CN117645751A - 一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及交联聚乙烯制备技术领域，具体公开了一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料及其制备方法。本申请的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，主要由如下原料制成：聚乙烯、抗铜剂、光敏剂、交联剂、抗氧剂、辅助剂、耐热剂、氧化铝，耐热剂包括二氧化硅、热致液晶聚合物和聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷；辅助剂包括三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维和N‑苯基马来酰亚胺‑苯乙烯‑甲基丙烯酸甲酯三元共聚物；制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯、抗铜剂、光敏剂、交联剂、抗氧剂、辅助剂、耐热剂、氧化铝混合，得到混合料；将混合料挤出造粒，即得。本申请制得的交联聚乙烯耐热性佳。

Description

一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料及其 制备方法

技术领域

本申请涉及交联聚乙烯制备技术领域，更具体地说，它涉及一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料及其制备方法。

背景技术

城市中电力需求日益增加，为了满足日益增加的用电需求，需要大力推进电网建设。而传统的输电系统以架空线为主，需要较大面积的输电走廊，另外，架空线错综复杂影响城市美观，电缆的出现巧妙地解决了这些问题，并且电缆的输电性能安全稳定、不需要频繁维护，成为城市化发展中电网建设的关键。交联聚乙烯是电缆中主要的绝缘材料，具有优异的绝缘性能、机械性能、电气性能、抗蠕变性，且耐热性、耐老化、耐腐蚀性能好，是制备电缆的绝佳材料。

交联聚乙烯绝缘电缆的制造工艺主要有高能辐射交联、硅烷交联、过氧化物交联和紫外光交联。其中，紫外光辐照交联聚乙烯电缆制造技术具有生产速度快、可连续生产时间长等一系列独特的优势，因而在众多的聚乙烯交联技术中脱颖而出，能够满足高电压等级、大长度交联聚乙烯绝缘电缆的生产需求。

目前，由于受到分子结构、过氧化物材料分解温度和材料的老化寿命影响，交联聚乙烯的长期工作温度被限定在90℃，可满足一般场合的要求。但在对耐高温要求较高的场合，比如地热电缆等场合，常规的紫外光交联聚乙烯绝缘料就无法满足应用要求。

因此，亟需制备一种耐热性能佳的紫外光交联聚乙烯绝缘料。

发明内容

为了进一步提高交联聚乙烯绝缘料的耐高温性能，本申请提供一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，采用如下的技术方案：

一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，主要由如下重量份数的原料制成：聚乙烯100-130份、抗铜剂0.25-0.5份、光敏剂0.8-1.5份、交联剂0.8-1.5份、抗氧剂0.2-0.4份、辅助剂1-2份、耐热剂1-2份、氧化铝1-2份，所述耐热剂包括二氧化硅、热致液晶聚合物和聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷；所述辅助剂包括三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维和N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物；所述改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、将碳纤维、异丙醇、二乙烯三胺混合，搅拌，得到混合物一；S2、将钛酸异丙酯滴加到步骤S1制得的混合物一中，得到混合物二；S3、将步骤S2得到的混合物二移入水热反应釜中，反应，冷却离心分离得到混合物三；S4、将步骤S3得到的混合物三洗涤、烘干、煅烧，得到混合物四；S5、将混合物四、无水甲苯、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合，洗涤，干燥，得到混合物五；S6、将3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸溶于二氯亚砜中，随后与步骤S5得到的混合物五、无水甲苯混合，然后滴加无水三乙胺，反应，洗涤，干燥，即得。

