CN116262845A - 一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法 - Google Patents
一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及绝缘材料领域，公开了一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法。本发明公开的聚乙烯绝缘材料以聚乙烯为基体，加入了达3%以上的高含量炭黑，能保持优良的机械强度和电气强度。本发明公开的方法通过制备过程中的两步分散、固定，使高含量炭黑能均匀分散且固定于基体材料中，制备得到的绝缘材料绝缘表面光滑，热延伸、热收缩性能指标余量大，耐候耐电痕性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘材料领域，尤其涉及一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会经济的不断发展，户外架空电线电缆的需求日益扩大，电线电缆中的用量不断倍增。电线电缆绝缘材料需要具备体积电阻率高、介电损耗小、耐热老化性能好等特点，使适应户外环境的应用。
户外架空绝缘电缆通常工作环境比较严苛，长期在空气、雨水、光照射等气候条件下容易发生光氧老化，同时电缆在传输高电压、大电流时会产生较高的温度。温度升高会影响到材料的电气绝缘性，引起电缆绝缘层的爬电起痕现象，进而导致电缆的击穿。这多种因素就要求电线电缆绝缘材料还需要良好的耐候性能和耐电痕性能。
为了满足以上性能，行业使用炭黑来改性交联聚乙烯，来达到耐候性和耐电痕性能，但是在实际材料体系中，炭黑加入高分子基体中是以微粒状态存在，2％以上添加量情况下较难良好分散，难以保证炭黑的均匀分散性，从而影响绝缘层本身的机械强度和电气强度，给电缆带来机械开裂、击穿等风险。
申请公布号为CN114163716 A的中国专利公开了一种高炭黑耐光氧老化硅烷交联聚乙烯绝缘料及制备方法，其公开的绝缘料制备原料是由线性低密度聚乙烯树脂A、线性低密度聚乙烯树脂B、高压低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、引发剂、抗氧剂、光稳定剂、炭黑、有机-无机复合改性剂、表面活性剂、相容剂、催化剂、流变改性剂制作而成。但其在实际生产中是难以保证材料中炭黑的均匀分散性的，从而影响电线电缆性能，存在质量缺陷。
因此，亟需出现一种高炭黑且炭黑分布均匀的绝缘材料，以保证绝缘材料的耐候性能和耐电痕性能，以适应户外环境的架空电线电缆的应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法。本发明提供的绝缘材料以硅烷交联架空聚乙烯为基体，具有体积电阻率高、介电损耗小的特点，并加入了高含量的炭黑，使之具有良好的耐候性能和耐电痕性能；本发明通过将炭黑制备为酯化炭黑母粒，使绝缘材料的耐候性能和耐电痕性能进一步得到提高，并提供了酯化炭黑母粒的制备方法及绝缘材料的制备方法。
本发明的具体技术方案为：
一方面，本发明提供了一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，包括A料和B料；
A料包括以下重量份的组分：
B料包括以下重量份的组分：
在本发明提供的耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料中，以硅烷交联架空聚乙烯为基体，具有体积电阻率高、介电损耗小的特点，并通过加入含量达3％以上的炭黑，得到良好的耐候性能和耐电痕性能材料。炭黑加入高分子基体中是以微粒状态存在，大添加量情况下较难良好分散，难以保证炭黑的均匀，从而导致材料易机械开裂、击穿。因此本发明通过将炭黑进行改性，以酯化炭黑母粒的状态加入材料中，提高炭黑微粒状态下树脂基体的相容性以改变炭黑自身的高自聚性质，得到高含量炭黑且炭黑均匀分散的聚乙烯绝缘材料。具体地，本发明绝缘材料将炭黑均匀分散的原理为：将绝缘材料分为A料和B料，炭黑改性成为酯化炭黑母粒后与乙烯基体能在分子微观层面上接枝相容，在B料中30-40份的酯化炭黑母粒进行初步分散，然后在A料和B料混合的时候，受硅烷偶联剂作用，聚乙烯基体间交联、共聚的同时，酯化炭黑母粒也被固化，最终均匀分散并固定地存在于绝缘材料中。
进一步地，在A料中，添加5-15份聚丙烯树脂可以提高聚乙烯的强度和耐热性。
作为优选，绝缘材料中A料和B料的质量比为90-95:5-10。
具体地，酯化炭黑母粒的制备方法包括以下步骤：
S1：往炭黑中加入30～37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至7.0～9.2，在60℃条件下反应3～4h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2～3h得到反应底液，往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在70～80℃条件下反应4～6h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
在酯化炭黑母粒的制备过程中，首先将炭黑表面羟甲基化，然后再在DMSO中在高氯酸的催化作用下，马来酸酐开环接枝在炭黑分子表面得到酯化炭黑。制备酯化炭黑时，若将马来酸酐与炭黑分子直接接枝，由于界面隔阂的存在，接枝率极低，须先改善炭黑与马来酸酐在DMSO中的表面接触性能。为了改善表面接触性能，一是先将炭黑表面羟甲基化，利用羟基与酸酐基团的亲和性进行改善，二是通过在高氯酸作用下超声2～3h使马来酸酐活化，处于形成碳正离子开环的预备状态，最终接枝反应时马来酸酐开环的同时碳正离子与羟基键接。
具体地，步骤S1中炭黑与甲醛溶液的质量体积比为7kg:7～7.3L。
具体地，步骤S2反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.5～1mol:0.4～0.6mol:1L。羟甲基化炭黑与反应底液的质量体积比为0.8～1kg:1L。
具体地，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
作为优选，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或几种。
作为优选，引发剂为过氧化二异丙苯，除水剂为三甲氧基甲烷，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
作为优选，抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂AT 10、抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP中的一种或几种。
另一方面，本发明提供了一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；
③加入酯化炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和酯化炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，挤出，浸润，制粒，干燥；
(3)交联塑化：
①将A料和B料混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中交联得到所述绝缘材料。
绝缘材料中包括A料和B料，炭黑改性成为酯化炭黑母粒后与乙烯基体能在分子微观层面上接枝相容，在B料中30-40份的酯化炭黑母粒进行初步分散，将A料和B料分别制备然后混炼、成型，在A料和B料混合的过程中，B料分散于A料中，酯化炭黑母粒进一步分散，最后在硅烷偶联剂作用下，聚乙烯基体间交联、共聚的同时，酯化炭黑母粒通过其分子上的酯基、羧基的作用，酯化炭黑母粒被固定分散，最终均匀分散并固定地存在于绝缘材料中。
具体地，步骤(1)中，双螺杆挤出混炼的各区温度为：Ⅰ118～122℃，Ⅱ138～142℃，Ⅲ123～127℃，Ⅳ178～182℃，Ⅴ193～197℃，Ⅵ198～202℃，Ⅶ198～202℃，Ⅷ198～202℃，Ⅸ198～202℃，机头188～192℃；
具体地，步骤(1)中，单螺杆挤出造粒的各区温度为：Ⅰ143～147℃，Ⅱ163～167℃，机头173～177℃。
具体地，步骤(2)中挤出的各区温度为：Ⅰ58～62℃，Ⅱ138～142℃，Ⅲ178～182℃，Ⅳ148～152℃，Ⅴ188～192℃，Ⅵ188～192℃，Ⅶ188～192℃，Ⅷ188～192℃，Ⅸ188～192℃，机头178～182℃。
作为优选，步骤(3)中单螺杆挤出机的各区温度为：Ⅰ125℃，Ⅱ145℃，Ⅲ165℃，Ⅳ185℃，Ⅴ195℃，法兰195℃，机颈205℃，机头215℃。
作为优选，步骤(3)中交联的温度为90～95℃，时间为4～10h。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明提供绝缘材料能加入达3％以上的高含量炭黑，并能保持优良的机械强度和电气强度。
(2)本发明通过将炭黑改性，并通过制备过程中的两步分散、固定，使高含量炭黑能均匀分散且固定于本发明提供的绝缘材料中。
(3)本发明提供的绝缘材料表面光滑，热延伸、热收缩性能指标余量大，耐候耐电痕性能优异。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、酯化炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、酯化炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
表1
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | Ⅷ | Ⅸ | 机头 |
| 120℃ | 140℃ | 125℃ | 180℃ | 195℃ | 200℃ | 200℃ | 200℃ | 200℃ | 200℃ |
③加入炭黑改性母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
表2
| Ⅰ | Ⅱ | 机头 |
| 145℃ | 165℃ | 175℃ |
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和炭黑改性母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
表3
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | Ⅷ | Ⅸ | 机头 |
| 60℃ | 140℃ | 180℃ | 150℃ | 190℃ | 190℃ | 190℃ | 190℃ | 190℃ | 180℃ |
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
表4
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | 法兰 | 机颈 | 机头 |
| 125℃ | 145℃ | 165℃ | 150℃ | 195℃ | 195℃ | 205℃ | 215℃ |
实施例2
酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比1kg:1L往炭黑中加入30wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至7.0，在60℃条件下反应3h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2.5h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.5mol:0.4mol:1L。按体积质量比为1L:0.8kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在70℃条件下反应6h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 40份、聚乙烯树脂2 10份、聚丙烯树脂5份、酯化炭黑母粒3份、乙烯基三乙氧硅烷1.5份、过氧化二异丙苯0.13份、三甲氧基甲烷0.12份、抗氧剂300 0.04份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 20份、聚乙烯树脂2 20份、硅酮粉3份、二月桂酸二丁基锡0.5份、抗氧剂1010 2份、酯化炭黑母粒30份、抗铜剂905 0.5份、邻羟基苯甲酸苯酯0.5份、受阻胺光稳定剂0.5份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表5。
表5
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | Ⅷ | Ⅸ | 机头 |
| 118℃ | 138℃ | 123℃ | 178℃ | 193℃ | 198℃ | 198℃ | 198℃ | 198℃ | 188℃ |
③加入炭黑改性母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表6。
表6
| Ⅰ | Ⅱ | 机头 |
| 143℃ | 163℃ | 177℃ |
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和炭黑改性母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表7。
表7
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | Ⅷ | Ⅸ | 机头 |
| 58℃ | 142℃ | 182℃ | 152℃ | 192℃ | 192℃ | 192℃ | 192℃ | 192℃ | 182℃ |
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比95:8混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中92℃交联6h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表8。
表8
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | 法兰 | 机颈 | 机头 |
| 125℃ | 145℃ | 165℃ | 150℃ | 195℃ | 195℃ | 205℃ | 215℃ |
实施例3
酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.3L往炭黑中加入35wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至9.2，在60℃条件下反应3～4h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声3h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为1mol:0.5mol:1L。按体积质量比为1L:0.9kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在80℃条件下反应4h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 60份、聚乙烯树脂2 20份、聚丙烯树脂15份、酯化炭黑母粒8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2份、过氧化二异丙苯0.23份、三甲氧基甲烷0.21份、抗氧剂1076 0.11份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 30份、聚乙烯树脂2 30份、硅酮粉5份、二月桂酸二丁基锡1份、抗氧剂4份、酯化炭黑母粒40份、抗铜剂905 1份、邻羟基苯甲酸苯酯1份、受阻胺光稳定剂1份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表9。
表9
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | Ⅷ | Ⅸ | 机头 |
| 122℃ | 142℃ | 127℃ | 182℃ | 197℃ | 202℃ | 202℃ | 202℃ | 202℃ | 192℃ |
③加入炭黑改性母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表10。
表10
| Ⅰ | Ⅱ | 机头 |
| 147℃ | 167℃ | 173℃ |
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和炭黑改性母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表11。
表11
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | Ⅷ | Ⅸ | 机头 |
| 62℃ | 138℃ | 178℃ | 148℃ | 188℃ | 188℃ | 188℃ | 188℃ | 188℃ | 178℃ |
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比92:5混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中90℃交联10h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表12。
表12
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | 法兰 | 机颈 | 机头 |
| 125℃ | 145℃ | 165℃ | 150℃ | 195℃ | 195℃ | 205℃ | 215℃ |
对比例1(与实施例1的主要区别在于：酯化炭黑母粒替代为普通炭黑母粒)
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例2(与实施例1的主要区别在于：B料中酯化炭黑母粒的添加量为25份)酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、酯化炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、酯化炭黑母粒25份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入酯化炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和酯化炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例3(与实施例1的主要区别在于：B料中酯化炭黑母粒的添加量为45份)酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、酯化炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、酯化炭黑母粒45份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入酯化炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和酯化炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例4(与实施例1的主要区别在于：A料中酯化炭黑母粒的添加量为15份)酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、酯化炭黑母粒15份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、酯化炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入酯化炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和酯化炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例5(与实施例1的主要区别在于：制备酯化炭黑母粒时不进行炭黑表面羟甲基化)
改性炭黑母粒制备：
S1：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得改性炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、改性炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、改性炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入改性炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和改性炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例6(与实施例1的主要区别在于：制备改性炭黑母粒时反应底液不超声)
改性炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸混匀得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得改性炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、改性炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、改性炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入改性炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和改性炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例7(与实施例1的主要区别在于：制备改性炭黑母粒时反应底液超声4h)改性炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声4h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得改性炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、改性炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、改性炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入改性炭黑母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和改性炭黑母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例8(与实施例1的主要区别在于：A料和B料直接混合在一起进行混炼、挤出、成型)
酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、聚丙烯树脂10份、酯化炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、酯化炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
(1)交联塑化：将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
对比例9(与实施例1的主要区别在于：A料中不加入聚丙烯树脂)
酯化炭黑母粒制备：
S1：按质量体积比7kg:7.2L往炭黑中加入37wt％甲醛溶液，加入NaOH调节pH至8.0，在60℃条件下反应3.5h得到羟甲基化炭黑。
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2h得到反应底液，反应底液中马来酸酐、高氯酸与DMSO的摩尔体积比为0.8mol:0.6mol:1L。按体积质量比为1L:1kg往反应底液中加入羟甲基化炭黑，在75℃条件下反应5h，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
绝缘材料制备：
A料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 50份、聚乙烯树脂2 15份、酯化炭黑母粒7份、乙烯基三乙氧硅烷1.8份、过氧化二异丙苯0.20份、三甲氧基甲烷0.18份、抗氧剂300 0.08份。
B料原料(重量份)：聚乙烯树脂1 25份、聚乙烯树脂2 25份、硅酮粉4份、二月桂酸二丁基锡0.8份、抗氧剂1010 3份、酯化炭黑母粒35份、抗铜剂1024 0.8份、邻羟基苯甲酸苯酯0.7份、受阻胺光稳定剂0.8份。
其中，聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3g/10min；聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min。
(1)制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中通过双螺杆挤出机挤出混炼得混炼初料；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表1。
③加入炭黑改性母粒后通过单螺杆挤出机挤出造粒、干燥；其中，单螺杆挤出机各区温度参数见表2。
(2)制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和炭黑改性母粒干燥，加入硅酮粉、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，通过双螺杆挤出机挤出，浸润，制粒，干燥；其中，双螺杆挤出机各区温度参数见表3。
(3)交联塑化：
①将A料和B料按质量比9:1混合、通过单螺杆挤出机挤出、成型，然后绕盘放入蒸汽室中95℃交联4h得到绝缘材料。其中，单螺杆挤出机的各区温度见表4。
性能测试
将实施例1～3及对比例1～9制备得到的绝缘材料进行综合性能测试，老化处理前其性能结果如表13所示，老化处理后其性能结果如表14所示。老化处理具体为：空气烘箱135℃热老化168h。冲击脆化性能在-76℃下测试。热延伸测试条件：200℃，0.2MPa，15min。
表13
表14
数据分析
(1)由表13可知，实施例1～3制备得到的绝缘材料达3％以上的高含量炭黑，也能保持优良的机械强度和电气强度，热延伸、热收缩性能指标余量大，耐候耐电痕性能优异。由表14可知，实施例1～3在经过老化处理后仍能保持较好的机械性能及耐电痕性。
(2)与实施例1相比，对比例1加入的炭黑材料为普通炭黑母粒，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化后性能下降严重，说明本发明制备得到的酯化炭黑母粒有利于提高绝缘材料的机械强度、电气强度、耐候耐及电痕性能。
(3)与实施例1相比，对比例2B料中酯化炭黑母粒的添加量为25份，B料中酯化炭黑母粒添加量过少，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化后性能有所下降，说明B料中酯化炭黑母粒添加量过少对提高绝缘材料的机械强度、电气强度、耐候耐及电痕性能不显著。
(4)与实施例1相比，对比例3B料中酯化炭黑母粒的添加量为45份，B料中酯化炭黑母粒添加量过多，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化后性能有所下降，说明B料中酯化炭黑母粒添加量过多不利于提高绝缘材料的机械强度、电气强度，提高耐候耐及电痕性能不显著，结合对比例2，进一步地，说明B料中酯化炭黑母粒的添加量须在合适的范围之内，其添加量对于提高绝缘材料的机械强度、电气强度、耐候耐及电痕性能存在最优范围值。
(5)与实施例1相比，对比例4A料中酯化炭黑母粒的添加量为15份，A料中酯化炭黑母粒添加量过多，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化后性能有所下降，说明A料中酯化炭黑母粒添加量不宜过多。
(6)与实施例1相比，对比例5制备酯化炭黑母粒时不进行炭黑表面羟甲基化，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化后性能下降严重，说明制备改性炭黑母粒需先表面羟甲基化再进行马来酸酐接枝，先表面羟甲基化再进行马来酸酐接枝制备得到的酯化炭黑母粒有利于提高绝缘材料性能。
(7)与实施例1相比，对比例6制备改性炭黑母粒时反应底液不超声，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化处理后性能下降，说明制备改性炭黑母粒进行马来酸酐接枝前，通过超声有利于马来酸酐活化，利于接枝制备得到的酯化炭黑母粒，进而提高绝缘材料性能。
(8)与实施例1相比，对比例7制备改性炭黑母粒时反应底液超声4h，超声时间过长，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化处理后性能下降，说明反应底液超声时间过长对于马来酸酐具有抑制作用。
(9)与实施例1相比，对比例8A料和B料直接混合在一起进行混炼、挤出、成型，其机械强度、电气强度、耐电痕性能变差，且老化后性能下降严重。
(10)与实施例1相比，对比例9A料中不加入聚丙烯树脂，对比例10A料中加入聚丙烯树脂为20份，聚丙烯树脂含量过多，对比例9与对比例10绝缘材料的强度和耐热性均下降，说明适量添加聚丙烯树脂可以提高制备得到绝缘材料的强度和耐热性。
以上实施例及对比例所用聚乙烯树脂1为相同的聚乙烯树脂。以上实施例及对比例所用聚乙烯树脂2为相同的聚乙烯树脂。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：包括A料和B料；
所述A料包括以下重量份的组分：
聚乙烯树脂1 40-60份
聚乙烯树脂2 10-20份
聚丙烯树脂 5-15份
酯化炭黑母粒 3-8份
硅烷偶联剂 1.5-2份
引发剂 0.13-0.23份
除水剂 0.12-0.21份
抗氧剂 0.04-0.11份；
所述B料包括以下重量份的组分：
聚乙烯树脂1 20-30份
聚乙烯树脂2 20-30份
硅酮粉 3-5份
催化剂 0.5-1份
抗氧剂 2-4份
酯化炭黑母粒 30-40份
抗铜剂 0.5-1份
抗紫外吸收剂 0.5-1份
光稳定剂 0.5-1份。
2.如权利要求1所述的一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述A料和B料的质量比为90-95:5-10。
3.如权利要求1所述的一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述酯化炭黑母粒的制备方法包括以下步骤：
S1：往炭黑中加入甲醛溶液，加入NaOH调节pH，反应得到羟甲基化炭黑；
S2：将马来酸酐溶于DMSO中，加入高氯酸，超声2~3h得到反应底液，然后加入羟甲基化炭黑进行反应，干燥、粉碎得酯化炭黑母粒。
4.如权利要求1所述的一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述聚乙烯树脂1在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为2.0±3 g/10min；所述聚乙烯树脂2在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为20±3g/10min；所述聚丙烯树脂在190℃和2.16kg的条件下的熔融指数为1.5±0.5g/10min。
5.如权利要求1所述的一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述除水剂为三甲氧基甲烷。
7.如权利要求1所述的一种耐候耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
8.一种如权利要求1~7之一所述的绝缘材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备A料：
①将原料聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和聚丙烯树脂混均、干燥得混合料；
②将硅烷偶联剂、除水剂、引发剂、抗氧剂混合搅匀、溶解，加入混合料中混炼得混炼初料；
③加入酯化炭黑母粒后挤出造粒、干燥；
（2）制备B料：
①将聚乙烯树脂1、聚乙烯树脂2和酯化炭黑母粒干燥，加入润滑剂、抗紫外吸收剂、光稳定剂、抗铜剂、抗氧剂及催化剂混匀，挤出，浸润，制粒，干燥；
（3）交联塑化：
①将A料和B料混合、成型、交联得到所述绝缘材料。
9.如权利要求8所述制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述混炼通过双螺杆挤出机混炼，所述双螺杆挤出机的各区温度为：Ⅰ 118～122℃，Ⅱ 138～142℃，Ⅲ 123～127℃，Ⅳ178～182℃，Ⅴ 193～197℃，Ⅵ 198～202℃，Ⅶ 198～202℃，Ⅷ 198～202℃，Ⅸ 198～202℃，机头 188～192℃；
所述挤出造粒通过单螺杆挤出机进行，所述单螺杆挤出机各区温度为：Ⅰ 143～147℃，Ⅱ 163～167℃，机头 173～177℃。
10.如权利要求8所述制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述挤出通过双螺杆挤出机进行，所述双螺杆挤出机各区温度为：Ⅰ 58～62℃，Ⅱ 138～142℃，Ⅲ 178～182℃，Ⅳ 148～152℃，Ⅴ 188～192℃，Ⅵ 188～192℃，Ⅶ 188～192℃，Ⅷ 188～192℃，Ⅸ 188～192℃，机头178～182℃。
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Legal Events
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