CN109749215A - 抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，所述聚乙烯绝缘料，由A料和B料组成；A料由下列重量份数的原料组成：聚乙烯100份，硅烷偶联剂3～4份，引发剂0.05～0.3份，抗预交联剂0.3～1份，B料由下列重量份数的原料组成：乙烯‑醋酸乙烯共聚物30～80份，聚乙烯20～70份，抗氧剂5～10份，抗铜剂5～10份，催化剂3～10份，保水剂0～10份。本发明具有强吸水性，并抑制接枝反应过程中的预交联反应，粒料内不滞留有机酸，不催化线缆导体氧化，可极大提高自然交联速度，并且可以根据季节地理不同加以调整，自然交联速度极快，可在自然条件下7天内充分交联。

Description

抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种交联聚乙烯绝缘料及其制备方法。

背景技术

目前，硅烷交联聚乙烯绝缘料在中低压电力电缆行业中应用广泛。与过氧化物交联和辐照交联相比，硅烷交联生产设备简单、设备操作简单、占地少，综合成本低，在低压电力电缆行业占主导地位。

传统的硅烷交联主要是通过水煮或蒸汽方式完成交联。两种方式需要蒸煮设备、能耗较大，在海南等常年温暖的南方地区以及较暖季节的中南部，水煮方式对客户来讲是成本较高的交联方式。自然交联相较于水煮，成本低，市场需求大。

国外的自然交联大都采用硅烷与乙烯共聚方式达到高接枝率，从而提高自然交联速度，这种技术本身属于树脂生产技术，国内企业暂无相关技术。

目前，有多篇涉及硅烷自然交联相关专利，例如：公布号CN107936441A专利，该发明旨在利用废旧回收塑料达到环保目的；公布号CN107556598A专利，该发明旨在降低交联聚乙烯热回缩大的问题，且并未涉及自然交联速度；公开号CN1995120A专利，该专利采用了过氧化酯催化剂体系，该体系过氧化酯容易分解引发聚乙烯主链自由基交联，且过氧化酯分解后产生有机酸，可能催化金属导体氧化。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。

所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，按照重量份，由A料和B料按90～95：5～10组成；

所述的A料由下列重量份数的原料组成：

所述的B料由下列重量份数的原料组成：

所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或以上的混合物，树脂熔融指数低于20g/10min；

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；

所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰叔丁酯、双叔丁基过氧化二异丙苯中的一种或以上的混合物；

所述的抗预交联剂为原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯中的一种或混合物；

所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物要求醋酸乙烯酯含量在28％～40％；

所述的抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯(抗氧剂1076)、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧剂1035)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十二烷酯的一种或以上混合物；

所述的抗铜剂为1,2-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述保水剂为聚葡萄糖、磷酸二氢钾、麦芽糖醇、山梨糖醇中的一种或混合物。

制备方法，包括如下步骤：

A料制备方法如下：

步骤一：将抗预交联、引发剂加入硅烷偶联剂内进行预混合，以除去硅烷和引发剂内含有的微量水份；

步骤二：将硅烷混合液体和聚乙烯树脂加入双螺杆挤出机，共混、接枝、挤出造粒、干燥，双螺杆挤出机第一段剪切区后设有排气孔；

B料制备方法如下：

将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗氧剂、催化剂、保水剂按比例混合后，加入双螺杆挤出、造粒、干燥。

使用时将A料与B料混合，经共混设备混合均匀后，喂入螺杆挤出机挤出成型。

本发明具有强吸水性，能除去原料内的微量水份，并抑制接枝反应过程中的预交联反应，所选用的抗预交联剂水解后产物为酯、易挥发醇和易挥发酸，粒料内不滞留有机酸，不催化线缆导体氧化，可极大提高自然交联速度，并且可以根据季节地理不同加以调整，自然交联速度极快，可在自然条件下7天内充分交联。

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

具体实施方式

实施例1

95重量份A料和5重量份B料，此配方适用于冬季且较干旱地区：

A料各组分重量配比为：

B料各组分重量配比为：

制备方法如下：

A料制备方法如下：

将原甲酸三甲酯、过氧化二异丙苯按以上比例加入乙烯基三甲氧基硅烷内，进行预混合，以除去乙烯基三甲氧基硅烷和过氧化二异丙苯内含有的微量水份；

将硅烷混合液体和聚乙烯树脂通过自动计量秤按比例喂入双螺杆挤出机，共混、接枝、挤出造粒、干燥，螺杆挤出机各区温度设定从120℃逐步升至220℃，长径比40︰1，双螺杆挤出机第一段剪切区后设有排气孔，并抽真空。

B料制备方法如下：

将低密度聚乙烯塑料、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗氧剂1010、抗氧剂1024、二月桂酸二丁基锡、聚葡萄糖按比例投入高速共混机混合后，加入双螺杆挤出、造粒、干燥。螺杆挤出机各区温度设定从120℃逐步升至220℃，长径比40︰1。

实施例2

95重量份A料和5重量份B料，此配方适用于较干旱地区：

A料各组分重量配比为：

B料各组分重量配比为：

制备方法与实施例1相同

实施例3

95重量份A料和5重量份B料，此配方适用冬季：

A料各组分重量配比为：

B料各组分重量配比为：

制备方法与实施例1相同

实施例4

95重量份A料和5重量份B料，此配方适用南方温湿地区：

A料各组分重量配比为：

B料各组分重量配比为：

制备方法与实施例1相同

对以上各实施例按照行业标准JB/T 10437规定的方法和性能要求进行测试和判定，各实施例的自然交联条件按以下实验条件进行：

表1各实施例对应的自然交联条件下

注：实验在恒温恒湿箱内进行，模拟不同的自然条件。

表2各实施例在对应的自然条件下交联7天后的检测数值

以上实施例仅对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims (9)

1.抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，由A料和B料组成；

所述的A料由下列重量份数的原料组成：

所述的B料由下列重量份数的原料组成：

2.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，按照重量份，由A料和B料按90～95：5～10组成。

3.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或以上的混合物，树脂熔融指数低于20g/10min；

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；

所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰叔丁酯、双叔丁基过氧化二异丙苯中的一种或以上的混合物；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。

4.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述的抗预交联剂为原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯中的一种或混合物。

5.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物要求醋酸乙烯酯含量在28％～40％。

6.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在所于，所述的抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯(抗氧剂1076)、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧剂1035)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十二烷酯的一种或以上混合物。

7.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述的抗铜剂为1,2-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)。

8.根据权利要求1所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料，其特征在于，所述保水剂为聚葡萄糖、磷酸二氢钾、麦芽糖醇、山梨糖醇中的一种或混合物。

9.根据权利要求1～8任一项所述的抗预交联两步法硅烷自然交联聚乙烯绝缘料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A料制备方法如下：

步骤一：将抗预交联、引发剂加入硅烷偶联剂内进行预混合，以除去硅烷和引发剂内含有的微量水份；

步骤二：将硅烷混合液体和聚乙烯树脂加入双螺杆挤出机，共混、接枝、挤出造粒、干燥，双螺杆挤出机第一段剪切区后设有排气孔；

B料制备方法如下：

将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗氧剂、催化剂、保水剂按比例混合后，加入双螺杆挤出、造粒、干燥；

使用时将A料与B料混合，经共混设备混合均匀后，喂入螺杆挤出机挤出成型。