10kV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及绝缘材料领域，尤其涉及10kV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆及其制备方法。该银灰色电线电缆的绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到：LLDPE?7042、LLDPE?8320、LDPE、EVA、PP、硅烷偶联剂、交联剂DCP、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、抗氧剂1024、有机锡、氟橡胶母料、紫外线吸收剂和银灰色母料。本发明取代目前的PVC材料为主，绝缘性能优于PVC，而PVC在电线老化等起火的时候会放出有毒有害气体，而硅烷绝缘料无毒无害。
【专利说明】
10kV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及绝缘材料领域，尤其涉及10kV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电缆行业使用聚烯烃的品种主要有PE、PP、EVA及EEA等，其中相对量大、应用历史 长的主要是PE，它有HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及经过交联的XLPE，它们的应用已毋需多说。行 业中现今聚烯烃的应用和发展趋势主要集中在以下几方面：
[0003] (1)无卤低烟材料的系列化、完善化
[0004] 无卤低烟阻燃电缆料是近年来发展较快的品种，符合IEC92-359标准要求的热塑 型料已得到越来越广泛的应用。随着石油平台、核电站、舰船用电缆及其他环境恶劣的使用 场合的要求，交联型无卤低烟电缆料的应用范围将会越来越大。
[0005] (2)耐电痕料
[0006] 耐电痕电缆料是随着ADSS(全介质自承式架空光缆)的推广应用，而逐渐引起大家 的注意的。其实，在10kV及以上架空电缆为防止在潮湿状况下产生电晕已有耐电痕要求，由 于其绝缘材料(XLPE、HDPE)本身具有一定的耐电痕性，基本能保证架空电缆耐电痕的要求， 故而问题并不突出。而ADSS主要是沿着110KV、220KV的高压线路附设，其护套的耐电蚀性将 直接影响光缆寿命，故对护套材料的耐电痕性有较为苛刻的要求，即在施加实际使用拉力 的90%张力情况下，进行1000小时的耐电痕试验，它需要有为此专门设计的配方体系，其中 的关键即为耐电痕剂的使用、优越的物理机械性能、良好工艺加工性的平衡。目前，英、德、 美等国对ADSS的寿命研究还在继续，其重点还是如何提高置于空间电场中电缆护套材料的 抗电蚀性。
[0007] (3)硅烷交联料
[0008] 硅烷交联聚乙烯绝缘料在3KV及以下的力缆中已普遍使用。随着硅烷交联技术的 普及，其它如硅烷交联可剥离屏蔽料、无卤低烟阻燃料、乙丙电缆料已相继有产品问世。国 内在硅烷交联可剥离屏蔽料上已有厂家做了工作，而硅烷交联无卤阻燃料、乙丙电缆料尚 少为大家了解，当然更谈不上应用了。
[0009] (4)辐照交联聚烯烃料
[0010] 辐照交联材料及技术在电力电缆、架空电缆及装备线上已得到成熟的应用。众所 周知，行业中105°c及以下温度等级，无论用XLPE、XLPVC或PVC都可满足要求，150°C以上，硅 橡胶、氟塑料、聚酰亚胺等品种的应用也已成熟，但在中间温度等级（如125°C、150°C)的应 用开发上，与国外差距比较大。
【发明内容】
[0011] 为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供10kV及以下硅烷交联聚乙烯银灰 色电线电缆。本发明以取代目前的PVC材料为主，绝缘性能优于PVC，而PVC在电线老化等起 火的时候会放出有毒有害气体，而硅烷绝缘料无毒无害。
[0012] 为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
[0013] 1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，该银灰色电线电缆包括绝缘材料和 设置在绝缘材料内的导线，绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7042： 4CT45% LLDPE-8320： 18^25% LDPE； 20^30% 腿； 5^12% PP： ο. ΓΒ 経炼偶联剂: Γ2% 交联剂 DCP: 0. !0"0. 15%
[0014] 抗氧剂 300: 0.02^0, 06% 抗氧剂 mio: 0. 02^0. 1% 抗氧剂 DLTP: 0. 〇 Γα. 05% 抗氧剂 1024: 0. 2^0.1% 有机锡： 0.2~0,1% 氟橡胶母料： PQ:. 5? 银灰色母料： ：0. S~l. 2% 紫外线吸收剂： Γ?.(8)?
