用西林电桥测试材料的介质损耗特性，见图5所示；

图5为实施例1～3及对比例1制备的试样的相对介电常数和损耗角正切图，左图为损耗角正切图，右图为相对介电常数图；

图5为添加不同质量份数GMO的XLPE试样的相对介电常数和损耗角正切。由于GMO属于极性物质，因此XLPE在接枝GMO后其相对介电常数会稍有增加。但是接枝GMO后，XLPE的损耗角正切大幅度下降，特别是XLPE-0.7GMO的损耗角正切值不到XLPE的50％。电缆绝缘在交流条件下，其单位长度的发热功率W公式(1)所示。其中U₀和分别为相电压有效值和电压角频率，C和tanθ分别为绝缘的电容和损耗角正切。由于U₀和是由输电条件决定的，C的大小与相对介电常数成正比关系，因此单纯从材料特性而言，绝缘的发热功率W的幅值正比于相对介电常数和损耗角正切的乘积。可以看出，接枝GMO后虽然XLPE的相对介电常数仅涨幅2％左右，而损耗角正切则下降了30％～60％，因此整体来看，电缆绝缘的发热功率仍然是大幅度下降，可以提高电缆的载流量。损耗角正切的大幅下降，主要还是由于低频(包含工频的50Hz)条件下，介质损耗角正切主要由材料的电导损耗贡献，而接枝GMO会在XLPE中引入电子深陷阱，抑制材料中载流子的运动，其电导率的大幅降低。

采用圆柱电极测试材料的工频击穿场强，并采用威布尔分布来计算其特征击穿场强，见图6所示；

图6为实施例1～3及对比例1制备的试样的工频击穿电场强度图；

工频击穿电场强度的数值越大，则代表材料的工频耐电强度越高；从图6可以看出，接枝GMO不但不会降低材料的耐电性能，反而会有小幅度提高。

图7为实施例1～3及对比例1制备的试样的热延伸伸长率和应力应变曲线图，图中左图为热延伸伸长率，右图为应力应变曲线；

图7中热延伸伸长率越低，则代表材料的交联度越高，由于GMO的化学接枝反应会消耗部分DCP，因此用于LDPE的交联反应的DCP含量会有所降低，但是材料的热延伸伸长率仍然在70％以下，满足工业上对材料的交联度需求(标准中规定低于110％)。应力应变曲线可以看出，接枝GMO后材料的曲线相近，甚至接枝GMO后其可承受应力略有提高。

综上可知：本发明涉及的抗水树电缆绝缘配方中改性添加剂GMO具有不迁移和不析出的优点，可以明显提高材料的抗水树性能和电学性能，并且对材料的交联度和力学特性无显著影响。这些优势在其他关于抗水树绝缘料的报道中没有体现。

实施例4：抗水树电缆绝缘(XLPE-GMO)的制备方法是按以下步骤完成的：

一、按重量份数称取100份低密度聚乙烯、2份过氧化二异丙苯、0.4份抗氧剂1010和1份改性添加剂；

步骤一中所述的改性添加剂为油酸甘油酯(GMO)；

步骤一中所述的低密度聚乙烯购买自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司生产，型号LD200GH，密度为0.922g/cm³，熔融指数为2.0g/min；

步骤一中所述的过氧化二异丙苯购买自中国石化上海高桥石油化工有限公司生产，熔点41～42℃，沸点351.4℃，密度1.03g/cm³；

步骤一中所述的抗氧剂1010购买自东莞市山一塑化有限公司生产，相对分子质量为1177.63，熔点为115℃；

步骤一中所述的油酸甘油酯购买自上海麦克林生化科技有限公司生产，相对分子质量为356.5，沸点483.3℃；

二、将过氧化二异丙苯分成两部分，将抗氧剂1010分成两部分；将步骤一中称取的100份低密度聚乙烯、0.2份过氧化二异丙苯、0.3份抗氧剂1010和1份改性添加剂使用摇罐混合均匀，再在200℃下使用双螺杆挤出机挤出，切粒，再在80℃下真空干燥，得到接枝改性的LDPE；

三、将接枝改性的LDPE、1.8份过氧化二异丙苯和0.1份抗氧剂1010混合后加入到温度为115℃的共混设备中共混，切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料；

四、将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料放入模具中，再将模具放入温度110℃的平板硫化机中，在110℃和压强为15MPa下定型20min，再将平板硫化机升温至175℃，在175℃和15MPa下加压加热交联30min，最后在80℃真空烘箱中静置12h，得到抗水树电缆绝缘(XLPE-GMO)。

对比例2：商用中压抗水树电缆绝缘是按以下步骤制备的：

将商用中压抗水树电缆料放入模具中，再将模具放入温度110℃的平板硫化机中，在110℃和压强为15MPa下定型20min，再将平板硫化机升温至175℃，在175℃和15MPa下加压加热交联30min，最后在80℃真空烘箱中静置12h，得到商用中压抗水树电缆绝缘；

所述的商用中压抗水树电缆料购买自陶氏化学公司生产的HFDB-4202NTFC绝缘料。

采用水刀电极法评估材料的抗水树性能，见图8所示；

图8为水树枝形貌图，左图为实施例4制备的XLPE-GMO，右图为对比例2制备的商用中压抗水树电缆；

从图8可以看出，实施例4制备的XLPE-GMO，其水树枝长度仅为商用中压抗水树电缆料的53％，具有更为优异的抗水树性能。

采用西林电桥测试材料的介质损耗特性，见图9所示；

图9为损耗角正切和相对介电常数图，图中左图为损耗角正切，右图为相对介电常数；

从图9可以看出，商用中压抗水树电缆料的损耗角正切远高于XLPE-GMO，是后者的2.4倍。

综上，实施例4制备的XLPE-GMO与商用中压抗水树电缆料相比，有着更为良好的抗水树性能和更低介质损耗。

Claims (10)

1.一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料，其特征在于一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料按重量份数由100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂制备而成；

所述的改性添加剂为油酸甘油酯、四聚甘油油酸酯、聚甘油-3油酸酯、聚甘油-4油酸酯和聚甘油-3聚蓖麻醇酸酯中的一种或其中几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂1035和抗氧剂1076中的一种或其中几种的混合物。

3.如权利要求1所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法，其特征在于一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法是按照一步共混法制备的，具体制备方法如下：

一、按重量份数称取100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂；

二、将共混设备加热至100℃～120℃，再将步骤一中称取的低密度聚乙烯加入到共混设备中，在100℃～120℃下共混，然后加入步骤一中称取的过氧化二异丙苯、抗氧剂和改性添加剂，再次共混，最后切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料。

4.根据权利要求3所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法，其特征在于步骤二中将共混设备加热至100℃～120℃，再将低密度聚乙烯加入到共混设备中，在100℃～120℃下共混3min～20min，然后加入过氧化二异丙苯、抗氧剂和改性添加剂，再次共混3min～20min，最后切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料。

5.根据权利要求3或4所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法，其特征在于所述的共混设备为转矩流变仪或开炼机。

6.如权利要求1所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法，其特征在于一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法是按照两步共混法制备的，具体制备方法如下：

一、按重量份数称取100份低密度聚乙烯、1.0～5.0份过氧化二异丙苯、0.1～3.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂；

二、将过氧化二异丙苯分成两部分，将抗氧剂分成两部分；将步骤一中称取的100份低密度聚乙烯、0.01～0.3份过氧化二异丙苯、0.1～2.0份抗氧剂和0.1～3.0份改性添加剂混合均匀，再在140℃～200℃下使用双螺杆挤出机挤出，切粒，再真空干燥，得到接枝改性的低密度聚乙烯；

步骤二中所述的真空干燥的温度为50℃～80℃，真空干燥的时间为12h～48h；

三、将接枝改性的低密度聚乙烯、剩余部分过氧化二异丙苯和剩余部分抗氧剂混合后加入到温度为100℃～120℃的共混设备中共混，切粒，得到接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料。

7.根据权利要求6所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的共混设备为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

8.如权利要求1所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的应用，其特征在于一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料用于制备抗水树电缆绝缘。

9.根据权利要求8所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的应用，其特征在于一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料用于制备抗水树电缆绝缘是按方法一或方法二的步骤完成的：

方法一：将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料放入模具中，再将模具放入温度100～120℃的平板硫化机中定型5～30min，然后在5MPa下保压5min～10min，在10MPa下保压5min～10min，在15MPa下保压5min～10min，再在温度140～250℃和压强5～20MPa的平板硫化机中加压加热交联0.1～2h，最后在50～80℃真空烘箱中静置12～48h，得到抗水树电缆绝缘；

方法二：将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料放入模具中，再将模具放入温度100～120℃的平板硫化机中，在100～120℃和压强为5～20MPa下定型10min～20min，再将平板硫化机升温至140～250℃，在140～250℃和5～20MPa下加压加热交联0.1～2h，最后在50～80℃真空烘箱中静置12～48h，得到抗水树电缆绝缘。

10.根据权利要求8所述的一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料的应用，其特征在于一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料用于制备抗水树电缆绝缘是按以下步骤完成的：

将接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料经挤出机挤包成电缆绝缘，然后进入干式交联法的交联管道中，再以0.5～3m/s的线速度，在温度150～270℃和氮气气压0.5～1.2MPa条件下在交联管道中交联，经过冷却以及去气工艺后，得到抗水树电缆绝缘；

所述的干式交联法的交联管道为悬链式交联线或立塔式交联线。

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