CN116041861A - 一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用 - Google Patents
一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116041861A CN116041861A CN202211618685.7A CN202211618685A CN116041861A CN 116041861 A CN116041861 A CN 116041861A CN 202211618685 A CN202211618685 A CN 202211618685A CN 116041861 A CN116041861 A CN 116041861A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- parts
- insulating material
- elastomer
- material according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 78
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 76
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 37
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims abstract description 30
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical class C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 36
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 20
- 229920005653 propylene-ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 17
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 15
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 4
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 10
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/14—Copolymers of propene
- C08L23/142—Copolymers of propene at least partially crystalline copolymers of propene with other olefins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
- C08L53/025—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes modified
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
- C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/04—Thermoplastic elastomer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本申请涉及一种聚丙烯基绝缘材料，按重量份数计，包括以下原料：聚丙烯基釜内合金树脂30份～70份、热塑性弹性体氢化丁苯橡胶10份～50份、烯烃基弹性体10份～40份。上述聚丙烯基绝缘材料以聚丙烯基釜内合金树脂为基体树脂，烯烃基弹性体有利于改善绝缘材料的韧性和弹性，增加热塑性弹性体氢化丁苯橡胶与基体树脂之间的相容性；热塑性弹性体氢化丁苯橡胶的加入使绝缘材料具有高弹性、耐候性以及良好的力学性能，能够大幅降低绝缘材料的弯曲模量提高进一步提高材料的韧性，各原料按照特定的重量份数相互搭配，使绝缘材料具有优异的韧性及电气稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及高分子功能材料技术领域，特别是涉及一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用。
背景技术
目前高压电缆主要采用以交联聚乙烯为主绝缘材料，绝缘电缆的最高长期使用温度只有约70℃左右，电缆输送容量受限，无法满足更大容量输电系统的使用要求，同时，在电缆寿命到期后无法回收，产生大量废料，对环境保护造成严峻挑战。
热塑性聚丙烯高压电缆具备高运行温度、可回收利用等特性，成为新一代可替代交联聚乙烯的环保型电缆。然而，采用常规的聚丙烯基绝缘材料制成的电缆由于存在韧性不足、击穿场强低电气稳定性差等诸多问题，难以满足更高电压的需求。因此，需要对聚丙烯基绝缘材料进一步改性，提升其韧性及电气稳定性，满足我国电网的使用需要与发展需求。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提升材料韧性及电气稳定性的聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用。
本申请一实施例提供了一种聚丙烯基绝缘材料，按重量份数计，包括以下原料：
聚丙烯基釜内合金树脂30份～70份、
热塑性弹性体氢化丁苯橡胶10份～50份、
烯烃基弹性体10份～40份。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯基釜内合金树脂包括聚丙烯基体以及增韧相；
可选地，所述增韧相的粒径尺寸为亚微米级；
可选地，所述增韧相的粒径尺寸为0.4μm～1μm；
可选地，所述增韧相的质量含量为5％～20％；
可选地，所述增韧相包括乙烯-丙烯共聚物；
可选地，所述聚丙烯基体包括共聚聚丙烯以及均聚聚丙烯中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体氢化丁苯橡胶包括数均分子量为150000g/mol～300000g/mol的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