[0015] 作为优选，该绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7Q42;: 42 ~43% LLDPE-8320： 20-22% LDPE：： 2:416%.
[0016] EVA· 8'10% PP；： 0· 5~1% 硅烷偶联剂： Γ2% 交联剂 DCP: 0. 10~0. 15% 抗氧剂 300: 0.02~0.06% 抗氧剂 1010: 0.02、0.1% 抗氧剂 DLTP: 0. 0Γ?. 05% 抗氧剂 1024: 0. 2"0, 1%
[0017] 有机锡： 0. 2~0. 1% 氟橡胶母料： 0. Γ0. 5% 银灰色母料： 0. 8~1. 0% 紫外线吸收剂； 0. 5D. 8%。
[0018] 二步法制备10kv及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆的方法，上述的绝缘材料 的制备方法包括以下的步骤：
[0019] 1)催化剂母料制备:按重量百分比计，催化剂母料占总材料成分的3~10%，其中： LLDPE-7042： Γ5% LLDPE-8320； 0,5"? PP ： 0. 5"1% 抗氧剂 1010: O.02D. 1% 抗氧剂 DLTP: 0. 〇Γ〇.. 05%
[0020] 抗氧剂 1024: 0. 2"0. 1% 有机锡： 0. 21). 1」％ 氟橡胶母料： 0, Γ0. 5% 银灰色母料： α.Γι.2% 紫外线吸收剂: 0. Γ1. 0%；
[0021]将以上材料在搅拌机里搅拌，先低速搅拌1分钟再高速搅拌3分钟，然后放出倒入 挤出机料斗，挤出机温度：140~180°C，经双螺杆挤出后经过冷却水槽进行冷却，再经过风 机吹干后进行切粒，颗粒在干燥塔，设置80°C烘干2小时以上然后用真空铝塑袋进行包装、 暂时存放；
[0022] 2)成品制备：
[0023] 2.1)将硅烷偶联剂、交联剂DCP、抗氧剂300按照硅烷偶联剂：1~2% :0.13% :0.02 ~0.06 %的比例进行混合，混合后成为硅烷助剂，充分混合后硅烷助剂待用；
[0024] 2·2)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按：35~44% :15~24%:20~ 30% : 3~10%的比例吸入到搅拌机进行混合，混合均匀后吸入干燥塔，设定60°C，烘干时间 大于半个小时，之后将材料吸入原料料仓；
[0025] 2.3)以上物料经计量称自动加料加入到双螺杆挤出机，将已经配好的硅烷助剂也 经过计量称在第二区加入到双螺杆，以上材料在双螺杆进行接枝；
[0026] 2.4)经双螺杆接枝后的材料经单螺杆挤出、偏心水雾切粒，经输送水栗输送到脱 水机，经脱水后由输送风机输送至沸腾床，通过控制料位的高度对材料进行充分干燥，后由 真空吸料机吸入成品料仓；
[0027] 2.5)计量、包装即为成品。
[0028] 一步法制备10kV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆的方法，上述的绝缘材料 的方法包括以下的步骤：
[0029] 1)催化剂母料制备:按重量百分比计，催化剂母料占总材料成分的3~10%，其中： LLDPE-7042： 1-5% LLDPE-8320： 0..5-4% PP:; 0.5-1% 抗氧剂 1010: 0, 02~0,1% 抗氧剂 DLTP: 0. 01-0.05^
[0030] 抗氧剂 1024: 0. 2-0.)'V 有机锡： Q.24U% 氟橡胶母料： （).1~0.5% 银灰色母料： Ο. Π . 2:% 紫外线吸收剂： Ο.Γ1.0%;
[0031] 将以上材料在搅拌机里搅拌，先低速搅拌1分钟再高速搅拌3分钟，然后放出倒入 挤出机料斗，挤出机温度：140~180°C，经双螺杆挤出后经过冷却水槽进行冷却，再经过风 机吹干后进行切粒，颗粒在干燥塔，设置80°C烘干2小时以上然后用真空铝塑袋进行包装、 暂时存放；
[0032] 2)成品制备：