通过采用上述技术方案，引入抗铜剂、光敏剂、辅助剂和耐热剂等多种组分，且对多种组分的配比进行调整，多种组分相互配合，便于提高制得的聚乙烯绝缘料的耐热性和抗氧性，抗铜剂便于降低重金属离子的催化老化能力，提高聚乙烯的抗老化能力，光敏剂和抗氧剂的加入便于减少聚乙烯出现降解的情况，提高聚乙烯的力学性能，辅助剂和耐热剂的加入，耐热剂中的二氧化硅、热致液晶聚合物在辅助剂的作用下分散在聚乙烯中，与辅助剂中的改性碳纤维相互配合，形成导热网状通路，便于提高聚乙烯的导热性，同时，聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷的主链是由B、Si、O构成，其中B-O、Si-O键的键能高，同时侧链中含有苯基，便于提高聚乙烯的耐热性；辅助剂中的三(壬基酚)亚磷酸酯一方面与耐热剂中的热致液晶聚合物配合，一方面与抗氧剂配合，便于提高聚乙烯的机械性能，N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物便于提高改性碳纤维、耐热剂与聚乙烯之间的相容性，改性碳纤维采用自制的方式，碳纤维导热性佳，耐热性佳，加入到交联聚乙烯中便于在交联聚乙烯中形成网状导热结构，便于提高制得的聚乙烯绝缘料的耐热性，在碳纤维表面负载二氧化钛，便于提高碳纤维表面的粗糙度，二氧化钛导热性佳、耐热性佳，且具有一定的紫外吸收功能，便于与光敏剂配合，提高聚乙烯的紫外交联程度，将3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸接枝到二氧化钛表面，3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸具有一定的抗氧性，但在聚乙烯加工过程中容易挥发，同时容易迁移，将3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸接枝到二氧化钛表面便于减少3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸的挥发性和迁移性，同时与二氧化钛协同配合，便于提高紫外吸收性和抗氧性；部分二氧化钛表面接枝的N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷在交联剂的作用下可能接枝在聚乙烯上，进而形成交联网状结构，便于进一步提高聚乙烯的耐热性能。

优选的，所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：将3-巯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、四氢呋喃混合得到混合液一；将二氧化硅、乙醇混合，得到混合液二；将混合液一、混合液二混合，得到混合液三；将三烯丙基异氰脲酸酯、四氢呋喃混合，得到混合液四；将混合液三、混合液四混合，在氮气保护下在冰水浴中搅拌，然后在室温下反应，调节pH至酸性，静置后，洗涤，干燥，即得。

通过采用上述技术方案，三烯丙基异氰脲酸酯具有交联的作用，便于与交联剂相互配合，便于紫外引发交联，在二氧化硅表面接枝三烯丙基异氰脲酸酯，便于减少二氧化硅颗粒在聚乙烯基体中出现团聚的情况，同时，三烯丙基异氰脲酸酯不容易蒸发，便于与光敏剂、交联剂相互配合，增加交联度；具有极性基团的三烯丙基异氰脲酸酯分子已接枝在二氧化硅纳米颗粒表面，在交联反应中不会蒸发，因此保留了更高密度的极性基团，这些极性基团作为有效的电荷陷阱，通过陷阱机制阻碍载流子传输和抑制空间电荷积累，便于改善聚乙烯的老化情况。

优选的，所述辅助剂由三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物按质量比(1-2):(3-5):(2-3)组成。

通过采用上述技术方案，辅助剂中的三(壬基酚)亚磷酸酯与耐热剂中的热致液晶聚合物存在协同配合作用，N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物存在如苯基等导热基团，且与聚乙烯相容性佳，便于提高三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维与聚乙烯之间的相容性，改性碳纤维采用自制的方式，便于与交联剂相互配合，提高聚乙烯的交联度，进而便于更好的提高聚乙烯的性能。

优选的，所述耐热剂由二氧化硅、热致液晶聚合物、聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷按质量比(3-5):(1-2):(3-4)组成。

通过采用上述技术方案，耐热剂由二氧化硅、热致液晶聚合物、聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷三种组分复配得到，对三种组分的配比进行调整，使得三种组分的配比达到最佳，便于进一步提高制得的聚乙烯绝缘料的耐热性能。

优选的，所述光敏剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶按质量比(3-5):(3-4):(1-2)组成。

通过采用上述技术方案，采用多种光敏剂的组合，拓宽了吸收紫外光的波长范围，增强了同等条件下对紫外光的利用效率，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的紫外吸收波长范围为280-340nm内，且热稳定性好；2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑化学稳定好，挥发性好，与聚烯烃的相容性较佳，且与抗氧化剂具有明显的协同效应，提高聚乙烯材料的热氧稳定性，同时，能够吸收波长为270-380nm范围的紫外线；4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶几乎没有吸收紫外线的能力，但可有效地捕获高分子材料在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定效用，耐热加工性良好，与抗氧剂和光敏剂并用，具有优良的协同效应。

优选的，所述抗氧剂为改性抗氧剂，所述改性抗氧剂的制备方法，包括如下步骤：将抗氧剂、氯仿混合，得到抗氧剂混合液，将抗氧剂混合液、多孔氧化铝混合，负压干燥、冲洗、烘干、研磨过筛后，即得。