在其中一个实施例中，所述烯烃基弹性体包括丙烯-乙烯共聚弹性体；
可选地，所述丙烯-乙烯共聚弹性体中，乙烯的质量含量为8.0％～12.0％；
可选地，所述丙烯-乙烯共聚弹性体在230℃，2.16kg条件下的熔融指数＜2.0g/10min。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯基绝缘材料的原料还包括抗氧剂。
在其中一个实施例中，按重量份数计，所述抗氧剂为0.1份～1.0份。
本申请一实施例还提供了一种如上述任一实施例中所述的聚丙烯基绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：
提供各所述原料，进行熔融共混。
在其中一个实施例中，熔融共混的条件满足以下条件中的一个或多个：
(1)温度为160℃～220℃；
(2)时间为10分钟～15分钟；
(3)转速为60rpm～150rpm。
在其中一个实施例中，在进行熔融共混的过程中，共混的方式为密炼或挤出。
本申请一实施例还提供了一种如上述任一实施例中所述的聚丙烯基绝缘材料在制作电缆产品中的应用。
上述聚丙烯基绝缘材料以聚丙烯基釜内合金树脂为基体树脂，加入热塑性弹性体氢化丁苯橡胶和烯烃基弹性体对其进行共混改性，烯烃基弹性体有利于改善绝缘材料的韧性和弹性，增加热塑性弹性体氢化丁苯橡胶与基体树脂之间的相容性；热塑性弹性体氢化丁苯橡胶的加入使绝缘材料具有高弹性、耐候性以及良好的力学性能，能够大幅降低绝缘材料的弯曲模量提高进一步提高材料的韧性，各原料按照特定的重量份数相互搭配，使绝缘材料具有优异的韧性及电气稳定性。
附图说明
图1为实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备的绝缘材料的弯曲模量柱状对比图；
图2为实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备的绝缘材料的击穿场强柱状对比图；
图3为实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备的绝缘材料的氧化诱导时间柱状对比图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面结合实施例和附图对本申请进行更全面的描述。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本申请所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本申请中涉及“多个”、“多种”、“多次”、“多元”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
本申请中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
本申请中，“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适的方式”等中所述“合适”，以能够实施本发明的技术方案、解决本发明的技术问题、实现本发明预期的技术效果为准。
本申请中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本发明保护范围的限制。
本申请中，“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本发明保护范围的限制。
本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
本申请中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
本申请一实施例提供了一种聚丙烯基绝缘材料，按重量份数计，包括以下原料：
聚丙烯基釜内合金树脂30份～70份、
热塑性弹性体氢化丁苯橡胶10份～50份、
烯烃基弹性体10份～40份。
发明人经研究发现，常规的热塑性聚丙烯树脂由于玻璃化转变温度较高，导致其韧性较差，而且常规聚丙烯材料还具有击穿场强低、抗老化性能差等诸多缺陷，导致聚丙烯在电缆产品，尤其是高压电缆中的应用产生了极大的限制，而聚丙烯基釜内合金树脂则恰恰可以明显改善常规聚丙烯树脂中的性能局限。
聚丙烯基釜内合金树脂是聚丙烯与其他烯烃聚合物组成的混合树脂，其他烯烃聚合物例如可以但不限于是乙烯-丙烯共聚物等橡胶类聚合物，这些橡胶类聚合物的引入可以起到增韧的效果，通常称为增韧成分或增韧相，此外，聚丙烯基釜内合金树脂相比与常规聚丙烯树脂，在耐老化等性能方面也有明显改善。
在其中一个实施例中，聚丙烯基釜内合金树脂包括聚丙烯基体以及增韧相。
可选地，增韧相的粒径尺寸为亚微米级。亚微米级的增韧相粒径尺寸比较小，能够更加均匀地分散于聚丙烯基体中，形成的聚丙烯基釜内合金树脂的性质更加均匀、稳定。
可选地，增韧相的粒径尺寸为0.4μm～1μm。可以理解地，增韧相的粒径尺寸例如可以但不限于为0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm等等。
可选地，增韧相的质量含量为5％～20％。增韧相的质量含量在这一范围内能够有效起到提高聚丙烯基体韧性等性能的技术效果，同时又不会过多地干扰聚丙烯基体原本的特性，且不会对绝缘材料的电气性能造成影响。可以理解地，增韧相的质量含量例如可以但不限于是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等等。
可选地，增韧相例如可以但不限于包括乙烯-丙烯共聚物。
可选地，聚丙烯基体例如可以但不限于包括共聚聚丙烯以及均聚聚丙烯中的一种或多种。
热塑性弹性体氢化丁苯橡胶是由丁苯橡胶选择性催化加氢不饱和碳碳双键得到的一种弹性体。发明人发现，采用热塑性弹性体氢化丁苯橡胶对聚丙烯基釜内合金树脂进行共混改性，可以有效利用热塑性弹性体氢化丁苯橡胶优异的耐老化性能、耐候性、高弹性及优异的力学性能，从而使绝缘料的弯曲模量大幅降低提高韧性，且在提高韧性的同时还能够进一步提高绝缘材料的机械强度、抗老化性和尺寸稳定性等多方面的综合性能。
在其中一个实施例中，热塑性弹性体氢化丁苯橡胶例如可以但不限于包括数均分子量为150000g/mol～300000g/mol的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物是一种线性三嵌段共聚物，主要通过苯乙烯段的物理交联点达到结构的稳定，其中的丁二烯段则是提供柔软度，具有优异的耐老化性能、低模量、高弹性及良好的耐候性和优异的力学性能，可以有效提高绝缘材料的弹性、柔软性、韧性，可以有效降低绝缘材料的弯曲模量，具有优异的电气性能、热学性能和机械性能，同时还能保证绝缘材料结构的稳定性。