[0033] 2.1)将硅烷偶联剂、交联剂DCP、抗氧剂300按照硅烷偶联剂：1~2% :0.13% :0.02 ~0.06 %的比例进行混合，混合后成为硅烷助剂，充分混合后硅烷助剂待用；
[0034] 2.2)将主设备双锥转鼓进行加热到90°C ;
[0035] 2.3)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按：35~44% :15~24% :20~ 30% :3~10%比例吸入到双锥转鼓内，然后将盖子密闭，开启双锥转鼓进行干燥、混合；
[0036] 2.4)以上物料干燥、混合2.5小时后，通过液体喷淋装置将备用的硅烷助剂加入到 物料内；
[0037] 2.5)硅烷助剂经过2.5小时的吸收后放出；
[0038] 2.6)计量、包装即为成品。
[0039] 本发明由于采用了上述的技术方案，本发明的材料主要用于电缆的绝缘层，以取 代目前的PVC材料为主，绝缘性能优于PVC，而PVC在电线老化等起火的时候会放出有毒有害 气体，而硅烷绝缘料无毒无害。
[0040] 使用本发明的产品生产，螺杆转速及电流稳定，生产240mm2，放线速度每分钟4.5 米；在挤出时，出胶均匀，无颗粒，连续开机12天无老胶出现；电缆热延伸检测在70 %~ 80%，永久变形在0~5%范围内；局部放电检测在2PC以内，工频耐压试验30分钟无击穿;半 成品、成品检测均符合GB/T 12706-2002要求。
[0041]本发明的产品与聚氯乙烯比较，抗热变性比PvC好，抗过载能力强。短路运行温度 最高可达250 °C。而PVC耐热性差，其80 °C持续4h其变性可达50%。当电缆过载运行时易造成 绝缘老化及软化变性而引起击穿，PVC老化引起电缆火灾事故占电火灾事故总数的50 % ;交 联聚乙烯密度比聚氯乙烯小40%左右，可以明显减轻线缆的质量。与热塑性聚乙烯比较，提 高了耐热变形性，改善了高温下的力学性能，改进了耐环境应力龟裂与耐热老化性能，增强 了耐化学稳定性和耐溶剂性，减少了冷流性，绝缘电阻高，介质损耗角正切小，基本上不随 温度的改变而改变，基本保持了原来的电气性能。
【具体实施方式】 [0042] 实施例1
[0043] 1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，该银灰色电线电缆包括绝缘材料和 设置在绝缘材料内的导线，该绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7042： 41.75% LLDPE-8320： 20,5% LDPE· 25%: E￥A：： 8.23%： PP: ：〇.： 75%
[0044] 硅烷偶联剂： U6% 交联剂 DCP: (). 13% 抗氧剂300: 0. 04% 抗氧剂 1010: 0.05% 抗氧剂 DLTP: 0. 025% 抗氧剂 1024: 0, 05% 有机锡： 0.0? 氟橡胶母料： 0, 335%
[0045] 银灰色母料： 1,0% 紫外线吸收剂： 0.51
[0046] 二步法制备1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆的方法，绝缘材料的制备 主要由两部分组成，一是催化剂母料的制备，二是成品制备。
[0047] 1、催化剂母料制备:催化剂母料占总材料成分的5%，具体配方如下： LLDPB-7042： 22.5 公斤 2.25% LLDPE-8320 ； 15 公斤 1.5% PP: 7.5 公斤 0. 75? 氟橡胶母粒：_3.. 3.5:公斤 0.335% 有机锡： 0.4公斤 0.04%
[0048] 抗氧剂1010: 0. :5公斤 0. 05% 抗氧剂 DLTP: 25 公斤 Θ. 025% 抗氧剂1024: 0.5公斤 0, G5:% 银灰色母料： 10公斤 1 紫外线吸收剂：5公斤0. 5%;
[0049] 将以上材料在搅拌机里搅拌，先低速搅拌1分钟再高速搅拌3分钟，然后放出倒入 挤出机料斗(挤出机温度：140~180°C )，经双螺杆挤出后经过冷却水槽进行冷却，再经过风 机吹干后进行切粒，颗粒在干燥塔(设置80°C)烘干2小时以上然后用真空铝塑袋进行包装、 暂时存放。
