CN108239322B - 一种高硬度聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚乙烯电缆料，所述聚乙烯电缆料包括以下重量份的原料组分：第一聚乙烯树脂100份,第二聚乙烯树脂30‑50份,润滑剂1‑3.5份,抗氧剂0.2‑0.6份,耐候母料2.5‑7.5份。本发明的一种聚乙烯电缆料为一款硬度较高，耐磨高韧性的聚乙烯护套，以适应不同的敷设施工及使用环境，提高电缆的使用寿命，节约社会资源与成本。

Description

一种高硬度聚乙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料领域，具体涉及一种高硬度聚乙烯电缆料及其制备方法
背景技术
行业作为国民经济支柱行业之一的电力行业的配套行业，在国民经济中具有极其重要的作用和地位。聚乙烯电缆料因其质量轻、力学性能好、同时还具有非常良好的耐低温性能、良好的耐环境应力开裂性能、良好的加工性、优秀的电绝缘性能等突出性能特点，在电线电缆领域中有着非常广泛的应用。聚乙烯电缆料是电缆料中不可或缺的重要组成部分之一。
随着人们对聚乙烯电缆料的深入研究以及对电缆料性能指标的要求越来越提高，聚乙烯电缆料在使用过程中发现的一些与电缆的实际需求不匹配的情况逐渐的被指出和要求改进。特别是聚乙烯在用作大截面电力电缆等电缆护套在施工敷设时，地面拖拽或者摩擦，容易发生电缆护套表面被破坏或者破皮，造成电缆的损伤，影响施工进度，用在架空电缆绝缘时，电缆敷设在山区的时候，电缆绝缘表面在风力等外力作用下，与树枝等发生摩擦，时间累积容易发生电缆绝缘表面磨破甚至击穿，影响电缆的使用寿命等。现有技术中由开发出超高硬度聚烯烃护套料，但是由于硬度过大，只能适用于大截面超薄护套，挤出太厚电缆内应力太大，容易发生开裂的情况，因此限制了电缆的应用领域，于是非常有必要开发一款硬度较高，耐磨高韧性的聚乙烯护套，以适应不同的敷设施工及使用环境，提高电缆的使用寿命，节约社会资源与成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高硬度聚乙烯电缆料，以克服现有技术中电缆不易加工和使用寿命短的缺陷，以满足严格的敷设和使用环境要求。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下技术方案。
本发明的第一方面，提供了一种聚乙烯电缆料，包括以下重量份的原料组分：
Figure BDA0001194078670000011
优选地，所述高韧性聚乙烯树脂可以是30-40份；可以是30-45份；可以是35-50份。
优选地，所述润滑剂可以是1-2.5份；可以是1.6～2份；可以是1.5-3.5份。
优选地，所述抗氧剂可以是0.2-0.4份；可以是0.3-0.5份；可以是0.3-0.6份。
优选地，所述耐候母料可以是2.5-4份；可以是2.5-6份；可以是3-7份。
优选地，所述第一聚乙烯树脂的密度为0.950～0.965g/cm3。
优选地，所述第二聚乙烯树脂的密度大于等于0.935g/cm3，且所述第二聚乙烯树脂在190℃，2.16kg下的熔融指数小于0.4g/10min。所述第二聚乙烯树脂为特种聚乙烯树脂，其耐环境应力开裂性能大于500小时，挤出表面细腻。
优选地，所述润滑剂选自聚乙烯蜡。优选地，所述聚乙烯蜡的MW范围为1000-5000。
优选地，所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)或硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)中的任意一种。
优选地，以所述耐候母料的总质量为基准及，所述耐候母料包括以下组分：
炭黑 40-50wt％；
载体 50-60wt％。
更优选地，所述载体为高密度聚乙烯树脂，所述高密度聚乙烯树脂的密度为0.95～0.965g/cm3。
优选地，所述炭黑与载体混合均匀后，获得所述耐候母料。
本发明的第二方面，还进一步提供了一种聚乙烯电缆料的制备方法，具体包括以下步骤：
1)将各原料组分按照配比放入混合机混合均匀；
2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。
优选地，步骤1)中，所述高速混合机的混合温度为20-75℃，混合时间为7-25min。
优选地，步骤1)中，所述高速混合的转速为300-1600rpm。
更优地，所述高速混合的转速为500-1000rpm。
优选地，步骤2)中，所述双螺杆挤出机为喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机。
优选地，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为165-225℃。
更优地，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段165-175℃，混料段170-195℃，挤出造粒段195-205℃，机头部分205-225℃。
更优地，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为170-210℃。
最优地，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段175℃，混料段190℃，挤出造粒段200℃，机头部分210℃。
优选地，步骤2)中，所述烘干温度为65-85℃。
优选地，步骤2)中，所述烘干时间为2-3.5小时。
