硅烷自然交联电缆绝缘材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种硅烷自然交联电缆绝缘材料。
【背景技术】
[0002] 聚乙烯通常为线性或者略带支链的高分子，由于大分子无极性、大分子链的柔顺 性好，分子间作用力小，造成聚乙烯的耐热性差、力学强度低、耐磨性不佳、易燃烧、抗蠕变 性不好以及难以粘接、难以共混等缺点，为此人们常常采取交联、增强、填充、合金化等手段 对聚乙烯进行改性研究。其中，交联改性就是将聚乙烯大分子链由线性结构转变为网状交 联结构的改性，交联改性可以采用过氧化物法，辐射法和硅烷法。硅烷交联法由于采用接枝 物成型制品而后交联，工艺控制与通常塑料挤出一致，因此对制品的成型没有严格要求；其 次，交联点之间的距离大，而且交联点之间由-C-C-、-C-Si-、-Si-0-键等组成，柔顺性好， 因此，交联制品的韧性突出；硅烷交联的过程比较缓慢，交联度和制品性能易于控制。因此， 硅烷交联法成为聚乙烯交联的最重要方法。
[0003] 硅烷法交联聚乙烯技术自60年代末问世以来，得到了长足的发展，获得了广泛的 应用。聚乙烯烃硅烷交联后，其机械性能、耐热性能、耐化学性能、耐应力开裂性能得到很大 程度的提高，这就拓宽了应用范围。硅烷交联聚乙烯主要应用于中、低压电线、电缆的绝缘 方面，为我国创造了良好的经济效益。硅烷交联自上世纪九十年代发展以来，已经有了长足 的发展，在电缆行业也已经有了很大的市场份额，特别是最近几年，发展势头非常迅猛，各 个电缆厂基本都建造有蒸汽房或者是温水池用硅烷交联电缆料的使用配套设施。硅烷交联 聚乙烯的制备包含接枝和交联两个阶段。在接枝阶段，过氧化物引发剂受热分解形成初级 自由基；初级自由基夺取聚乙烯大分子链上的H原子形成聚乙烯大分子自由基；该自由基 与乙烯基三烷氧基硅烷中的乙烯基进行加成反应，形成聚乙烯接枝硅烷活性大分子；该活 性大分子通过夺取聚乙烯中的H原子实现链转移得到聚乙烯接枝硅烷产物；在交联阶段， 聚乙烯接枝硅烷产物在有机锡类催化剂的作用下水解生成硅醇，双分子接枝硅醇通过脱水 或脱醇形成聚乙烯硅烷交联产物。
[0004] 通过实验研究，我们发现分子链在交联的过程中，接枝后的硅烷在遇到水蒸气后， 会与水分子反应，形成羟基，然后才是羟基之间的反应，发生缩合反应，完成交联过程。而我 们传统的交联过程都是使用有机锡的方式来催化反应过程，而通过研究反应过程发现，有 机锡在催化的过程中只是在缩合的过程中发挥了作用，而在水解的过程中基本没有作用， 而硅烷如果不能完成水解过程，缩合反应又是不能进行的，因此，对于两步的反应，现有技 术只是进行了一步的催化，而对第一步没有催化效果，因此，交联的速度还有待提高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种通过增加偶联剂A，让 偶联剂A在反应过程中充当中间体的角色来加快交联速度快，间接上偶联剂A在反应过程 中充当了催化剂的效果，从而整体提高硅烷电缆料交联速度，从而整体上提高反应的速度， 缩短交联的时间。
[0006] -种硅烷自然交联电缆绝缘材料，其原料按重量份计，包括以下组分：
[0007] 聚乙炫 100份 抗氧剂 0.02~0.9份 偶联剂 1~10份 DCP 0.5~3 汾 偶联剂AQ.T~3份。
[0008] 进一步地，如上所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，所述聚乙烯为线型低密度聚 乙烯LLDPE、低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE及中密度聚乙烯MDPE中的一种或几种 的组合。
[0009] 进一步地，如上所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，所述抗氧剂为抗氧剂1024、抗 氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP中的一种或几种的组合。
[0010] 进一步地，如上所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，所述偶联剂是硅烷偶联剂 151、硅烷偶联剂171、硅烷偶联剂172中的一种或几种的组合。
[0011] 进一步地，如上所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，所述的偶联剂A为使用6-9个 碳的硅烷组合的混合液。
[0012] 有益效果：
[0013] 本发明的制造工艺与现有普通电缆料一样，不仅完全符合国家标准中的相关要 求，而且其交联速度大大超过普通交联电缆料的交联速度，可以在适当的条件下实现自然 交联。从而大大降低电缆后续的交联工艺难度，减少了交联步骤的能耗，节省了生产成本。
【具体实施方式】
