专利名称：：一种用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法
技术领域：
：本发明涉及一种用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法。
背景技术：
：现在阻燃聚乙烯电缆料巳大量用于电线、电缆，尤其是超高压电缆护套，由于聚乙烯本身优异的机械性能和加工性能，阻燃聚乙烯电缆料在电力电缆的生产中得到广泛应用。但是由于其本身的特性，加入了有卤阻燃剂，机械性能因阻燃剂的加入有所下降，若阻燃剂分散性不好，更容易导致阻燃聚乙烯电缆料机械性能下降且数据不稳定。拉伸强度及断裂伸长率比未加阻燃剂前分别降低约40%和35%。除了机械性能，其耐环境应力开裂性能受到的影响尤为突出，由于超高压电缆护套需要保证一定硬度和机械性能，须在配方中添加较多高密度聚乙烯树脂，而高密度聚乙烯树脂的耐环境应力开裂性能较差，特别是在吸纳了大量阻燃剂后，此性能表现的更差。除了性能上的减弱，加工性能也比通用聚乙烯电缆料稍差。填有溴类阻燃剂的聚乙烯电缆料的表面较差，直至现在，市场上依然有一定数量的电缆制造商表示较难接受有卤阻燃聚乙烯电缆料的表面。目前，有齒阻燃聚乙烯需求量较大，但又存在以上三点问题。因此，如何进行阻燃聚乙烯电缆料的改性工作，是本领域亟待解决的问题。
发明内容本发明的目的主要是根据现有技术中的不足，提供一种用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤1)硅垸接枝聚乙烯的制备将硅烷接枝到聚乙烯树脂上制得硅烷接枝聚乙烯；2)以硅垸接枝聚乙烯为原料之一，与阻燃聚乙烯电缆料的其他原料按照配比配料后，经混料、挤出造粒和烘千工艺制备阻燃聚乙烯电缆料。所述有卤阻燃聚乙烯电缆料是以高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂为基材，添加含溴类阻燃剂，以达到阻燃效果的电缆料，应用于超高压电缆外护套。所述步骤1)中硅垸接枝聚乙烯的制备过程为线性低密度聚乙烯树脂、硅烷和引发剂经混料、挤出造粒及干燥工艺制得硅烷接枝聚乙烯。4优选的，所述硅垸接枝聚乙烯的制备过程中，线性低密度聚乙烯树脂、硅烷和引发剂的重量份数分别为线性低密度聚乙烯树脂100、硅烷0.2~0.7、弓l发剂0.01-0.06。优选的，所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2士0.5g/10min，产自中石化。优选的，所述硅烷为德固赛的VTMO。优选的，所述引发剂为阿克苏的DCP。优选的，所述混料工艺为于常温下，先将线性低密度聚乙烯树脂倒入捏合锅，低速转动混合桨叶，将硅烷慢慢地、均匀地滴加入线性低密度聚乙烯树脂，在捏合锅中混合总时间不超过5min。优选的，所述挤出造粒工艺的温度范围为150230°C。优选的，所述干燥工艺为使用6065X:除湿干燥23小时，烘干后粒料中含有的水分不超过0.05%。优选的，所述步骤l)中，还需要对制得的硅烷接枝聚乙烯进行包装，包装工艺为铝塑复合袋，抽真空包装。所述步骤2)中的阻燃聚乙烯电缆料为添加有卤阻燃剂的聚乙烯电缆料。所述步骤2)中，阻燃聚乙烯电缆料的其他原料包括高密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂、阻燃剂、抗氧剂、加工助剂和炭黑。优选的，所述步骤2)中，阻燃聚乙烯电缆料的其他原料还包括大熔指线性低密度聚乙烯树脂。优选的，所述步骤2)的阻燃聚乙烯电缆料的原料的各组分名称及各组分的重量份数为高密度聚乙烯树脂4570、线性低密度聚乙烯树脂3055、硅烷接枝聚乙烯520、大熔指线性低密度聚乙烯树脂2.55、阻燃剂35~65、抗氧剂0.5~2、加工助剂3~6、炭黑2.35~2.85。所述阻燃剂选自十溴二苯乙垸或十溴二苯醚，优选为十溴二苯乙烷。所述抗氧剂为四[3—(3'，5'—二叔丁基—4'—羟基苯萄丙酌季戊四醇酯，优选的，所述抗氧剂为瑞士汽巴公司生产的Irganox1010型抗氧剂。