电力设备专用硅烷交联聚乙烯绝缘料的制作方法

文档序号:11098272阅读:1213来源:国知局

本发明涉及新材料技术领域,具体涉及一种电力设备专用硅烷交联聚乙烯绝缘料。



背景技术:

硅烷交联聚乙烯绝缘料占据着10kV以下电线电缆绝缘料的大部分的市场份额。在使用单螺杆挤出机挤出硅烷交联聚乙烯绝缘料制造小规格电线时,由于硅烷交联绝缘料中含有过氧化物引发剂,为防止料在螺杆中焦烧,发生预交联,需要尽可能地减少料在螺杆中存留时间,螺杆需要以较高的转速运转,与之对应的是较快的出胶量,小规格电线由于绝缘层较薄,因此需要极快的牵引速度。但是现有硅烷交联聚乙烯绝缘料,由于树脂原料剂及润滑剂等配方,在高速挤出的情况下,容易出现熔体破裂,发生鲨鱼皮畸变,导致电缆表面粗糙,并且长时间快速挤出时,模口处时常伴有析出。因此市场迫切需要一种适用于小规格电线高速挤出的硅烷交联绝缘料。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能稳定、使用安全的电力设备专用硅烷交联聚乙烯绝缘料。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:

一种电力设备专用硅烷交联聚乙烯绝缘料,由以下重量的组分制成:聚乙烯100kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯1kg、成核剂1kg、润滑剂0.2kg、乙烯基三甲氧基硅烷0.5kg、阻燃剂0.2kg、全氟丁基磺酸钾0.8kg、抗氧剂0.1kg、纳米级陶粒粉0.5kg、抗紫外线剂0.05kg、硫化剂0.2kg、增粘剂0.5kg、石墨烯微片0.1kg;

所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片;

所述石墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高峰值在7.5~9.5μm。

石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。

上述硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法如下:

(1)按上述重量配比称取各原料待用;

(2)聚乙烯与成核剂、乙烯基三甲氧基硅烷混合,经单螺杆造粒,脱水干燥后制得母粒料;

(3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、润滑剂、阻燃剂、全氟丁基磺酸钾、抗氧剂、纳米级陶粒粉、抗紫外线剂、硫化剂、增粘剂和石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟,再经过双螺杆挤出机挤出造粒,脱水干燥,制得助剂颗粒料;

上述预混合搅拌速度控制在260-280转/分钟;

(4)将母粒料与助剂颗粒料混匀,制得硅烷交联聚乙烯绝缘料。

本申请通过加入乙烯基三甲氧基硅烷和石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。

本发明的有益效果是:本发明通过原料组配和加工工艺的创新,大大提高了绝缘料的可塑性和绝缘性,使用寿命长,性能稳定。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。

实施例1

一种电力设备专用硅烷交联聚乙烯绝缘料,由以下重量的组分制成:聚乙烯100kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯1kg、成核剂1kg、润滑剂0.2kg、乙烯基三甲氧基硅烷0.5kg、阻燃剂0.2kg、全氟丁基磺酸钾0.8kg、抗氧剂0.1kg、纳米级陶粒粉0.5kg、抗紫外线剂0.05kg、硫化剂0.2kg、增粘剂0.5kg、石墨烯微片0.1kg;

所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片;

所述石墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高峰值在7.5~9.5μm。

石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。

上述硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法如下:

(1)按上述重量配比称取各原料待用;

(2)聚乙烯与成核剂、乙烯基三甲氧基硅烷混合,经单螺杆造粒,脱水干燥后制得母粒料;

(3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、润滑剂、阻燃剂、全氟丁基磺酸钾、抗氧剂、纳米级陶粒粉、抗紫外线剂、硫化剂、增粘剂和石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟,再经过双螺杆挤出机挤出造粒,脱水干燥,制得助剂颗粒料;

上述预混合搅拌速度控制在260-280转/分钟;

(4)将母粒料与助剂颗粒料混匀,制得硅烷交联聚乙烯绝缘料。

实施例2

一种电力设备专用硅烷交联聚乙烯绝缘料,由以下重量的组分制成:聚乙烯100kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯1kg、成核剂1kg、润滑剂0.2kg、乙烯基三甲氧基硅烷0.5kg、阻燃剂0.2kg、全氟丁基磺酸钾0.8kg、抗氧剂0.1kg、纳米级陶粒粉0.5kg、抗紫外线剂0.05kg、硫化剂0.2kg、增粘剂0.5kg、石墨烯微片0.1kg;

所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片;

所述石墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高峰值在7.5~9.5μm。

石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。

上述硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法如下:

(1)按上述重量配比称取各原料待用;

(2)聚乙烯与成核剂、乙烯基三甲氧基硅烷混合,经单螺杆造粒,脱水干燥后制得母粒料;

(3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、润滑剂、阻燃剂、全氟丁基磺酸钾、抗氧剂、纳米级陶粒粉、抗紫外线剂、硫化剂、增粘剂和石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟,再经过双螺杆挤出机挤出造粒,脱水干燥,制得助剂颗粒料;

上述预混合搅拌速度控制在260-280转/分钟;

(4)将母粒料与助剂颗粒料混匀,制得硅烷交联聚乙烯绝缘料。

上述增粘剂是由以下重量的组分制成:乙二醇80g、铂化合物2g、硅烷偶联剂2g、苯甲酸钠盐2g、沥青5g、丙烯酸正丁酯3g、十二烷基硫醇3g、虫胶树脂4g、微晶蜡2g、纳米级电气石粉体3g、纯丙乳液5g;该增粘剂专门针对再生PET熔体进行配置,增粘速度快,效果好。

上述增粘剂的制备方法如下:

(1)按上述配方量称取各组分,首先将乙二醇、丙烯酸正丁酯及十二烷基硫醇投入反应釜中,加热至50-60℃,于转速120-135转/分钟,连续搅拌5-10分钟,制得溶液a待用;

(2)将苯甲酸钠盐、沥青、虫胶树脂、微晶蜡及纳米级电气石粉体加入到溶液a中,边搅拌边加热,至温度达到80-90℃保温2小时,制得溶液b待用;

上述搅拌速度控制在90-110转/分钟。

(3)将纯丙乳液投入溶液b中,搅拌均匀,搅拌速度保持在1200转/分钟左右,搅拌30分钟,制得溶液c待用;

(4)将溶液c的温度控制在40-45℃,然后加入铂化合物和硅烷偶联剂,搅拌均匀,冷却至室温,出釜得到增粘剂。

将实施例1-2制备的料制成测试样品,(1mm厚度试样,在90℃热水恒温放置6h),并对各项性能进行测试。结果参见表1。为方便比较还在表1中列出了该类材料行业标准(JB/T10437-2004)所规定的指标值;

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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