进一步地，采用数均分子量为150000g/mol～300000g/mol这一分子量范围的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物对聚丙烯基釜内合金树脂进行共混改性，可以显著提升绝缘材料的耐老化性。可以理解地，热塑性弹性体氢化丁苯橡胶可以采用一种特定分子量的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，也可以采用多种不同分子量的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的组合。
进一步地，发明人还发现，绝缘材料的原料中再引入一定量的烯烃基弹性体，可以进一步改善绝缘材料的韧性和弹性。
在其中一个实施例中，烯烃基弹性体例如可以但不限于包括丙烯-乙烯共聚弹性体。丙烯-乙烯共聚弹性体可以有效改善聚丙烯基釜内合金树脂的韧性和弹性。进一步地，丙烯-乙烯共聚弹性体还可以有效增强聚丙烯基釜内合金树脂中的增韧相与聚丙烯基体以及塑性弹性体氢化丁苯橡胶之间的相容性。
可选地，丙烯-乙烯共聚弹性体中，乙烯的质量含量为8.0％～12.0％。可以理解地，丙烯-乙烯共聚弹性体中，乙烯的质量含量例如可以但不限于是8.0％、8.2％、8.5％、8.8％、9.0％、9.2％、9.4％、9.5％、9.7％、9.9％、10.0％、10.2％、10.5％、10.8％、11.0％、11.3％、11.5％、11.8％、12.0％等等。
可选地，丙烯-乙烯共聚弹性体在230℃，2.16kg条件下的熔融指数＜2.0g/10min。丙烯-乙烯共聚物的熔融指数越小，越有利于提高绝缘材料的韧性、耐老化性以电气稳定性等各方面的综合性能。
在其中一个实施例中，聚丙烯基绝缘材料的原料还包括抗氧剂。
在其中一个实施例中，按重量份数计，抗氧剂为0.1份～1.0份。
在其中一个实施例中，抗氧剂例如可以但不限于为抗氧剂1010等。
可以理解地，按重量份数计，30份～70份的聚丙烯基釜内合金树脂是指，聚丙烯基釜内合金树脂的重量份数例如可以但不限为30份、33份、35份、37份、40份、42份、44份、45份、48份、50份、51份、54份、55份、58份、60份、62份、64份、65份、68份、70份等等，不限于此，只要是在这一范围内的任意数值的重量份数均可。
可以理解地，按重量份数计，10份～50份的热塑性弹性体氢化丁苯橡胶是指，热塑性弹性体氢化丁苯橡胶的重量份数例如可以但不限于为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份等等，不限于此，只要是在这一范围内的任意数值的重量份数均可。
可以理解地，按重量份数计，10份～40份的烯烃基弹性体是指，烯烃基弹性体的重量份数例如可以但不限于为10份、12份、14份、16份、18份、20份、23份、25份、26份、28份、30份、31份、33份、35份、36份、38份、39份、40份等等，不限于此，只要是在这一范围内的任意数值的重量份数均可。
本申请一实施例还提供了一种如上述任一实施例中的聚丙烯基绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：
提供各原料，进行熔融共混。
通过熔融共混工艺可以大大提高各原料间的分散性和相容性，使制备得到的绝缘材料性能更加稳定。
在其中一个实施例中，熔融共混的温度为160℃～220℃。可以理解地，熔融共混的温度例如可以但不限于为160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃等等。
在其中一个实施例中，熔融共混的时间为10分钟～15分钟。可以理解地，熔融共混的时间例如可以但不限为10分钟、10.5分钟、11分钟、11.5分钟、12分钟、12.5分钟、13分钟、13.5分钟、14分钟、14.5分钟、、15分钟等等。
在其中一个实施例中，熔融共混的转速为60rpm～150rpm。可以理解地，熔融共混的转速例如可以但不限于为60rpm、65rpm、70rpm、75rpm、80rpm、85rpm、90rpm、95rpm、100rpm、105rpm、110rpm、115rpm、120rpm、125rpm、130rpm、135rpm、140rpm、145rpm、150rpm等等。
在其中一个实施例中，在进行熔融共混的过程中，共混的方式为密炼或挤出。密炼或挤出等方式有利于提高各原料的分散性和相容性，有助于制备得到在韧性、弹性以及电气稳定性等方面综合性能均较为优异的绝缘材料。
本申请一实施例还提供了一种如上述任一实施例中的聚丙烯基绝缘材料在制作电缆产品中的应用。
上述聚丙烯基绝缘材料以聚丙烯基釜内合金树脂为基体树脂，加入热塑性弹性体氢化丁苯橡胶和烯烃基弹性体对其进行共混改性，烯烃基弹性体有利于改善绝缘材料的韧性和弹性，增加热塑性弹性体氢化丁苯橡胶与基体树脂之间的相容性；热塑性弹性体氢化丁苯橡胶的加入使绝缘材料具有高弹性、耐候性以及良好的力学性能，能够大幅降低绝缘材料的弯曲模量提高进一步提高材料的韧性，各原料按照特定的重量份数相互搭配，使绝缘材料具有优异的韧性电气稳定性。
以下结合具体实施例和对比例对本申请的聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用作进一步详细的说明。可以理解地，在具体实施例中，除特殊说明，所有原料均可来源于普通市售。
其中，部分原料来源的主要参数如下表1。
表1部分原料的主要参数
实施例1
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取55份聚丙烯基釜内合金树脂、30份SEBS、15份丙烯-乙烯共聚弹性体、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
实施例2
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取40份聚丙烯基釜内合金树脂、20份SEBS、40份丙烯-乙烯共聚弹性体、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
实施例3
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取60份聚丙烯基釜内合金树脂、20份SEBS、20份丙烯-乙烯共聚弹性体、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
实施例4
