CN117304604A - 一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料及其制备方法，外屏蔽料的原料组分及重量份为：聚丙烯树脂50份、特种树脂35‑50份、润滑剂1.0‑3.0份、抗氧剂0.4‑0.8份、超导电炭黑30‑40份、自制改性剂2.0‑4.0份。本发明以聚丙烯树脂为基材，辅以特种高韧性聚合物树脂、改性剂及加工助剂等，使得材料具有非常好的挤出加工性能，优越的导电性，完全环保，挤出表面细腻，且具有非常好的机械性能，粘附性好，适用于聚丙烯绝缘电缆外屏蔽层挤出。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种电力电缆用聚丙烯内屏蔽料及其制备方法。
背景技术
随着我国现代化建设的不断推进，对电力能源的需求不断提升，伴随着对电力电缆的需求也在快速增长。我国的电缆行业逐渐发展壮大并仍将继续高速增长。我国已经成为世界最大的电缆消费市场，尤其是电力电缆领域。但是由于电力电缆的特殊性，其绝缘电缆主要是采用交联聚乙烯为基材，辅以交联聚烯烃屏蔽共挤而成，其优势是性能稳定，配套成熟，工艺可控，缺点是由于采用交联技术，一旦成型无法二次利用，且难以回收，一旦报废则直接成为了塑料垃圾，百年也难以降解，只能焚烧等处理，属于环境不友好型材料。因此研发一款新的电力电缆用的非交联型内屏蔽材料，有效避免交联材料难以处理的窘状，提高材料的二次回收利用，有效节约能效，显得尤为重要。同时可以显著的提升电缆企业的竞争力和品牌价值。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料及其制备方法，以聚丙烯树脂为基材，通过添加其他辅助原料制备而成，为非交联型材料，具有较好的综合性能，可进行二次回收利用，非常适用于电力电缆外屏蔽层挤出。
本发明采用如下技术方案：
一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯树脂50份，特种树脂35-50份、润滑剂1.0-3.0份、抗氧剂0.4-0.8份、超导电炭黑30-40份、自制改性剂2.0-4.0份。
所述聚丙烯树脂熔融指数≤5g/10min。
所述特种树脂为特种高韧性聚合物树脂。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP中的一种。
所述自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成。
所述特种助剂为二甲基硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。
一种电力电缆用聚丙烯内屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒、烘干，即得所述电力电缆用聚丙烯外屏蔽料。
所述步骤S1中原料在高速混合机中的混合温度为30-75℃，混合时间为3-20min。
所述步骤S2中混合料在双螺杆挤出机中的挤出温度为145-195℃；粒料烘干温度为70-85℃，烘干时间为1-3h。
一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料在制备电力电缆外屏蔽层中的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
A、本发明以聚丙烯树脂为基材，辅以特种高韧性聚合物树脂、改性剂及加工助剂等，使得材料具有非常好的挤出加工性能，优越的导电性，完全环保，挤出表面细腻，且具有非常好的机械性能，粘附性好，适用于聚丙烯绝缘电缆外屏蔽层挤出。
B、本发明制备的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料为非交联型材料，可以进行二次回收利用，制备工艺简单，设备投资小且效率高，成本低，可有效节约能耗。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员。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。
实施例1：
本实施例提供一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，在屏蔽料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚丙烯树脂50份，特种树脂35份、润滑剂2.0份、抗氧剂0.6份、超导电炭黑30份、自制改性剂2.0份。
其中，聚丙烯树脂熔融指数为3g/10min，特种树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂二甲基硅氧烷；润滑剂为聚乙烯蜡(本实施例中选用进口聚乙烯蜡)；所述抗氧剂为抗氧剂1010，超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为15min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在80℃下烘干，烘干时间为2h，即得所述电力电缆用聚丙烯内屏蔽料。
实施例2：
本实施例提供一种电力电缆用聚丙烯内屏蔽料，在护套料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚丙烯树脂50份，特种树脂43份、润滑剂1.0份、抗氧剂0.4份、超导电炭黑35份、自制改性剂3份。
聚丙烯树脂熔融指数为3g/10min，特种树脂为特种聚乙烯树脂；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂为二甲基硅氧烷和八甲基环四硅氧烷的组合；润滑剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物；所述抗氧剂为抗氧剂1010，超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为15min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在80℃下烘干，烘干时间为2h，即得所述电力电缆用聚丙烯外屏蔽料。
实施例3：
本实施例提供一种电力电缆用聚丙烯内屏蔽料，在护套料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚丙烯树脂50份，特种树脂50份、润滑剂3.0份、抗氧剂0.8份、超导电炭黑40份、自制改性剂4.0份。
聚丙烯树脂熔融指数为3g/10min，特种树脂为聚烯烃弹性体；自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂为丙基三甲氧基硅烷；润滑剂为硬脂酸镁；所述抗氧剂为抗氧剂DLTP，超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
制备方法如下：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，混合温度为30-75℃，混合时间为20min，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料放入双螺杆挤出机中，在145-195℃下挤出造粒，然后在70℃下烘干，烘干时间为3h，即得所述电力电缆用聚丙烯外屏蔽料。
对比例1：
混合及挤出造粒等工艺同实施例1，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
聚丙烯树脂50份、润滑剂2.0份、抗氧剂0.6份、超导电炭黑30份、自制改性剂2.0份。
其中，聚丙烯树脂熔融指数为3g/10min，自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成，其中特种助剂二甲基硅氧烷；润滑剂为聚乙烯蜡(本实施例中选用进口聚乙烯蜡)；所述抗氧剂为抗氧剂1010，超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
按照上述相同方法，但是添加的超导电炭黑加工困难，且挤出困难，表面不细腻，制备电缆料，作为对比例。
性能测试：
将按照实施例1-3及对比例1中配比制得的电力电缆用聚丙烯内屏蔽料分别按照相关标准进行性能测试，所制备的电缆料的相关性能结果见表1。
表1实施例1-3及对比例1制得电缆料性能测试结果
由上表1可知，上述实施例1-3中制得的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，在通过选用性能优异聚丙烯树脂为基材并改性以后，综合性能优异，所制备的电缆料具有非常好的挤出加工性能，同时具有非常好的力学性能和导电性能优，可以有效应用于电力电缆内屏蔽层，可以有效的避免交联带来的副作用，对企业提高产品的知名度，社会效益经济效益等都有非常积极的意义。而对比例1中材料在加工中炭黑难以分散，挤出表面粗燥，其综合性能明显下降，难以应用于实际生产中。
综上所述，本发明制得的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料具有良好的综合性能，有效克服了现有技术中的种种缺点，且制备工艺简单，设备投资小、效率高、成本低，具较高产业利用价值。
本发明未述之处适用于现有技术。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚丙烯树脂50份
特种树脂35-50份
润滑剂1.0-3.0份
抗氧剂0.4-0.8份
超导电炭黑30-40份
自制改性剂2.0-4.0份。
2.根据权利要求1所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，其特征在于，所述聚丙烯树脂熔融指数≤5g/10min；所述特种树脂为特种高韧性聚合物树脂。
3.根据权利要求1所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述超导电炭黑为超导电超细纳米级炭黑粉。
4.根据权利要求1所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，其特征在于，所述抗氧剂为所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP中的一种。
5.根据权利要求1所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，其特征在于，所述自制改性剂为以聚烯烃树脂为基材，添加特种助剂配制而成。
6.根据权利要求5所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料，其特征在于，所述特种助剂为二甲基硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。
7.一种权利要求1-6任一项所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将按配方重量称量的各原料组分混合后放入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S2、将混合均匀的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒、烘干，即得所述电力电缆用聚丙烯外屏蔽料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中原料在高速混合机中的混合温度为30-75℃，混合时间为3-20min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中混合料在双螺杆挤出机中的挤出温度为145-195℃；粒料烘干温度为70-85℃，烘干时间为1-3h。
10.一种权利要求1-6任一项所述的电力电缆用聚丙烯外屏蔽料在制备聚丙烯绝缘电缆外屏蔽层中应用。
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