一种聚乙烯绝缘料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯绝缘料，其原料按重量份包括：高密度聚乙烯50?55份，改性木纤维长链预聚物25?30份，三元乙丙橡胶20?25份，滑石粉8?10份，轻质碳酸钙5?7份，陶土4?6份，粉煤灰2?4份，石蜡3?5份，钛酸酯偶联剂TMC?TTS 2.4?2.8份，聚乙烯蜡3?5份，对苯二甲酸二辛酯2?4份，乙二酸二辛脂1.6?1.9份，硫磺0.7?1份，促进剂TMTD 0.8?1.2份，抗氧化剂1076 0.2?0.5份，抗氧化剂DNP 1.1?1.4份。
【专利说明】
一种聚乙烯绝缘料
技术领域
[0001]本发明涉及绝缘料技术领域，尤其涉及一种聚乙烯绝缘料。
【背景技术】
[0002]聚乙烯英文名称简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α—烯烃的共聚物，具有优良的化学稳定性、耐低温性、耐候性，具有极佳的电绝缘性能，常被用来作为绝缘料。然而常规使用的绝缘料柔韧性、拉断伸长率与物料间融合能力不佳，普通的添加物料无法大幅增强这些性能。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种聚乙烯绝缘料，具有极佳的柔韧性、抗拉伸性能。
[0004]本发明提出的一种聚乙烯绝缘料，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯50-55份，改性木纤维长链预聚物25-30份，三元乙丙橡胶20-25份，滑石粉8-10份，轻质碳酸钙5-7份，陶土4-6份，粉煤灰2-4份，石蜡3-5份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.4-2.8份，聚乙烯蜡3_5份，对苯二甲酸二辛酯2-4份，乙二酸二辛脂1.6-1.9份，硫磺0.7-1份，促进剂TMTD 0.8-1.2份，抗氧化剂1076 0.2-0.5份，抗氧化剂DNP 1.H.4份。
[0005]优选地，高密度聚乙烯、改性木纤维长链预聚物、三元乙丙橡胶的重量比为52-53:26-28:21-24。
[0006]优选地，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯52-53份，改性木纤维长链预聚物26-28份，三元乙丙橡胶21-24份，滑石粉8.5-9.5份，轻质碳酸钙5.5_6份，陶土 5_5.5份，粉煤灰2.7-3.4份，石蜡3.6-4.5份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.5-2.7份，聚乙烯蜡3.2-4.6份，对苯二甲酸二辛酯2.1-3.3份，乙二酸二辛脂1.7-1.8份，硫磺0.8-0.9份，促进剂TMTD 0.9-1.1份，抗氧化剂1076 0.3-0.4份，抗氧化剂DNP 1.2-1.3份。
[0007]优选地，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0008]S1、将木粉、氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维；
[0009]S2、将二氧化硅、硅烷偶联剂ΚΗ-550、无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于水浴中，然后进行超声分散，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅；
[0010]S3、将改性二氧化硅、预制木纤维、甲基硅油、无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备中，保持后排出，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0011]S4、将改性木纤维投入混炼机，与熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0012]优选地，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0013]S1、将木粉、质量分数为10_15wt%氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置36-40h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维；
[0014]S2、将二氧化硅、硅烷偶联剂KH-550、无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于50-55°C水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为220-250W，超声分散的功率为30-40kHz，超声分散的时间为20-25min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅；
[0015]S3、将改性二氧化硅、预制木纤维、甲基硅油、无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于60-70 V水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为10_15MPa，保持40-45min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0016]S4、将改性木纤维投入混炼机，与熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0017]优选地，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0018]S1、按重量份将30-40份木粉、100-150份质量分数为10-15wt%氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置36-40h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维；
[0019]S2、按重量份将8-10份二氧化硅、3-5份硅烷偶联剂KH-550、30-35份无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于50-55Γ水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为220-250W，超声分散的功率为30-40kHz，超声分散的时间为20-25min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅；
[0020]S3、按重量份将8-10份改性二氧化硅、15-20份预制木纤维、4-7份甲基硅油、80-100份无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于60-70°C水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为10-15MPa，保持40-45min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0021]S4、按重量份将12-15份改性木纤维投入混炼机，与100-150份熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0022]优选地，改性木纤维长链预聚物制备过程的SI中，干燥的具体过程为将风干后物料投入温度为100-105 °C烘箱中，保温7-8h。
[0023]优选地，改性木纤维长链预聚物制备过程的SI中，木粉的目数为120-200目。
[0024]改性木纤维长链预聚物的制备过程中，以多种处理手段提高木纤维的界面湿润性和界面粘合作用，大大增强了本发明的力学性能、强度、尺寸稳定性和阻燃性能；首先用特定浓度的氢氧化钠溶液制备预制木纤维，能够将木纤维中羟基打开，使木纤维表面呈蓬松状，利于进一步加工；而二氧化硅经改性不仅能降低二氧化硅表面能，防止团聚现象的发生，而且使改性二氧化硅在S3步骤中，能够更加容易吸附、填充在预制木纤维表面，促使其由亲水性转变为疏水性;S3中，特殊温度、压力形成的二氧化碳超临界环境，能够大幅增加改性二氧化硅的流动性，促使预制木纤维进一步膨胀，进而加剧两者之间的接枝，增强本发明的力学性能和柔韧性；同时，甲基硅油的加入，能够在超临界二氧化碳的作用下，扩散到预制木纤维表面，形成稳定、牢固的长链结构，进一步提高本发明的拉断伸长率。本发明采用高密度聚乙烯、改性木纤维长链预聚物、三元乙丙橡胶配合作为主料，大大提高了本发明的柔韧性能、耐候性和抗拉伸性能，三者在硫磺、促进剂TMTD的硫化作用下，与主辅增塑剂对苯二甲酸二辛酯、乙二酸二辛脂配合，迅速交联形成牢固的、具有极佳柔韧性能的空间网络结构，而滑石粉、轻质碳酸钙、陶土、粉煤灰的添加，能够在钛酸酯偶联剂TMC-TTS和分散剂聚乙烯蜡作用下，均匀分布在本发明主料分子结构中，从而提高本发明的耐磨性能和容积;石蜡的添加，能够逐渐迀移到本发明的表面，形成一层保护膜，阻止本发明与空气接触，防止老化，与抗氧化剂1076、抗氧化剂DNP产生协同作用，而这两种抗氧化剂的添加，能够消除本发明使用过程中产生的自由基，从而延缓本发明的氧化过程，延长使用寿命。
【具体实施方式】
[0025]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0026]实施例1
[0027]本发明提出的一种聚乙烯绝缘料，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯55份，改性木纤维长链预聚物25份，三元乙丙橡胶25份，滑石粉8份，轻质碳酸钙7份，陶土4份，粉煤灰4份，石蜡3份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.8份，聚乙烯蜡3份，对苯二甲酸二辛酯4份，乙二酸二辛脂1.6份，硫磺I份，促进剂TMTD 0.8份，抗氧化剂1076 0.5份，抗氧化剂DNP 1.1份；
[0028]其中，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0029]S1、按重量份将40份木粉、100份质量分数为15的％氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置36h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维;其中，木粉的目数为200目；干燥的具体过程为将风干后物料投入温度为100°C烘箱中，保温8h。
[0030]S2、按重量份将8份二氧化硅、5份硅烷偶联剂KH-550、30份无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于55°C水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为220W，超声分散的功率为40kHz，超声分散的时间为20min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化娃；
[0031]S3、按重量份将1份改性二氧化硅、15份预制木纤维、7份甲基硅油、80份无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于70°C水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为lOMPa，保持45min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0032]S4、按重量份将12份改性木纤维投入混炼机，与150份熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0033]实施例2
[0034]本发明提出的一种聚乙烯绝缘料，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯50份，改性木纤维长链预聚物30份，三元乙丙橡胶20份，滑石粉10份，轻质碳酸钙5份，陶土6份，粉煤灰2份，石蜡5份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.4份，聚乙烯蜡5份，对苯二甲酸二辛酯2份，乙二酸二辛脂1.9份，硫磺0.7份，促进剂TMTD 1.2份，抗氧化剂1076 0.2份，抗氧化剂DNP 1.4份；
[0035]其中，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0036]S1、按重量份将30份木粉、150份质量分数为10的％氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置40h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维;其中，木粉的目数为120目；干燥的具体过程为将风干后物料投入温度为105°C烘箱中，保温7h。
[0037]S2、按重量份将10份二氧化硅、3份硅烷偶联剂KH-550、35份无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于50°C水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为250W，超声分散的功率为30kHz，超声分散的时间为25min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅；
[0038]S3、按重量份将8份改性二氧化硅、20份预制木纤维、4份甲基硅油、100份无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于60°C水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为15MPa，保持40min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0039]S4、按重量份将15份改性木纤维投入混炼机，与100份熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0040]实施例3
[0041 ]本发明提出的一种聚乙烯绝缘料，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯53份，改性木纤维长链预聚物26份，三元乙丙橡胶24份，滑石粉8.5份，轻质碳酸钙6份，陶土 5份，粉煤灰3.4份，石蜡3.6份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.7份，聚乙烯蜡3.2份，对苯二甲酸二辛酯3.3份，乙二酸二辛脂1.7份，硫磺0.9份，促进剂TMTD 0.9份，抗氧化剂1076 0.4份，抗氧化剂DNP 1.2份;
[0042]其中，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0043]S1、按重量份将36份木粉、120份质量分数为14wt %氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置37h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维;其中，木粉的目数为170目；干燥的具体过程为将风干后物料投入温度为lOrC烘箱中，保温8h。
[0044]S2、按重量份将8.5份二氧化硅、4.5份硅烷偶联剂101-550、31份无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于54°C水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为230W，超声分散的功率为38kHz，超声分散的时间为23min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅；
[0045]S3、按重量份将9份改性二氧化硅、16份预制木纤维、6份甲基硅油、85份无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于67°C水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为llMPa，保持43min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0046]S4、按重量份将13份改性木纤维投入混炼机，与145份熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0047]实施例4
[0048]本发明提出的一种聚乙烯绝缘料，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯52份，改性木纤维长链预聚物28份，三元乙丙橡胶21份，滑石粉9.5份，轻质碳酸钙5.5份，陶土5.5份，粉煤灰2.7份，石蜡4.5份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.5份，聚乙烯蜡4.6份，对苯二甲酸二辛酯2.1份，乙二酸二辛脂1.8份，硫磺0.8份，促进剂TMTD 1.1份，抗氧化剂1076 0.3份，抗氧化剂DNP 1.3份；
[0049]其中，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括:
[0050]S1、按重量份将34份木粉、130份质量分数为13的％氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置38h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维;其中，木粉的目数为140目；干燥的具体过程为将风干后物料投入温度为103°C烘箱中，保温7.5h。
[0051 ] S2、按重量份将9份二氧化硅、3.5份硅烷偶联剂!《-550、33份无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于52°C水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为240W，超声分散的功率为34kHz，超声分散的时间为24min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅；
[0052]S3、按重量份将8.5份改性二氧化硅、18份预制木纤维、5份甲基硅油、90份无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于64°C水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为13MPa，保持42min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维；
[0053]S4、按重量份将13-14份改性木纤维投入混炼机，与140-145份熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。
[0054]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种聚乙烯绝缘料，其特征在于，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯50-55份，改性木纤维长链预聚物25-30份，三元乙丙橡胶20-25份，滑石粉8-10份，轻质碳酸钙5-7份，陶土4-6份，粉煤灰2-4份，石蜡3-5份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.4-2.8份，聚乙烯蜡3_5份，对苯二甲酸二辛酯2-4份，乙二酸二辛脂1.6-1.9份，硫磺0.7-1份，促进剂TMTD 0.8-1.2份，抗氧化剂1076 0.2-0.5份，抗氧化剂DNP 1.1-1.4份。2.根据权利要求1所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，高密度聚乙烯、改性木纤维长链预聚物、三元乙丙橡胶的重量比为52-53:26-28:21-24。3.根据权利要求1或2所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，其原料按重量份包括:高密度聚乙烯52-53份，改性木纤维长链预聚物26-28份，三元乙丙橡胶21-24份，滑石粉8.5-9.5份，轻质碳酸钙5.5-6份，陶土5-5.5份，粉煤灰2.7-3.4份，石蜡3.6-4.5份，钛酸酯偶联剂TMC-TTS 2.5-2.7份，聚乙烯蜡3.2-4.6份，对苯二甲酸二辛酯2.1_3.3份，乙二酸二辛脂1.7-1.8份，硫磺0.8-0.9份，促进剂TMTD 0.9-1.1份，抗氧化剂1076 0.3-0.4份，抗氧化剂DNP 1.2-1.3份。4.根据权利要求1-3任一项所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括: 51、将木粉、氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维； 52、将二氧化硅、硅烷偶联剂KH-550、无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于水浴中，然后进行超声分散，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅； 53、将改性二氧化硅、预制木纤维、甲基硅油、无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备中，保持后排出，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维； 54、将改性木纤维投入混炼机，与熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。5.根据权利要求1-4任一项所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括: 51、将木粉、质量分数为10-15wt%氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置36-40h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维； 52、将二氧化硅、硅烷偶联剂KH-550、无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于50-55°C水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为220-250W，超声分散的功率为30-40kHz，超声分散的时间为20-25min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅； 53、将改性二氧化硅、预制木纤维、甲基硅油、无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换;接着将第三加工设备置于60-70 V水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为10_15MPa，保持40-45min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维； 54、将改性木纤维投入混炼机，与熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。6.根据权利要求1-5任一项所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，改性木纤维长链预聚物的制备过程包括: 51、按重量份将30-40份木粉、100-150份质量分数为10-15?丨％氢氧化钠水溶液投入第一加工设备，混合均匀后，静置36-40h，接着漂洗，风干，干燥得到预制木纤维； 52、按重量份将8-10份二氧化硅、3-5份硅烷偶联剂KH-550、30-35份无水乙醇投入第二加工设备，接着将第二加工设备置于50-55Γ水浴中，然后进行超声分散，超声分散的功率为220-250W，超声分散的功率为30-40kHz，超声分散的时间为20_25min，接着冲洗，干燥，研磨得到改性二氧化硅； 53、按重量份将8-10份改性二氧化硅、15-20份预制木纤维、4-7份甲基硅油、80-100份无水乙醇混合均匀后投入第三加工设备，向第三加工设备中充入二氧化碳进行气体置换；接着将第三加工设备置于60-70°C水浴中，继续充入二氧化碳至加工设备内部压力为10-15MPa，保持40-45min后排出二氧化碳，接着过滤，清洗，烘干得到改性木纤维； 54、按重量份将12-15份改性木纤维投入混炼机，与100-150份熔融状态的聚丙烯混炼均匀后，冷却，粉碎得到改性木纤维长链预聚物。7.根据权利要求1-6任一项所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，改性木纤维长链预聚物制备过程的SI中，干燥的具体过程为将风干后物料投入温度为100-105Γ烘箱中，保温7-8h。8.根据权利要求1-7任一项所述聚乙烯绝缘料，其特征在于，改性木纤维长链预聚物制备过程的SI中，木粉的目数为120-200目。
【文档编号】C08L91/06GK105837902SQ201610279248
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】巫后凡, 叶明周, 章琼焕
【申请人】安徽扬天塑业科技有限公司