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取45份聚丙烯基釜内合金树脂、45份SEBS、10份丙烯-乙烯共聚弹性体、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
对比例1
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取65份聚丙烯基釜内合金树脂、30份SEBS、5份丙烯-乙烯共聚弹性体、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
对比例2
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取80份聚丙烯基釜内合金树脂、20份SEBS、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
对比例3
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取45份聚丙烯基釜内合金树脂、10份SEBS、45份丙烯-乙烯共聚弹性体、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
对比例4
步骤一：称取原料
按重量份数计，称取20份聚丙烯基釜内合金树脂、80份SEBS、0.5份抗氧剂作为原料。
步骤二：绝缘材料制备
将步骤一称取的原料置于密炼机中进行熔融共混。
熔融共混的工艺条件为：温度为180℃，时间为15分钟，转速为90rpm。
实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4的绝缘材料的制备原料明细如下表2。
表2绝缘材料的制备原料明细
对实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备得到的绝缘材料进行弯曲模量、抗氧化性能和电气性能的测试，测试结果如下表3。测试方法为：
弯曲模量基于GB/T9341-2008进行测试；实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备得到的绝缘材料弯曲模量如图1所示。
电气性能基于GB/T 1408.1-2016进行测试；实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备得到的绝缘材料击穿场强如图2所示。
抗氧化性能利用差示扫描量热仪(TAQ250)，将～5mg样品置于敞口坩埚中，在氮气氛围下，以20℃/min的升温速率从室温升温至210℃，恒温3min；随后在氧气氛围下，检测样品热流信号，从而计算氧化诱导时间。实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4制备得到的绝缘材料氧化诱导时间如图3所示。
表3绝缘材料的性能测试结果
由图1～图3以及表3的结果可见，实施例1～实施例4制备得到的绝缘材料具有适宜的弯曲模量，韧性好，击穿场强高，电气稳定性好，氧化诱导时间在适宜范围，耐老化性较好。
对比例1和对比例2制备得到的绝缘材料弯曲模量过高，材料韧性差，且对比例1的击穿场强下降明显，电气稳定性差。
对比例3制备得到的绝缘材料击穿场强过低，电气稳定性差。
对比例4制备得到的绝缘材料的弯曲模量过低，刚性不足，影响长期抗蠕变性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种聚丙烯基绝缘材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：
聚丙烯基釜内合金树脂30份～70份、
热塑性弹性体氢化丁苯橡胶10份～50份、
烯烃基弹性体10份～40份。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯基绝缘材料，其特征在于，所述聚丙烯基釜内合金树脂包括聚丙烯基体以及增韧相；
可选地，所述增韧相的粒径尺寸为亚微米级；
可选地，所述增韧相的粒径尺寸为0.4μm～1μm；
可选地，所述增韧相的质量含量为5％～20％；
可选地，所述增韧相包括乙烯-丙烯共聚物；
可选地，所述聚丙烯基体包括共聚聚丙烯以及均聚聚丙烯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯基绝缘材料，其特征在于，所述热塑性弹性体氢化丁苯橡胶包括数均分子量为150000g/mol～300000g/mol的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯基绝缘材料，其特征在于，所述烯烃基弹性体包括丙烯-乙烯共聚弹性体；
可选地，所述丙烯-乙烯共聚弹性体中，乙烯的质量含量为8.0％～12.0％；
可选地，所述丙烯-乙烯共聚弹性体230℃，2.16kg条件下的熔融指数＜2.0g/10min。
5.根据权利要求1～4任一项所述的聚丙烯基绝缘材料，其特征在于，所述聚丙烯基绝缘材料的原料还包括抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯基绝缘材料，其特征在于，按重量份数计，所述抗氧剂为0.1份～1.0份。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的聚丙烯基绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供各所述原料，进行熔融共混。
8.根据权利要求7所述的聚丙烯基绝缘材料的制备方法，其特征在于，熔融共混的条件满足以下条件中的一个或多个：
(1)温度为160℃～220℃；
(2)时间为10分钟～15分钟；
(3)转速为60 rpm～150 rpm。
9.根据权利要求8所述的聚丙烯基绝缘材料的制备方法，其特征在于，在进行熔融共混的过程中，共混的方式为密炼或挤出。