所述加工助剂为润滑剂，所述润滑剂选自PE蜡或硬脂酸钡中的一种或多种，优选的，所述PE蜡产自浦东富发，硬脂酸钡产自延安油脂。优选的，所述高密度聚乙烯树脂的熔指为0.2士0.05g/10min，产自中石化。优选的，所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2士0.5g/10min，产自中石化。优选的，所述大熔指线性低密度聚乙烯树脂的熔指为10-20g/10min，产自埃克森。所述步骤2)中的混料工艺为先将阻燃聚乙烯电缆料的原料中除硅烷接枝聚乙烯以外的其它原料混合后，再加入硅烷接枝聚乙烯混合。因为太早加入混合的话，会因混合产生的摩擦热导致剩余的部分未接枝硅垸的挥发，造成硅烷利用率降低和对工人健康的影响，也不利于产品品质的稳定性。优选的，所述混料工艺中，先将粒料混合均匀，再倒入粉料，与粒料分散均匀，再加入油料，使油料均匀分布在粒料表面，与粉料共同均匀包覆于粒料上。所述步骤2)中的挤出造粒工艺的温度范围为100~140°C。所述步骤3)中的烘干工艺为使用8085'C热风流动干燥23小时，烘干后粒料中含有的水分不超过0.05%。如果粒料中水分含量过高，将导致电缆料在挤制过程中表面出现鲨鱼皮。优选的，所述有卤阻燃聚乙烯电缆料干燥完毕后，须及时包装，全抽真空铝塑复合袋包装。优选的，所述有卤阻燃聚乙烯电缆料在存放时，外包装不能与水接触，也不能堆积太高以免破包，最好在6个月内用完，否则可能影响到电缆料挤出后的表面。优选的，所述的有卤阻燃聚乙烯电缆料在使用前须检查包装袋是否漏气，开包后要及时用掉。与现有技术相比，本发明的方法具有下述优点一、利用硅烷，对线性低密度聚乙烯树脂进行接枝，使其添加到阻燃聚乙烯电缆料中后，更好的吸纳填料并使阻燃剂分散均匀，保证质量的稳定性，提高了阻燃聚乙烯电缆料的机械性能；二、在电缆制造商那里挤制电缆护套时，在20(TC左右的高温下引发剂引发硅烷使聚乙烯树脂分子间产生部分网络结构，加固分子间作用力，延长了阻燃聚乙烯耐环境应力开裂时间FO，避免阻燃聚乙烯电缆料做成电缆护套后的开裂现象；三、一定程度上改善了阻燃聚乙烯的挤出表面。图1硅烷接枝聚乙烯的生产工艺流程图。图2硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的生产工艺流程图。具体实施例方式实施例11、先按以下配方制备硅垸接枝聚乙烯线性低密度聚乙烯树脂100kg、硅垸(德固赛的VTMO)0.2kg、引发剂(阿克苏的DCP引发剂)O.Olkg;6配好料后进行混料，混料时于常温下，先将线性低密度聚乙烯树脂倒入捏合锅，低速转动混合桨叶，将硅垸慢慢地、均匀地滴加入线性低密度聚乙烯树脂，在捏合锅中混合总时间不超过5min。然后下料，进行挤出造粒、切粒及包装。生产工艺流程图如图l所示。加工温度设定如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>双螺杆主机转速不大于350rpm，双螺杆主机电流不大于350A，滤网40目，真空度不小于0.02Mpa。加工完后以6065'C除湿干燥23小时，并及时装袋，抽真空铝塑包装。存放时应注意外包装不能沾到水，使用前须检查包装袋是否漏气，开包后要及时用掉。2、按照下列配方进行配料高密度聚乙烯树脂70kg、线性低密度聚乙烯树脂30kg、硅垸接枝聚乙烯20kg、大熔指线性低密度聚乙烯树脂5kg、阻燃剂(十溴二苯乙烷)65kg、抗氧剂(瑞士汽巴公司生产的Irganox1010型抗氧剂)2kg、加工助剂(润滑剂:PE蜡)6kg、炭黑2.85kg。配好料后进行混料，混料时先投入除硅烷接枝聚乙烯以外的其他粒料混合约1分钟至均匀，再投入粉料混合2分钟至均匀，最后投入硅烷接枝聚乙烯再混合约30秒，然后下料，进行挤出造粒、切粒。生产工艺流程图如图2所示。加工温度设定如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>双螺杆主机转速不大于400rpm，双螺杆主机电流不大于110A;单螺杆主机电流不大于60A。滤网40目，真空度不小于0.02Mpa。加工完后以8085。C热风流动干燥23小时，并及时装袋，全抽真空包装。存放时应注意外包装不能沾到水，也不能压太高防止破包，最好在6个月内用完。使用前须检查包装袋是否漏气，开包后要及时用掉。实施例2硅垸接枝聚乙烯线性低密度聚乙烯树脂100kg、硅垸0.3kg、引发剂0.02kg;硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料高密度聚乙烯树脂65kg、线性低密度聚乙烯树脂35kg、硅烷接枝聚乙烯17kg、大熔指线性低密度聚乙烯树脂4.5kg、阻燃剂(十溴二苯醚)59kg、抗氧剂1.7kg、加工助剂(润滑剂硬脂酸钡)5.4kg、炭黑2.75kg。加工生产工艺同实施例1。实施例3硅烷接枝聚乙烯线性低密度聚乙烯树脂100kg、硅烷0.4kg、引发剂0.03;硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料高密度聚乙烯树脂60kg、线性低密度聚乙烯树脂40kg、硅烷接枝聚乙烯14kg、大熔指线性低密度聚乙烯树脂4kg、阻燃剂53kg、抗氧剂1.4kg、加工助剂(润滑剂)4.8kg、炭黑2.65kg。加工生产工艺同实施例1。实施例4硅烷接枝聚乙烯线性低密度聚乙烯树脂100kg、硅垸0.5kg、弓l发剂0.04kg;硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料高密度聚乙烯树脂55kg、线性低密度聚乙烯树脂45kg、硅垸接枝聚乙烯llkg、大熔指线性低密度聚乙烯树脂3.5kg、阻燃剂47kg、抗氧剂l.lkg、加工助剂(润滑剂)4.2kg、炭黑2.55kg。加工生产工艺同实施例1。实施例5硅烷接枝聚乙烯线性低密度聚乙烯树脂100kg、硅垸0.6kg、引发剂0.05kg;硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料高密度聚乙烯树脂50kg、线性低密度聚乙烯树脂50kg、硅垸接枝聚乙烯8kg、大熔指线性低密度聚乙烯树脂3kg、阻燃剂41kg、抗氧剂0.8kg、加工助剂(润滑剂)3.6kg、炭黑2.45kg。加工生产工艺同实施例1。实施例6硅垸接枝聚乙烯线性低密度聚乙烯树脂100kg、硅烷0.7kg、引发剂0.06kg;硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料高密度聚乙烯树脂45kg、线性低密度聚乙烯树脂55kg、硅垸接枝聚乙烯5kg、大熔指线性低密度聚乙烯树脂2.5kg、阻燃剂35kg、抗氧剂0.5kg、加工助剂(润滑剂)3kg、炭黑2.35kg。8加工生产工艺问实施例1。对实施例1制得产品进行检测，对比值为未添加硅烷接枝聚乙烯的测试值，典型值为检测的本实施例制得产品各性能值。表1实施例1中制得产品的检测结果试验项目名称测试标准单位指标值对比值典型值熔体流动速率GB/T3682-2000g/10minS2.00.580.50拉伸强度GB/T1040.3-2006MPa212.515.117.0断裂伸长率GB/T1040.3-2006%2400580670100土2。C,2德空气烘箱热老化后GB/T2951.12-2008拉伸强度MPa212.514.716.1拉伸强度最大变化率%±25墨9-5断裂伸长率%^400510600断裂伸长率最大变化率0/0±25-12-102(TC下体积电阻率GB/T1410-20063.(M013耐环境应力开裂FOGB/T2951.41-2008h2500>500>1000低温冲击脆化温度GB/T5470-2008°C-3(TC通过-30°<:通过介电强度GB/Tl權.l-2006KV/m2527氧指数GB/T2406-1993-2262626由表1可以看出，本实施例中以硅垸改性的阻燃聚乙烯电缆料经检测，各项参数均符合指标值，并且与未改性阻燃聚乙烯电缆料相比，其机械性能较大提高，耐环境应力开裂性能更好，且经放线验证，改性后的阻燃聚乙烯电缆料表面比未改性的表面有所改进。所述实施例仅用于对本发明进行说明，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。