本发明涉及电线电缆技术领域，具体涉及一种超耐寒的聚乙烯电缆料。
背景技术
电缆根据用途包括电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、信号电缆等不同种类，电缆料是电线电缆绝缘及护套用塑料的俗称，所用高分子材料主要有聚烯烃、氟塑料、氯化聚醚、橡胶和聚酰胺等，这类高分子材料具有质量轻、绝缘性能好、耐化学腐蚀、易加工、力学及抗疲劳性能优良等特点。聚烯烃电缆是目前市场上最常见的通用型电缆，这种电缆的综合性能相对优秀，生产成本也相对低廉，在各类型的电线电缆生产中均有应用。
我国是一种地缘广阔的国家，国土面积跨越多种地形地貌和气候特征的地区，最北部直达北寒带范围，最南部位于热带地区，这些不同地区的温度条件差异很大，因此要求使用的电缆的性能差异也非常高。在一些北部的一些区域，冬季的气温达到零下四五十度。在这样的气温条件下，大多数的通用型电缆料都会发生低温脆化现象，低温脆化后的电缆料的韧性很差，在受到外力作用时容易断裂，从而影响电力电网的安全运行。在常规使用过程中，低温地区的电缆外层会缠绕保温材料，并且采用地埋的方式进行铺设，甚至在特殊情况下会采用电缆产热的方式进行保温；这种保护和安装工艺虽然非常有效地解决了低温对电缆的冻害问题；但是也会大大提高电网的铺设的运行成本。
发明专利授权公告号cn101942136b公告了一种节能环保耐环境开裂聚乙烯电缆料，该电缆料的组分包括聚乙烯再生料、线性聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂、抗氧剂1010、抗氧剂168、流变剂、色母料、紫外线吸收剂和pe蜡；通过耐寒性更好的高密度聚乙烯和线性聚乙烯的使用，来提升电缆料的耐低温性能，但是由于聚乙烯材料本身的耐低温性并不突出，因此得到电缆料的耐寒性能依旧有限。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种超耐寒的聚乙烯电缆料，该型电缆料具有突出的耐寒性能，在低温环境下可以保持良好的韧性和强度；不容易脆化、开裂。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种超耐寒的聚乙烯电缆料，按照质量份数，电缆料的组分包括：高密度聚乙烯80-90份，线性低密度聚乙烯20-30份，无机填料15-25份，耐寒增韧剂25-35份，聚乙烯蜡1-3份，乙烯基三乙氧基硅烷1.5-1.9份，过氧化二异丙苯0.3-0.6份，阻燃剂3-7份，偶联剂1-2份，紫外线吸收剂0.2-0.5份，抗氧剂0.1-0.8份。
优选地，按照质量份数，电缆料的组分包括：高密度聚乙烯84-87份，线性低密度聚乙烯23-26份，无机填料18-23份，耐寒增韧剂28-32份，聚乙烯蜡1.7-2.5份，乙烯基三乙氧基硅烷1.6-1.8份，过氧化二异丙苯0.4-0.5份，阻燃剂4-6份，偶联剂1.3-1.8份，紫外线吸收剂0.2-0.4份，抗氧剂0.4-0.7份。
进一步优选地，按照质量份数，电缆料的组分包括：高密度聚乙烯85份，线性低密度聚乙烯25份，无机填料20份，耐寒增韧剂30份，聚乙烯蜡2.3份，乙烯基三乙氧基硅烷1.7份，过氧化二异丙苯0.5份，阻燃剂5份，偶联剂1.6份，紫外线吸收剂0.3份，抗氧剂0.6份。
本发明中，耐寒增韧剂的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将反应釜内的温度升高至150-180℃，然后充入氮气气氛进行保护，将100份己二酸、73份二甘醇和0.5g氟钛酸钾催化剂加入到反应釜中，升高反应釜内温度至200-205℃，保温并酯化反应7-8h，将产物蒸馏纯化，向纯化后的产物中加入0.8份钛酸异丙酯，在225-230℃，65-70pa气压条件下缩聚反应5-7h，得到预聚体，然再向反应釜内加入2.5g扩链剂，以260-270℃的温度搅拌8-10h，得到所需弹性体a；
(2)将天然胶乳、羟基化丁苯胶乳和丙烯酸胶乳按照3:5:1的质量比混合，然后向胶乳中加入0.5wt％的酪蛋白和2wt％的变性淀粉，分散均匀，得到所需固含量为50％的复合胶乳，将双(3,4-二甲基苯亚甲基)山梨醇加入到2倍质量的去离子水中分散，得到成核剂乳液，将20份成核剂乳液和80份复合胶乳混合搅拌，然后将混合物乳液，通过喷雾干燥器喷雾干燥处理得到橡胶粉b；