10.一种如权利要求1～6任一项所述的聚丙烯基绝缘材料在制作电缆产品中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211618685.7A CN116041861A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211618685.7A CN116041861A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116041861A true CN116041861A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86128583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211618685.7A Pending CN116041861A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116041861A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110330727A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-15 | 上海至正道化高分子材料股份有限公司 | 一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法 |
| CN110452468A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-11-15 | 江苏中天科技股份有限公司 | 一种热塑性电缆绝缘料及其制备方法 |
| CN111630105A (zh) * | 2018-01-16 | 2020-09-04 | 韩华道达尔有限公司 | 用于电线绝缘的聚烯烃树脂组合物 |
| CN113845734A (zh) * | 2021-10-22 | 2021-12-28 | 万华化学（宁波）有限公司 | 一种高压用热塑性聚丙烯电缆绝缘料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-15 CN CN202211618685.7A patent/CN116041861A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111630105A (zh) * | 2018-01-16 | 2020-09-04 | 韩华道达尔有限公司 | 用于电线绝缘的聚烯烃树脂组合物 |
| CN110330727A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-15 | 上海至正道化高分子材料股份有限公司 | 一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法 |
| CN110452468A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-11-15 | 江苏中天科技股份有限公司 | 一种热塑性电缆绝缘料及其制备方法 |
| CN113845734A (zh) * | 2021-10-22 | 2021-12-28 | 万华化学（宁波）有限公司 | 一种高压用热塑性聚丙烯电缆绝缘料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Asaletha et al. | Thermoplastic elastomers from blends of polystyrene and natural rubber: morphology and mechanical properties | |
| CN110452468B (zh) | 一种热塑性电缆绝缘料及其制备方法 | |
| CN110330727A (zh) | 一种中高压用热塑性绝缘材料及其制备方法 | |
| CN108178874B (zh) | 一种高压电力电缆用聚丙烯绝缘料及其制备方法 | |
| CN102971368A (zh) | 新组合物及其应用 | |
| KR100537593B1 (ko) | 열가소성 수지 조성물 | |
| CN109251464A (zh) | 一种sebs复合发泡材料及其制备方法 | |
| AU2001244605B2 (en) | Electrically insulating resin composition and electric wire or cable both coatedtherewith | |
| CN112708207B (zh) | 一种无虎皮纹聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN110938274B (zh) | 硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法和应用 | |
| CN110157102A (zh) | 一种高光泽刚韧平衡的聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN108794897A (zh) | 一种聚丙烯基高压电缆绝缘层材料及其制备方法 | |
| CN116041861A (zh) | 一种聚丙烯基绝缘材料及其制备方法、应用 | |
| CN102120846A (zh) | 具有高的冲击强度、表面特性和流动性的乙烯-丙烯嵌段共聚物基聚丙烯树脂组合物 | |
| CN106479037A (zh) | 一种聚丙烯增韧的方法 | |
| CN112920515A (zh) | 一种epdm密封件的制备工艺及其制品 | |
| CN112795124A (zh) | 一种抗缺口撕裂tpe材料及其制备方法和应用 | |
| CN105504500B (zh) | 一种耐蠕变聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN106883505A (zh) | 一种柔性半导电屏蔽料及其制备方法 | |
| CN107841052A (zh) | 一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其应用 | |
| CN111234347B (zh) | 预制母料与相结构调控结合制备导电热塑性弹性体的方法 | |
| CN115386191A (zh) | 一种应用于pp/ps合金的相容剂 | |
| Imbernon et al. | Semi‐interpenetrating Networks in Blends of Epoxidized Natural Rubbers | |
| CN114685874B (zh) | 一种海缆用半导电聚烯烃护套料及其制备方法和用途 | |
| CN117430886A (zh) | 聚丙烯基绝缘料及其制备方法与应用、电缆制品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |