CN104744870A - 一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：低密度聚乙烯20-50份，线性低密度聚乙烯10-30份，偶氮二异丁脒盐酸盐5-10份，2,5-二特丁基对苯二酚1-5份，硬脂酸3-7份，接枝剂3-8份，催化剂1-3份。本发明还公开了该硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法。本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，绝缘性能好，击穿强度大，机械性能好，耐热性好，且原料无毒，有利于环境保护。
Description
技术领域：
本发明涉及电缆技术领域，具体的涉及一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
背景技术：
交联聚乙烯绝缘电缆具有PVC绝缘电缆无法比拟的优点。它的结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高。交联聚乙烯绝缘电缆是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化，并保持了优良的电气性能。目前，交联聚乙烯绝缘电缆的生产工艺主要有3种，一类是过氧化物交联，包括饱和蒸气交联、惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联；第二种为硅烷化学交联；第三种为辐照交联。由于交联设备及条件控制的限制，目前常用的方法是硅烷化学交联，其采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-950C热水中进行水解交联，由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。一般最高电压等级仅达10KV。
中国专利(201010160160.4)公开了一种硅烷快速交联聚乙烯电缆料。添加交联活化剂、催化剂，使制品在常温下快速交联。但是其采用的引发剂多为有毒物质，且采用的原料价格昂贵，成本高，不利于大规模生产。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其绝缘性能好，击穿强度大，机械性能好，耐热性好，且原料无毒，有利于环境保护。
本发明的另一个目的是提供该硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，制备过程中无有毒物质释放，条件温和，易于控制，成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯20-50份，
线性低密度聚乙烯10-30份，
偶氮二异丁脒盐酸盐5-10份，
2,5-二特丁基对苯二酚1-5份，
硬脂酸3-7份，接枝剂3-8份，催化剂1-3份。
作为上述技术方案的优选，一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯35份，
线性低密度聚乙烯20份，
偶氮二异丁脒盐酸盐8份，
2,5-二特丁基对苯二酚5份，
硬脂酸5份，接枝剂7份，催化剂2份。
作为上述技术方案的优选，所述低密度聚乙烯的密度为0.95g·cm-3，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.9g·cm-3。
作为上述技术方案的优选，所述接枝剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基丁甲氧基硅烷的混合物，二者体积比为1:1。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂为钛酸四丁酯。
一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将低密度聚乙烯、接枝剂、硬脂酸和偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将线性低密度聚乙烯、催化剂和2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中所述混炼造粒的温度为140-170℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中所述混炼造粒的温度为100-110℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中所述挤出成型的温度为140-180℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用偶氮二异丁脒盐酸盐作为引发剂，不仅使得硅烷单体很好的聚合，而且不含氰基，分解产物无毒，转化率高；采用2,5-二特丁基对苯二酚作为抗氧剂，其具有优异的抗氧效果，且光稳定性好，在聚合物中能很好的分散，而且其无毒无臭、无污染，有利于环境保护；
本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，绝缘性能好，击穿强度大，机械性能好，耐热性好，且制备方法简单，成本低。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯20份，线性低密度聚乙烯10份，
偶氮二异丁脒盐酸盐5份，2,5-二特丁基对苯二酚1份，
硬脂酸3份，接枝剂3份，催化剂1份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将20份低密度聚乙烯、3份接枝剂、3份硬脂酸和5份偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，在140℃下熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将10份线性低密度聚乙烯、1份催化剂和1份2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，在100℃下熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在140℃下挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
实施例2
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯50份，线性低密度聚乙烯30份，
偶氮二异丁脒盐酸盐10份，2,5-二特丁基对苯二酚5份，
硬脂酸7份，接枝剂8份，催化剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将50份低密度聚乙烯、8份接枝剂、7份硬脂酸和10份偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，在170℃下熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将30份线性低密度聚乙烯、3份催化剂和5份2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，在110℃下熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在180℃下挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
实施例3
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯25份，线性低密度聚乙烯15份，
偶氮二异丁脒盐酸盐6份，2,5-二特丁基对苯二酚2份，