(3)将聚氟化碳以350-400℃的温度预热处理15-20min，然后降低至室温；按照8:4:1:1:1的质量比将二氧化硅、硫酸钡、氮化铝、硼化钛和聚氟化碳混合，然后向混合料中加入酒精，在行星球磨机中湿磨4-5h，球磨后的粉体以80-82℃的温度烘干，得到所需填料；
(4)将55份弹性体a，20份橡胶粉b，15份偏氟醚橡胶，9.5份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，70份填料和6份交联剂加入到密炼机中，以160-165℃的温度密炼15-20min，然后再将混合料送入到烘箱中，在紫外线照射下，以180-185℃的温度交联反应1.5-2h，出炉后再塑化造粒并冷却，得到所需耐寒增韧剂。
其中，步骤(1)中使用的扩链剂为乙二胺或三羟甲基丙烷。
步骤(4)中使用的交联剂为对氨基苯酚、双-3,4-二氨基苯基甲烷或四苯基锡。
优选地，阻燃剂为质量比为3:1的氢氧化铝和三氧化二锑的混合物。
优选地，紫外线吸收剂为光稳定剂am-101、光稳定剂744、紫外线吸收剂uv-531和紫外线吸收剂uvp-327中的一种。
优选地，抗氧剂为抗氧剂164、抗氧剂1076、抗氧剂dnp和抗氧剂tnp中的一种。
本发明提供的电缆料的制备方法为：
按照质量份数，将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、耐寒增韧剂、乙烯基三乙氧基硅烷和过氧化二异丙苯加入到高速捏合机中，以125-135℃的温度，高速捏合6-10min然后将聚乙烯蜡、无机填料、阻燃剂、偶联剂加入到高速捏合机中，以相同的温度混炼10-15min，最后将紫外线吸收剂和抗氧剂加入，继续混炼3-5min，排料，将混合料送入到双螺杆挤出机中混炼挤出，塑化造粒，得到所需电缆料。
本发明具有如下的有益效果：
本发明的电缆料中的树脂材料优选了具有较高的软化温度和熔融温度，强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性更好的高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯，因此电缆的基础性能更加突出。此外，为了进一步提高电缆料的耐寒性能和材料韧性，电缆料中还添加了一种特殊的耐寒增韧剂，该组分是由多种弹性体材料的高硬度填料等复合制备而成的新型材料，在乙烯基三乙氧基硅烷和过氧化二异丙苯的交联作用下，耐寒增韧剂可以和聚乙烯树脂发生良好的融合作用，从而提高电缆料的抗拉强度和耐低温性能，使得电缆料在极低温度下依然可以保持良好的韧性和稳定性，不会脆化变性。
电缆料中的聚乙烯蜡是一种由乙烯聚合橡胶加工剂而形成的化工材料，聚乙烯蜡与聚乙烯和耐寒增韧剂的相容性好，能改善聚乙烯流动性，添加在原料中可以作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。无机填料的作用是提升电缆料的耐候性能的机械强度；抗氧化剂和紫外线吸收剂可以发挥协同作用，提升电缆料的抗老化性能，提高电缆料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以下实施例中，耐寒增韧剂的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将反应釜内的温度升高至170℃，然后充入氮气气氛进行保护，将100份己二酸、73份二甘醇和0.5g氟钛酸钾催化剂加入到反应釜中，升高反应釜内温度至200-205℃，保温并酯化反应7.5h，将产物蒸馏纯化，向纯化后的产物中加入0.8份钛酸异丙酯，在230℃，65pa气压条件下缩聚反应6h，得到预聚体，然再向反应釜内加入2.5g扩链剂，以270℃的温度搅拌9h，得到所需弹性体a；
(2)将天然胶乳、羟基化丁苯胶乳和丙烯酸胶乳按照3:5:1的质量比混合，然后向胶乳中加入0.5wt％的酪蛋白和2wt％的变性淀粉，分散均匀，得到所需固含量为50％的复合胶乳，将双(3,4-二甲基苯亚甲基)山梨醇加入到2倍质量的去离子水中分散，得到成核剂乳液，将20份成核剂乳液和80份复合胶乳混合搅拌，然后将混合物乳液，通过喷雾干燥器喷雾干燥处理得到橡胶粉b；
(3)将聚氟化碳以380℃的温度预热处理17min，然后降低至室温；按照8:4:1:1:1的质量比将二氧化硅、硫酸钡、氮化铝、硼化钛和聚氟化碳混合，然后向混合料中加入酒精，在行星球磨机中湿磨5h，球磨后的粉体以80℃的温度烘干，得到所需填料；
