本发明属于电缆料技术领域，具体涉及一种抗紫外线交联聚乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术：
高压输电具有长距离、大容量、低损耗的优点，代表着当今输电技术的最高水平和发展趋势，日益受到世界各国的关注。国际上高压输电技术经历了从高压、超高压向特高压发展的历程和趋势。电线电缆是电力运输的关键部件，其中的绝缘材料是决定电缆耐压能力的关键因素之一。交联聚乙烯(xlpe)因具有优异的介电性能和良好的耐热型、加工性能而成为近年来高压电缆的主要绝缘材料。目前，国际上110～220kv电缆普遍使用xlpe绝缘，部分500kv级xlpe绝缘电缆线路也开始运行。
随着现代科学技术的发展，人们对电线电缆的质量要求越来越高，硅烷交联聚乙烯的出现，弥补了普通聚乙烯电线电缆的不足。硅烷交联聚乙烯电缆料能提高线路的传输容量、过载能力，且该材料在制造交联电线电缆时，与过氧化物交联和辐照交联相比，具有所需制造设备简单，操作方便，综合成本低等优点，作为低压电力电缆的绝缘材料目前在我国电线电缆行业中已成为低压交联电缆用绝缘的主导材料。
聚乙烯制造电线电缆绝缘料的主要缺点是耐温性能差、易燃烧、抗老化性能不是很好，为了提高绝缘材料的综合性能，提高绝缘材料的使用寿命，通过交联的方式使聚烯烃绝缘发生交联，以获得更好的性能。
高密度聚乙烯价格低廉、质轻、性能优良，但高密度聚乙烯的线型分子结构决定了其在较高温度下存在性能缺陷，如分子间结合力下降、易发生形变、表现为蠕变增大、刚性和力学性能下降；高密度聚乙烯为非极性聚合物，虽对水等极性溶剂具有良好阻隔性，但对二甲苯等有机溶剂具有较高的透过性，气体阻隔性也不好。尼龙为极性聚合物，对非极性溶剂、气体的阻隔性好，但对极性溶剂的阻隔性较差，而且尼龙易吸水，从而降低材料的力学性能。将硅烷交联改性的高密度聚乙烯与尼龙进行共混，虽然可以提高电缆料的阻隔性，但功能较为单一，在耐磨性、抗弯曲能力、耐老化程度、易腐蚀状况、强度和耐日照性等方面还存在缺陷。
技术实现要素：
本发明提供了一种抗紫外线交联聚乙烯电缆料及其制备方法，通过添加2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑、滑石粉、石墨阻燃剂等提高交联聚乙烯电缆料的性能，增加其寿命；所述制备方法简单，设备需求低，适用性广。
一种抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯45～75份、引发剂10～20份、接枝剂5～10份、低密度聚乙烯40～50份、催化剂3～10份、抗氧剂3～10份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1～3份、滑石粉7～10份、石墨阻燃剂2～3份、水适量。
优选的，所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50～70份、引发剂13～18份、接枝剂6～7份、低密度聚乙烯45～48份、催化剂5～8份、抗氧剂4～7份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1～2份、滑石粉8～9份、石墨阻燃剂2～3份、水适量。
优选的，所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯60份、引发剂15份、接枝剂6.5份、低密度聚乙烯46份、催化剂7份、抗氧剂6.3份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1.5份、滑石粉8.2份、石墨阻燃剂2.5份、水适量。
优选的，所述接枝剂为乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
优选的，所述滑石粉过150目筛。
一种制备所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述滑石粉放入二氧化碳环境中高温加热并匀速搅拌2～3小时，搅拌速度为60转/分钟，得到改性滑石粉；
（2）将所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃剂、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均匀加适量水搅拌均匀后放入捏合机中捏合5～10分钟，得到混合添加剂；
（3）将所述高密度聚、低密度聚乙烯和步骤（3）得到的混合添加剂混合均匀、除杂、高温干燥20～30分钟，加入引发剂、接枝剂、催化剂、抗氧剂等再次进行混合均匀、除杂、高温干燥等过程，得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料母料；
（4）将步骤（4）得到的紫外线交联聚乙烯电缆料母料放入造粒机中进行造粒，即可得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料。
优选的，所述步骤（2）中捏合机温度为115～130℃，所述造粒机的温度为95～100℃。
优选的，所述步骤（4）得到的所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料过100目筛。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明配方合理，通过添加添加2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑，充分利用2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑吸收紫外线的功能，提高所述抗紫外线交联聚乙烯电缆的耐日照性；通过添加滑石粉和石墨阻燃剂，充分利用滑石粉和石墨阻燃剂的耐高温和耐磨性，提高所述抗紫外线交联聚乙烯电缆的性能，增加其使用寿命；所述制备方法简单、制备设备需求低，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯45份、引发剂10份、接枝剂5份、低密度聚乙烯40份、催化剂3份、抗氧剂3份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1份、滑石粉7份、石墨阻燃剂2份、水适量。
本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述滑石粉放入二氧化碳环境中高温加热并匀速搅拌2小时，搅拌速度为60转/分钟，得到改性滑石粉，所述滑石粉过150目筛；
（2）将所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃剂、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均匀加适量水搅拌均匀后放入捏合机中捏合5～10分钟，得到混合添加剂，所述捏合机温度为115℃；
（3）将所述高密度聚、低密度聚乙烯和步骤（3）得到的混合添加剂混合均匀、除杂、高温干燥20分钟，加入引发剂、接枝剂、催化剂、抗氧剂等再次进行混合均匀、除杂、高温干燥等过程，得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料母料；
（4）将步骤（4）得到的紫外线交联聚乙烯电缆料母料放入造粒机中进行造粒，过100目筛，即可得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料，所述造粒机温度为95℃。