本发明的第三方面，还提供了一种聚乙烯电缆料在电线电缆制备中的用途。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种聚乙烯电缆料为一款硬度较高，耐磨高韧性的聚乙烯护套，以适应不同的敷设施工及使用环境，提高电缆的使用寿命，节约社会资源与成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
电缆料配方中，各原料组分及重量份数配比如下：
Figure BDA0001194078670000031
所述聚乙烯树脂的密度为0.95～0.965g/cm3。
将各原料组分按照所述配比选择原料，将称量准确的原料组分在高速混合机中充分地混合后，在喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，所述双螺杆挤出机的挤出温度为165-215℃，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段165-175℃，混料段170-195℃，挤出造粒段195-205℃，机头部分205-215℃。造粒后干燥，所述烘干温度为75℃，所述烘干时间为2小时，即获得电缆用粒料。
实施例2
本实施例中电缆料配方中，各原料组分名称及各组分重量份数配比如下：
Figure BDA0001194078670000032
Figure BDA0001194078670000041
所述聚乙烯树脂的密度为0.95～0.965g/cm3。
将各原料组分按照所述配比选择原料，将称量准确的树脂和助剂在高速混合机中充分地混合后，在喂料挤出造粒混炼型双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，所述双螺杆挤出机的挤出温度为175-225℃，所述双螺杆挤出机的温度设置为：加料段175-185℃，混料段180-195℃，挤出造粒段195-215℃，机头部分215-225℃。造粒后干燥，所述烘干温度为80℃，所述烘干时间为2.5小时，即获得电缆用粒料。
实施例3
本实施例的电缆料配方中，各原料组分名称及各组分重量份数配比如下：
Figure BDA0001194078670000042
所述聚乙烯树脂载体的密度为0.95～0.965g/cm3。
混合及挤出造粒等工艺同实施例1。
实施例4
本实施例中电缆料配方中，各原料组分名称及各组分重量份数配比如下：
Figure BDA0001194078670000043
所述高密度聚乙烯树脂的密度为0.95～0.965g/cm3。
混合及挤出造粒等工艺同实施例1。
对比例1
电缆料配方中，各组分名称及各组分重量份数配比如下：
高密度聚乙烯树脂(密度0.955g/cm3)100份；
润滑剂MW为5000的聚乙烯蜡 2份；
抗氧剂1010 0.3份。
按照上述相同方法，但是不添加高韧性聚乙烯树脂和耐候母料，制备聚乙烯电缆料，作为对比例。混合及挤出造粒等工艺同实施例1。
将按照实施例1-4及对比例1中配比制得的高硬度聚乙烯电缆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1-4及对比例1制得电缆料性能测试结果
Figure BDA0001194078670000051
由上表1可知，上述实施例1-4中制得的高硬度聚乙烯电缆料与对比例1中聚乙烯电缆料相比，在通过选用合适的高韧性聚乙烯树脂等改进，电缆的耐磨性，韧性，抗开裂性能都得到了有效的改善，可以使得制成的电缆护套层可以承受较大外力的摩擦或者作用力，同时电缆韧性好，可以应用于大截面的电缆，扩大了电缆料的使用范围，提高了材料的利用率，同时可以有效提高电缆的使用寿命，对企业提高产品的知名度，社会节约成本和资源有非常积极的意义。
综上所述，本发明中制得的一种高硬度聚乙烯电缆料具有良好的综合性能，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种聚乙烯电缆料，其特征在于，所述聚乙烯电缆料包括以下重量份的原料组分：
Figure FDA0002642611410000011
所述第一聚乙烯树脂的密度为0.950～0.963g/cm3，所述第二聚乙烯树脂的密度为0.935～0.945g/cm3，且所述第二聚乙烯树脂在190℃，2.16kg下的熔融指数小于0.4g/10min；以所述耐候母料的总质量为基准计，所述耐候母料包括以下组分：炭黑40-50wt％和载体50-60wt％，所述载体为高密度聚乙烯树脂，所述高密度聚乙烯树脂的密度为0.95～0.965g/cm3。
2.如权利要求1所述聚乙烯电缆料，其特征在于，所述润滑剂选自聚乙烯蜡。
3.如权利要求1所述聚乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或硫代二丙酸二月桂酯中的任意一种。
4.一种如权利要求1～3任一项所述聚乙烯电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1)将各原料组分按照配比放入混合机混合均匀；
2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。
5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为165-225℃。
6.如权利要求1～3任一项所述聚乙烯电缆料在电线电缆制备中的用途。
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