(4)将55份弹性体a，20份橡胶粉b，15份偏氟醚橡胶，9.5份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，70份填料和6份交联剂加入到密炼机中，以160℃的温度密炼15min，然后再将混合料送入到烘箱中，在紫外线照射下，以180℃的温度交联反应2h，出炉后再塑化造粒并冷却，得到所需耐寒增韧剂。
其中，步骤(1)中使用的扩链剂为三羟甲基丙烷。
步骤(4)中使用的交联剂为四苯基锡。
实施例1
一种超耐寒的聚乙烯电缆料，按照质量份数，电缆料的组分包括：高密度聚乙烯80份，线性低密度聚乙烯20份，无机填料15份，耐寒增韧剂25份，聚乙烯蜡1份，乙烯基三乙氧基硅烷1.5份，过氧化二异丙苯0.3份，阻燃剂3份，偶联剂1份，紫外线吸收剂0.2份，抗氧剂0.1份。
其中，阻燃剂为质量比为3:1的氢氧化铝和三氧化二锑的混合物。
紫外线吸收剂为光稳定剂am-101。
抗氧剂为抗氧剂164。
本实施例提供的电缆料的制备方法为：
按照质量份数，将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、耐寒增韧剂、乙烯基三乙氧基硅烷和过氧化二异丙苯加入到高速捏合机中，以125℃的温度，高速捏合6min然后将聚乙烯蜡、无机填料、阻燃剂、偶联剂加入到高速捏合机中，以相同的温度混炼10min，最后将紫外线吸收剂和抗氧剂加入，继续混炼3min，排料，将混合料送入到双螺杆挤出机中混炼挤出，塑化造粒，得到所需电缆料。
实施例2
一种超耐寒的聚乙烯电缆料，按照质量份数，电缆料的组分包括：高密度聚乙烯90份，线性低密度聚乙烯30份，无机填料25份，耐寒增韧剂35份，聚乙烯蜡3份，乙烯基三乙氧基硅烷1.9份，过氧化二异丙苯0.6份，阻燃剂7份，偶联剂2份，紫外线吸收剂0.5份，抗氧剂0.8份。
其中，阻燃剂为质量比为3:1的氢氧化铝和三氧化二锑的混合物。
紫外线吸收剂为光稳定剂744。
抗氧剂为抗氧剂1076。
本实施例提供的电缆料的制备方法为：
按照质量份数，将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、耐寒增韧剂、乙烯基三乙氧基硅烷和过氧化二异丙苯加入到高速捏合机中，以135℃的温度，高速捏合10min然后将聚乙烯蜡、无机填料、阻燃剂、偶联剂加入到高速捏合机中，以相同的温度混炼15min，最后将紫外线吸收剂和抗氧剂加入，继续混炼5min，排料，将混合料送入到双螺杆挤出机中混炼挤出，塑化造粒，得到所需电缆料。
实施例3
一种超耐寒的聚乙烯电缆料，按照质量份数，电缆料的组分包括：高密度聚乙烯85份，线性低密度聚乙烯25份，无机填料20份，耐寒增韧剂30份，聚乙烯蜡2.3份，乙烯基三乙氧基硅烷1.7份，过氧化二异丙苯0.5份，阻燃剂5份，偶联剂1.6份，紫外线吸收剂0.3份，抗氧剂0.6份。
其中，阻燃剂为质量比为3:1的氢氧化铝和三氧化二锑的混合物。
紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uvp-327。
抗氧剂为抗氧剂tnp。
本实施例提供的电缆料的制备方法为：
按照质量份数，将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、耐寒增韧剂、乙烯基三乙氧基硅烷和过氧化二异丙苯加入到高速捏合机中，以130℃的温度，高速捏合8min然后将聚乙烯蜡、无机填料、阻燃剂、偶联剂加入到高速捏合机中，以相同的温度混炼13min，最后将紫外线吸收剂和抗氧剂加入，继续混炼4min，排料，将混合料送入到双螺杆挤出机中混炼挤出，塑化造粒，得到所需电缆料。
性能测试
根据iec60811-1-1-1993《电缆绝缘和护套材料通用试验方法》和gb1040-92《塑料拉伸性能试验方法》等试验标准中的方法，对本实施例的电缆料进行性能检测，其中，选择上海帮塑国际贸易有限公司销售的美国陶氏8150型通用电线电缆料作为对照组，进行性能对比，测试实验结果如下：
表1：本实施例与对照组中电缆料的性能测试结果
分析以上实验数据发现，本发明提供的电缆料的其抗拉强度、断裂伸长率、和撕裂强度均好于对照组的电缆料，力学性能非常突出，具有韧性好、耐折弯，耐拉伸、抗撕裂的特点；该型电缆料的玻璃转化点温度更低，耐低温性能更高；在-40℃的低温状态下，电缆料的拉伸强度和断裂伸长率变化较小，因此可以认为该型电缆料的脆化变形程度较小，电缆在低温状态下的性能稳定性更高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。