实施例2
本实施例所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯75份、引发剂20份、接枝剂10份、低密度聚乙烯50份、催化剂10份、抗氧剂10份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑3份、滑石粉10份、石墨阻燃剂3份、水适量。
在本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述滑石粉放入二氧化碳环境中高温加热并匀速搅拌3小时，搅拌速度为60转/分钟，得到改性滑石粉，过150目筛；
（2）将所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃剂、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均匀加适量水搅拌均匀后放入捏合机中捏合10分钟，捏合机温度为130℃，得到混合添加剂；
（3）将所述高密度聚、低密度聚乙烯和步骤（3）得到的混合添加剂混合均匀、除杂、高温干燥30分钟，加入引发剂、接枝剂、催化剂、抗氧剂等再次进行混合均匀、除杂、高温干燥等过程，得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料母料；
（4）将步骤（4）得到的紫外线交联聚乙烯电缆料母料放入造粒机中进行造粒，造粒机的温度为100℃，即可得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料。
实施例3
本实施例所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50份、引发剂13份、接枝剂6份、低密度聚乙烯45份、催化剂5份、抗氧剂4份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1份、滑石粉8份、石墨阻燃剂2份、水适量。
在本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述滑石粉放入二氧化碳环境中高温加热并匀速搅拌2～3小时，搅拌速度为60转/分钟，得到改性滑石粉；
（2）将所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃剂、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均匀加适量水搅拌均匀后放入捏合机中捏合5～10分钟，得到混合添加剂；
（3）将所述高密度聚、低密度聚乙烯和步骤（3）得到的混合添加剂混合均匀、除杂、高温干燥20～30分钟，加入引发剂、接枝剂、催化剂、抗氧剂等再次进行混合均匀、除杂、高温干燥等过程，得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料母料；
（4）将步骤（4）得到的紫外线交联聚乙烯电缆料母料放入造粒机中进行造粒，即可得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料。
实施例4
本实施例所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯70份、引发剂18份、接枝剂7份、低密度聚乙烯48份、催化剂8份、抗氧剂7份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑2份、滑石粉9份、石墨阻燃剂3份、水适量。
在本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述滑石粉放入二氧化碳环境中高温加热并匀速搅拌2～3小时，搅拌速度为60转/分钟，得到改性滑石粉；
（2）将所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃剂、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均匀加适量水搅拌均匀后放入捏合机中捏合5～10分钟，得到混合添加剂；
（3）将所述高密度聚、低密度聚乙烯和步骤（3）得到的混合添加剂混合均匀、除杂、高温干燥20～30分钟，加入引发剂、接枝剂、催化剂、抗氧剂等再次进行混合均匀、除杂、高温干燥等过程，得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料母料；
（4）将步骤（4）得到的紫外线交联聚乙烯电缆料母料放入造粒机中进行造粒，即可得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料。
实施例5
本实施例所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯60份、引发剂15份、接枝剂6.5份、低密度聚乙烯46份、催化剂7份、抗氧剂6.3份、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1.5份、滑石粉8.2份、石墨阻燃剂2.5份、水适量。
在本实施例中，所述接枝剂为乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰，所述的催化剂为钛酸酯类衍生物，所述抗氧剂为β（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一种制备所述的抗紫外线交联聚乙烯电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）将所述滑石粉放入二氧化碳环境中高温加热并匀速搅拌2～3小时，搅拌速度为60转/分钟，得到改性滑石粉；
（2）将所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃剂、2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均匀加适量水搅拌均匀后放入捏合机中捏合5～10分钟，得到混合添加剂；
（3）将所述高密度聚、低密度聚乙烯和步骤（3）得到的混合添加剂混合均匀、除杂、高温干燥20～30分钟，加入引发剂、接枝剂、催化剂、抗氧剂等再次进行混合均匀、除杂、高温干燥等过程，得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料母料；
（4）将步骤（4）得到的紫外线交联聚乙烯电缆料母料放入造粒机中进行造粒，即可得到所述抗紫外线交联聚乙烯电缆料。
从上述实施例可看出，通过添加添加2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑，充分利用2-（2′-羟基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑吸收紫外线的功能，提高所述抗紫外线交联聚乙烯电缆的耐日照性；通过添加滑石粉和石墨阻燃剂，充分利用滑石粉和石墨阻燃剂的耐高温和耐磨性，提高所述抗紫外线交联聚乙烯电缆的性能，增加其使用寿命；所述制备方法简单、制备设备需求低，适合工业化生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。