通过采用上述技术方案，多孔氧化铝具有较大的比表面积和丰富的孔结构，且具有较佳的导热性、耐热性，氧化铝吸收紫外线光子，提高紫外线稳定性，将抗氧剂负载在多孔氧化铝上，利用多孔氧化铝的缓释作用，便于降低抗氧剂从基体材料中向外迁移的程度，进而提高制得的聚乙烯绝缘料的抗氧性和耐热性。

优选的，所述步骤S1中的碳纤维为预处理碳纤维，所述预处理碳纤维的制备方法，包括如下步骤：将碳纤维浸入到酸性溶液中，恒温水浴，超声浸渍，离心分离，烘干，即得，所述酸性溶液包括浓盐酸和浓硝酸。

通过采用上述技术方案，对碳纤维进行预处理，便于提高碳纤维表面的粗糙度，提高碳纤维的比表面积，便于在碳纤维表面分布更多的氧化钛，形成氧化钛吸附层，提高碳纤维的导热耐热性，同时氧化钛吸附层具有紫外吸收作用，便于与光敏剂相互配合，进而便于更好的提高制得的聚乙烯绝缘料的性能。

优选的，所述抗铜剂由1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼和N-水杨酰氨基邻苯二酰亚胺按质量比(3-5):(1-2)组成。

通过采用上述技术方案，抗铜剂具有很强的抑制重金属离子催化老化能力，抗铜害效果显著并且具有与树脂相容性好，分散性好，不迁移，不污染，且对聚乙烯的电绝缘性影响较小，1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼、N-水杨酰氨基邻苯二酰亚胺中均含有苯基和直链烷烃，便于提高抗铜剂的耐热性，进而提高聚乙烯绝缘料的耐热性。

优选的，所述抗氧剂由抗氧剂BHT、硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑按质量比(3-5):(1-2):(1-2)组成。

通过采用上述技术方案，抗氧剂的加入便于延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，抗氧剂BHT与硫代二丙酸二月桂酯、辅助剂中的三(壬基酚)亚磷酸酯具有协同效应，在抗氧过程中，抗氧剂BHT捕捉聚合物过氧化自由基后变成氢过氧化物，氢过氧化物对热氢氧化降解具有自动催化作用，硫代二丙酸二月桂酯、三(壬基酚)亚磷酸酯能够分解氢过氧化物，便于提高聚乙烯绝缘料的抗氧性；2-巯基苯并咪唑的加入便于与抗氧剂中的抗氧剂BHT、硫代二丙酸二月桂酯配合，以便进一步提高制得的聚乙烯材料的性能。

优选的，所述氧化铝由球形氧化铝、纤维状氧化铝、片状氧化铝按质量比(5-6):(1-2):(3-4)组成。

通过采用上述技术方案，氧化铝由球形氧化铝、纤维状氧化铝、片状氧化铝三种状态复配得到，片状氧化铝倾向于基于范德华力在球形氧化铝附近排列；球形氧化铝起到导向作用，更加有利于导热网络的形成，球形氧化铝良好的分散性以及空间位阻，也能促使片状氧化铝更好的分散开，而不是堆叠在一起。

第二方面，本申请提供一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料的制备方法，采用如下技术方案：

一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将聚乙烯、抗铜剂、光敏剂、交联剂、抗氧剂、辅助剂、耐热剂、氧化铝混合，得到混合料；

（2）将步骤（1）中的混合料挤出造粒，即得。

通过采用上述技术方案，本申请制得的聚乙烯绝缘料耐热性佳，抗老化性能佳，且制备工艺简单。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料通过引入抗铜剂、光敏剂、辅助剂和耐热剂等多种组分，便于提高制得的聚乙烯绝缘料的耐热性和抗氧性，抗铜剂便于降低重金属离子催化老化能力，提高聚乙烯的抗老化能力，光敏剂和抗氧剂的加入便于减少聚乙烯出现降解的情况，提高聚乙烯的力学性能。

2、本申请的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料中辅助剂和耐热剂的加入，耐热剂中的二氧化硅、热致液晶聚合物在辅助剂的作用下分散在聚乙烯中，与辅助剂中的改性碳纤维相互配合，形成导热网状通路，便于提高聚乙烯的导热性，同时，聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷的主链是由B、Si、O构成，其中B-O、Si-O键的键能高，同时侧链中含有苯基，便于提高聚乙烯的耐热性；辅助剂中的三(壬基酚)亚磷酸酯一方面与耐热剂中的热致液晶聚合物配合，一方面与抗氧剂配合，便于提高聚乙烯的机械性能，N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物便于提高改性碳纤维、耐热剂与聚乙烯之间的相容性。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

为了便于理解本申请，下面将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，并不限于本文所描述的实施例。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，本文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。本文中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。本文所使用的术语“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。

本申请实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售或采用现有技术合成。

实施例

实施例1

本实施例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，包括如下重量的原料：聚乙烯100kg、抗铜剂0.25kg、光敏剂0.8kg、交联剂0.8kg、抗氧剂0.2kg、辅助剂1kg、耐热剂1kg、氧化铝1kg；抗铜剂由1，2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼、N-水杨酰氨基邻苯二酰亚胺按质量比3:1组成；光敏剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶按质量比3:3:1组成；氧化铝由球形氧化铝、纤维状氧化铝、片状氧化铝按质量比5:1:3组成；抗氧剂由抗氧剂BHT、硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑按质量比3:1:1组成；耐热剂由二氧化硅、热致液晶聚合物、聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷按质量比3:1:3组成，热致液晶聚合物为热致液晶聚芳酯；交联剂为过氧化二异丙苯，辅助剂由三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物按质量比1:3:2组成，改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、将碳纤维、异丙醇、二乙烯三胺按质量比0.1:50:0.1混合，常温下超声处理10min，搅拌，得到混合物一；S2、将钛酸异丙酯滴加到步骤S1制得的混合物一中，得到混合物二；钛酸异丙酯、混合物一的质量比为1:20；S3、将步骤S2得到的混合物二移入水热反应釜中，在195℃反应24h，冷却至室温，冷却离心分离得到混合物三；S4、将步骤S3得到的混合物三洗涤、烘干、煅烧，得到混合物四；其中，洗涤采用无水乙醇清洗，烘干在鼓风烘箱中，烘干温度为60℃，烘干时间为24h，煅烧在管式高温电阻炉中进行，煅烧温度为400℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为2h；S5、将混合物四、无水甲苯、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷按质量比1:20:1混合，依次用无水甲苯、无水乙醇洗涤，在105℃干燥12h，得到混合物五；S6、将3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸溶于二氯亚砜中，随后与步骤S5得到的混合物五、无水甲苯混合，然后滴加无水三乙胺，在氮气保护下反应20h，依次用无水甲苯、无水乙醇洗涤，在105℃干燥12h，即得。其中，步骤S6中3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸、二氯亚砜的质量比为1:10；混合物五、无水甲苯、无水三乙胺的质量比为12:200:10；3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸、混合物五的质量比为1:4。

本实施例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将聚乙烯、抗铜剂、光敏剂、交联剂、抗氧剂、辅助剂、耐热剂混合，得到混合料；

（2）将步骤（1）中的混合料挤出造粒，即得。其中，挤出采用双螺杆挤出机挤出，挤出温度为160℃。

实施例2

本实施例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例1的区别在于：包括如下重量的原料：聚乙烯130kg、抗铜剂0.5kg、光敏剂1.5kg、交联剂1.5kg、抗氧剂0.4kg、辅助剂2kg、耐热剂2kg、氧化铝2kg。抗铜剂由1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼、N-水杨酰氨基邻苯二酰亚胺按质量比5:2组成；氧化铝由球形氧化铝、纤维状氧化铝、片状氧化铝按质量比6:2:4组成；光敏剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶按质量比5:4:2组成；抗氧剂由抗氧剂BHT、硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑按质量比5:2:2组成；辅助剂由三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物按质量比2:5:3组成，耐热剂由二氧化硅、热致液晶聚合物、聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷按质量比5:2:4组成。

实施例3

本实施例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例2的区别在于：二氧化硅为改性二氧化硅，改性二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：将3-巯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、四氢呋喃按质量比4:0.1:10混合得到混合液一；将二氧化硅、乙醇按质量比1:10混合，得到混合液二；将混合液一、混合液二按质量比1:1混合，得到混合液三；将三烯丙基异氰脲酸酯、四氢呋喃按质量比1:2混合，得到混合液四；将混合液三、混合液四按质量比1:1混合，在氮气保护下在冰水浴中搅拌5min，然后在室温下反应4h，调节pH至4，静置后，用乙醇洗涤，在60℃干燥12h，即得。