9权利要求1、一种用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤1)硅烷接枝聚乙烯的制备将硅烷接枝到聚乙烯树脂上制得硅烷接枝聚乙烯；2)以硅烷接枝聚乙烯为原料之一，与阻燃聚乙烯电缆料的其他原料按照配比配料后，经混料、挤出造粒和烘干工艺制备阻燃聚乙烯电缆料。2、如权利要求1所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述步骤1)中硅烷接枝聚乙烯的制备过程为线性低密度聚乙烯树脂、硅烷和引发剂经混料、挤出造粒及干燥工艺制得硅烷接枝聚乙烯。3、如权利要求2所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯树脂、硅烷和引发剂的重量份数分别为线性低密度聚乙烯树脂100、硅垸0.2~0.7、引发剂0.01-0.06。4、如权利要求2所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述混料工艺为常温下，先将线性低密度聚乙烯树脂倒入捏合锅，低速转动混合桨叶，将硅烷滴加入线性低密度聚乙烯树脂，在捏合锅中混合总时间不超过5min。5、如权利要求2所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述挤出造粒工艺的温度为150~230°C，干燥工艺的温度为6065'C。6、如权利要求1所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述步骤2)中，阻燃聚乙烯电缆料的其他原料包括高密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂、阻燃剂、抗氧剂、加工助剂和炭黑。7、如权利要求6所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述阻燃聚乙烯电缆料的其他原料还包括大熔指线性低密度聚乙烯树脂。8、如权利要求7所述的用硅病改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述阻燃聚乙烯电缆料的原料的各组分名称及各组分的重量份数为高密度聚乙烯树脂45~70、线性低密度聚乙烯树脂30~55、硅垸接枝聚乙烯520、大熔指线性低密度聚乙烯树脂2.55、阻燃剂35~65、抗氧剂0.5~2、加工助剂3~6、炭黑2.35~2.85。9、如权利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述步骤2)中的混料工艺为先将阻燃聚乙烯电缆料的其他原料混合后，再加入硅烷接枝聚乙烯混合。10、如权利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述步骤2)中的挤出造粒工艺的温度范围为100~140°C。11、如权利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，其特征在于，所述步骤2)中的烘干工艺为使用8085'C热风流动干燥2~3小时。12、一种阻燃聚乙烯电缆料，由权利要求l-ll中任一权利要求所述用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法制得。全文摘要本发明涉及一种用硅烷改性阻燃聚乙烯电缆料的方法，包括下列步骤用硅烷接枝聚乙烯树脂；以硅烷接枝聚乙烯树脂作为原料之一，与其他原料按照配比混合，经混料、挤出造粒和干燥工艺制备阻燃聚乙烯电缆料。本发明将硅烷接枝到聚乙烯树脂上加入阻燃聚乙烯配方中，来改善阻燃聚乙烯电缆料的耐环境应力开裂性能、阻燃剂分散性及阻燃聚乙烯挤制电缆护套后的表面，解决了阻燃聚乙烯电缆护套易开裂及机械性能差这一问题。文档编号C08L23/00GK101565525SQ200910052559公开日2009年10月28日申请日期2009年6月4日优先权日2009年6月4日发明者汪晓明,顾晓兰申请人:上海凯波特种电缆料厂有限公司