[0014] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015] 实施例1
[0016] 选取重量份各原料如下：
[0017] LDPH 20 份 MDPH 20 份 IIDPH 20 份 LLDPH 10 份 KP 1.4 份 偶联剂151 6.0份 抗氧剂1024 0. 4份 偶联剂A1. 7份
[0018] 按照上述原料进行配置，充分混合后倒入双螺杆挤出造粒，可以得到快速交联硅 烷交联电缆料。
[0019] 实施例2
[0020] 选取重量份各原料如下：
[0021] LDPE 33 份 MDPH 23 份 LLDPH 44 份 DCP 1.7 份 偶联剂172 6. 5份 抗氧剂DLTP 0. 8份 偶联剂A 1. 7份
[0022] 按照上述原料进行配置，充分混合后倒入双螺杆挤出造粒，可以得到快速交联硅 烷交联电缆料。
[0023] 实施例3
[0024] 选取重量份各原料如下：
[0025] LDPH 15 份 MDPH 18 份 HOPE: 28 份 LLDPH 39 份 DCPL7 份 偶联剂151 8. 5份 抗氧剂300 0.7份 偶联剂A 2, 6份
[0026] 按照上述原料进行配置，充分混合后倒入双螺杆挤出造粒，可以得到快速交联硅 烷交联电缆料。
[0027] 实施例4
[0028] 选取重量份各原料如下：
[0029] 1DP卜 丨00份 DCP 3 份
[0030] 偶联剂151 1份 抗氧剂300 0. 9份 偶联剂A 0.7份
[0031] 按照上述原料进行配置，充分混合后倒入双螺杆挤出造粒，可以得到快速交联硅 烷交联电缆料。
[0032] 实施例5
[0033] 选取重量份各原料如下：
[0034] MDPE §0# !IDFh 50 份 DCP 0. 5 份 硅烷偶联剂m 1〇份 抗氧剂300 0. 02份 偶联剂A 3份
[0035] 按照上述原料进行配置，充分混合后倒入双螺杆挤出造粒，可以得到快速交联硅 烷交联电缆料。
[0036] 本发明从提高硅烷交联的水解速度入手：通过在双螺杆中加入偶联剂A，利用双 螺杆的混合作用使得偶联剂A在硅烷成品中充分混合。在电缆厂做成电缆后，由于偶联剂 在材料中是小分子存在，极易与空气中的水分发生反应形成娃醇，同时由于含量较少又分 散均匀，这些小分子之间不能发生交联或者交联极少，因此产生的硅醇将于接枝到聚乙烯 长链上的硅烷形成反应，促进其水解的速度，使接枝过的硅烷尽可能快的反应生成硅醇，以 利于下一步骤缩合反应的实现来提高硅烷交联的反应速度。
[0037] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种硅烷自然交联电缆绝缘材料，其特征在于，其原料按重量份计，包括以下组分：2. 根据权利要求1所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，其特征在于，所述聚乙烯为线 型低密度聚乙烯LLDPE、低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE及中密度聚乙烯MDPE中的 一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗 氧剂1024、抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP中的一种或几种的组合。4. 根据权利要求1所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，其特征在于，所述偶联剂是硅 烷偶联剂151、硅烷偶联剂171、硅烷偶联剂172中的一种或几种的组合。5. 根据权利要求1所述的硅烷自然交联电缆绝缘材料，其特征在于，所述的偶联剂A为 使用6-9个碳的硅烷组合的混合液。
【专利摘要】本发明提供一种硅烷自然交联电缆绝缘材料，其原料按重量份计，包括以下组分：聚乙烯100份；抗氧剂0.02～0.9份；偶联剂1～10份；DCP0.5～3份；偶联剂A0.7～3份。本发明的制造工艺与现有普通电缆料一样，不仅完全符合国家标准中的相关要求，而且其交联速度大大超过普通交联电缆料的交联速度，可以在适当的条件下实现自然交联。从而大大降低电缆后续的交联工艺难度，减少了交联步骤的能耗，节省了生产成本。
【IPC分类】C08J3/24, C08K5/14, C08L23/08, C08K5/5425, C08L23/06, H01B3/44, C08K5/00
【公开号】CN105037869
【申请号】CN201510295669
【发明人】洪向明, 关江伟, 舒康玉, 王海涛, 于西, 帅立丹
【申请人】浙江万马高分子材料有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月2日