实施例4

本实施例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例3的区别在于：抗氧剂为改性抗氧剂，改性抗氧剂的制备方法，包括如下步骤：将抗氧剂、氯仿按质量比1:15混合，得到抗氧剂混合液，将抗氧剂混合液、多孔氧化铝混合，搅拌3h后负压干燥、冲洗、烘干、研磨过筛后，即得。其中抗氧剂与多孔氧化铝的质量比为1:1。

实施例5

本实施例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例4的区别在于：步骤S1中的碳纤维为预处理碳纤维，预处理碳纤维的制备方法，包括如下步骤：将碳纤维浸入到酸性溶液中，在70℃恒温水浴，超声浸渍5h，离心分离，使用去离子水将上述碳纤维反复洗至pH接近7，放入鼓风烘箱中在50℃烘干12h，即得。酸性溶液由浓盐酸、浓硝酸按体积比3:1混合。

对比例

对比例1

本对比例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例1的区别在于：未加入辅助剂。

对比例2

本对比例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例1的区别在于：辅助剂由三(壬基酚)亚磷酸酯、碳纤维、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物按质量比1:3:2组成。

对比例3

本对比例的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，与实施例1的区别在于：未加入耐热剂。

性能检测试验

取实施例1-5及对比例1-3的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，依据JB/T 10437-2004《电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料》中的检测方法，检测交联聚乙烯绝缘料的性能，检测结果如表1所示。

表1实施例1-5、对比例1-3的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料性能测试结果

结合表1中的数据可以看出，实施例1-5的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料耐热性、力学性能均较佳。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改。

Claims (10)

1.一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，主要由如下重量份数的原料制成：聚乙烯100-130份、抗铜剂0.25-0.5份、光敏剂0.8-1.5份、交联剂0.8-1.5份、抗氧剂0.2-0.4份、辅助剂1-2份、耐热剂1-2份、氧化铝1-2份，所述耐热剂包括二氧化硅、热致液晶聚合物和聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷；所述辅助剂包括三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维和N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物；所述改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、将碳纤维、异丙醇、二乙烯三胺混合，搅拌，得到混合物一；S2、将钛酸异丙酯滴加到步骤S1制得的混合物一中，得到混合物二；S3、将步骤S2得到的混合物二移入水热反应釜中，反应，冷却离心分离得到混合物三；S4、将步骤S3得到的混合物三洗涤、烘干、煅烧，得到混合物四；S5、将混合物四、无水甲苯、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合，洗涤，干燥，得到混合物五；S6、将3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸溶于二氯亚砜中，随后与步骤S5得到的混合物五、无水甲苯混合，然后滴加无水三乙胺，反应，洗涤，干燥，即得。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：将3-巯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、四氢呋喃混合得到混合液一；将二氧化硅、乙醇混合，得到混合液二；将混合液一、混合液二混合，得到混合液三；将三烯丙基异氰脲酸酯、四氢呋喃混合，得到混合液四；将混合液三、混合液四混合，在氮气保护下在冰水浴中搅拌，然后在室温下反应，调节pH至酸性，静置后，洗涤，干燥，即得。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述辅助剂由三(壬基酚)亚磷酸酯、改性碳纤维、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物按质量比(1-2):(3-5):(2-3)组成。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述耐热剂由二氧化硅、热致液晶聚合物、聚碳硼烷苯基甲基硅氧烷按质量比(3-5):(1-2):(3-4)组成。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述光敏剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶按质量比(3-5):(3-4):(1-2)组成。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述抗氧剂为改性抗氧剂，所述改性抗氧剂的制备方法，包括如下步骤：将抗氧剂、氯仿混合，得到抗氧剂混合液，将抗氧剂混合液、多孔氧化铝混合，负压干燥、冲洗、烘干、研磨过筛后，即得。

7.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述步骤S1中的碳纤维为预处理碳纤维，所述预处理碳纤维的制备方法，包括如下步骤：将碳纤维浸入到酸性溶液中，恒温水浴，超声浸渍，离心分离，烘干，即得，所述酸性溶液包括浓盐酸和浓硝酸。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述抗铜剂由1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼和N-水杨酰氨基邻苯二酰亚胺按质量比(3-5):(1-2)组成。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂BHT、硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑按质量比(3-5):(1-2):(1-2)组成。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的耐高温、抗铜导体氧化紫外辐照交联聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将聚乙烯、抗铜剂、光敏剂、交联剂、抗氧剂、辅助剂、耐热剂、氧化铝混合，得到混合料；

（2）将步骤（1）中的混合料挤出造粒，即得。