[0050] 2、成品制备：
[00511 2.1)将硅烷偶联剂、交联剂、抗氧剂300按照1.6% : 0.13% : 0.04%的比例进行混 合(混合后成为硅烷助剂），充分混合后硅烷助剂待用；
[0052] 2·2)将LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按照40% :20%:25%: 8.23 % : 5 %的比例吸入到搅拌机进行混合，混合均匀后吸入干燥塔，设定60 °C，烘干时间大 于半个小时，之后将材料吸入原料料仓；
[0053] 2.3)以上物料经计量称自动加料加入到双螺杆挤出机，将已经配好的硅烷助剂也 经过计量称在第二区加入到双螺杆，以上材料在双螺杆进行接枝；
[0054] 2.4)经双螺杆接枝后的材料经单螺杆挤出、偏心水雾切粒，经输送水栗输送到脱 水机，经脱水后由输送风机输送至沸腾床，通过控制料位的高度对材料进行充分干燥，后由 真空吸料机吸入成品料仓；
[0055] 2.4)计量、包装即为成品。
[0056] 2.5)对以上制备的产品进行检测，检测结果为合格。
[0057]
[0058] 实施例2
[0059] 1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，该银灰色电线电缆包括绝缘材料和 设置在绝缘材料内的导线，该绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7042： 40. 20% LLDPE-8320： 23.35%
[0060] LDPE,： 21.25% Ε￥?：： 10.68% PP： 0.75% 硅焼偶联剂： 1.6% 交联剂DCP: 0. 13% 抗氧剂300: 0. 04% 抗氧剂 1010: 0. 05%
[0061 ]抗氧剂 DLTP: 0.025% 抗氧剂 1024: 0. 05% 有机锡： ft.04% 氟橡胶母料： Q. 335% 银灰色母料： 1,0% 紫外线吸收剂： 01
[0062] 上述的绝缘材料采用实施例1的二步法制备绝缘材料。
[0063] 实施例3
[0064] 1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，该银灰色电线电缆包括绝缘材料和 设置在绝缘材料内的导线，该绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7042； 42.25% LLDPE-8320： 21.5% LDPE： 25% EVA： 8.23% PP： 0.75% 娃焼偶联剂： L 6% 交联剂DCP: 0.13%
[0065]抗氧剂 300: 0.04% 抗氧剂 10 K): 0.05% 抗氧剂 DLTP: 0. 025% 抗氧剂 1024: 0. 05% 有机锡； 0.04% 氟橡胶母料： 0, 335% 银灰色母料： 1.0? 紫外线吸收剂： 0,5%。
[0066] 一步法制备1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆的方法。绝缘材料的制备 主要由两部分组成，一是催化剂母料的制备，二是成品制备。
[0067] -、催化剂母料制备:催化剂母料占总材料成分的5%，具体配方如下： LLDPE~7042i 22.5 公斤 2.2:5% LLDPE-8320： 15 公斤 1. 5% PP: 7.5 公斤 0:, 7? 氟橡胶母粒： 3.3:5公斤 0.335% 有机锡： 公斤 0.04%
[0068] 抗氧剂1010: 0.5公斤 0.05% 抗氧剂DLTP: 0* 25公斤 0.025% 抗氧剂1024: Q. 5公斤 0.05% 银灰色母料： 1Q_公斤 L_0%:. 紫外线吸收剂:5公斤0.5%;