硬脂酸4份，接枝剂4份，催化剂2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将25份低密度聚乙烯、4份接枝剂、4份硬脂酸和6份偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，在145℃下熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将15份线性低密度聚乙烯、2份催化剂和2份2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，在102℃下熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在150℃下挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
实施例4
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯30份，线性低密度聚乙烯20份，
偶氮二异丁脒盐酸盐7份，2,5-二特丁基对苯二酚3份，
硬脂酸4份，接枝剂5份，催化剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将30份低密度聚乙烯、5份接枝剂、4份硬脂酸和7份偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，在150℃下熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将20份线性低密度聚乙烯、3份催化剂和3份2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，在104℃下熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在160℃下挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
实施例5
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯35份，线性低密度聚乙烯25份，
偶氮二异丁脒盐酸盐8份，2,5-二特丁基对苯二酚4份，
硬脂酸6份，接枝剂6份，催化剂2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将35份低密度聚乙烯、6份接枝剂、6份硬脂酸和8份偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，在155℃下熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将25份线性低密度聚乙烯、2份催化剂和4份2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，在106℃下熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在170℃下挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
实施例6
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯40份，线性低密度聚乙烯28份，
偶氮二异丁脒盐酸盐9份，2,5-二特丁基对苯二酚4份，
硬脂酸6份，接枝剂7份，催化剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将40份低密度聚乙烯、7份接枝剂、6份硬脂酸和9份偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，在165℃下熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将28份线性低密度聚乙烯、3份催化剂和4份2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，在108℃下熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在175℃下挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
下面对本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料进行性能表征，其中对比例为普通交联聚乙烯电缆料，交联绝缘试样按照JB/T10437-2004制备。
(1)拉伸强度
按照GB/T 1039-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(2)断裂伸长率
按照GB/T 1040-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(3)介电强度
介电强度是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度.。它定义为试样被击穿时,单位厚度承受的最大电压,表示为伏特每单位厚度。物质的介电强度越大,它作为绝缘体的质量越好。
按照GB/T 1400-1993进行测试，测试结果如表1所示；
(4)体积电阻率
体积电阻率表示材料单位体积对电流的阻抗。其越大，表示材料的绝缘性能越好。
按照GB/T 1410-1989进行测试，测试结果如表1所示；
表1
从表1来看，本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，具有优异的绝缘性能，机械性能好。
Claims (9)
1.一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯 20-50份，
线性低密度聚乙烯 10-30份，
偶氮二异丁脒盐酸盐 5-10份，
2,5-二特丁基对苯二酚 1-5份，
硬脂酸 3-7份，接枝剂 3-8份，催化剂 1-3份。
2.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
低密度聚乙烯 35份，
线性低密度聚乙烯 20份，
偶氮二异丁脒盐酸盐 8份，
2,5-二特丁基对苯二酚 5份，
硬脂酸 5份，接枝剂 7份，催化剂 2份。
3.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于：所述低密度聚乙烯的密度为0.95g·cm-3，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.9g·cm-3。
4.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于：所述接枝剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基丁甲氧基硅烷的混合物，二者体积比为1:1。
5.如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于：所述催化剂为钛酸四丁酯。
6.如权利要求1至5任一所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将低密度聚乙烯、接枝剂、硬脂酸和偶氮二异丁脒盐酸盐加入到挤出机中，熔融混炼造粒，得到接枝母料；
(2)将线性低密度聚乙烯、催化剂和2,5-二特丁基对苯二酚加入到挤出机中，熔融混炼造粒，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出成型，水冷拉条切粒，由直线振动筛脱水，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料。
7.如权利要求6所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述混炼造粒的温度为140-170℃。
8.如权利要求6所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述混炼造粒的温度为100-110℃。
9.如权利要求6所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述挤出成型的温度为140-180℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150701 |