[0069] 将以上材料在搅拌机里搅拌，先低速搅拌1分钟再高速搅拌3分钟，然后放出倒入 挤出机料斗(挤出机温度：140~180°C )，经双螺杆挤出后经过冷却水槽进行冷却，再经过风 机吹干后进行切粒，颗粒在干燥塔(设置80°C)烘干2小时以上然后用真空铝塑袋进行包装、 暂时存放。
[0070] 二、成品制备：
[0071] 1、将硅烷偶联剂、交联剂、抗氧剂300按照1.6% :0.13% :0.04%的比例进行混合 (混合后成为硅烷助剂），充分混合后硅烷助剂待用；
[0072] 2、将主设备双锥转鼓进行加热到90°C ;
[0073] 3、将 LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按照40%:20%:25% :8·23%: 5%的比例吸入到双锥转鼓内，然后将盖子密闭，开启双锥转鼓进行干燥、混合；
[0074] 4、以上物料干燥、混合2.5小时后，通过液体喷淋装置将备用的硅烷助剂加入到物 料内；
[0075] 5、硅烷助剂经过2.5小时的吸收后放出；
[0076] 6、计量、包装即为成品。
[0077] 7、对以上制备的产品进行检测，检测结果为合格。
[0078]
[0079]
[0080] 实施例4
[0081 ] 1 OkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，该银灰色电线电缆包括绝缘材料和 设置在绝缘材料内的导线，该绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7042： 42;. 75% LLDPE-8320· 2：0：. S% LDPE： 21% EVA： 11.23% PP： 0. 75%：
[0082] 硅烷偶联剂： 1.6% 交联剂DCP: 0.13% 抗氧剂300: 0. 04% 抗氧剂 1010: 0. 05% 抗氧剂 DLTP: Q. 025% 抗氧剂 1024: 0. 05% 有机锡： 0.04% 氟橡胶母料： 0, 33?
[0083] 银灰色母料： 1.0% 紫外线吸收剂: 0. 5%〇
[0084] 上述的绝缘材料采用实施例3的一步法制备绝缘材料。
【主权项】
1. IOkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，该银灰色电线电缆包括绝缘材料和设 置在绝缘材料内的导线，其特征在于绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LLDPE-7042： 40"45% LLDPE-8320； 18^25% LDPE: 20~30% 狐:： PP; 0.a'l% 硅烷偶联剂： 广2% 交联剂 DCP; 0.1 0-0, 15% 抗氧剂 300: 0.02~0,06% 抗氧剂 1010: 0. 02"0, 1% 抗氧剂 DLTP: 0.0广0.05% 抗氧剂1024: 0, 2~0. 1% 有机锡： 0. 2~0, 1% 氟橡胶母料： 0.ΓΟ.5% 银灰色母料； 0.8~1.2% 紫外线吸收剂： 0.4'1.0%。2. 根据权利要求1所述的IOkV及以下硅烷交联聚乙烯银灰色电线电缆，其特征在于该 绝缘材料按重量百分比计由以下的组分制备得到： LL0PB-7O42： 42^43% LLDPE-8320：· 20^22% L應： 24 ~26% E￥A; 8~10% PPt 0, 5~1% 硅烷偶联剂： 广2% 交联剂 DCP: 0. 10^0. 15% 抗氧剂 300: 0. 02^0. 06% 抗氧剂 1010 : 0. 02^0. 1% 抗氧剂 DLTP: 0.0 li). 05% 抗氧剂 1024: 0. 2^0. 1% 有机锡： 0. 2、. 1% 氟橡胶母料； ο. η 5% 银灰色母枓1.0-2, 5.%·=
【文档编号】C08L27/12GK106009231SQ201610546748
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】赵勇, 李顺利, 俞丽琴, 蔡煜明, 郑颜
【申请人】浙江太湖远大新材料股份有限公司