一种硅烷交联聚乙烯架空电缆绝缘料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料及其制备方法，由以下重量份的原料组成：高密度聚乙烯85?95份、线性低密度聚乙烯45?55份、低密度聚乙烯10?15份、活性纳米碳酸钙10?15份、聚乙二醇10?15份、软质高岭土8?12份、滑石粉6?10份、聚乙烯醇6?10份、硅烷偶联剂6?10份、稳定剂5?10份、聚乙烯蜡4?6份、二月桂酸二丁基锡2?3份、UV吸收剂2?3份、阻燃剂2?3份、抗氧化剂1?2份、炭黑0.5?1份、过氧化二异丙苯0.2?0.4份。本发明经多次配方优化后制备的绝缘料具有优异的电绝缘性能、机械性能、耐电痕性、耐高温、耐寒性能、抗老化能力和耐紫外线能力，适用于10KV及以下交联电线电缆。
【专利说明】
一种硅烷交联聚乙烯架空电缆绝缘料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电缆绝缘料技术领域，具体涉及一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前电缆遍布全国各地，随着经济的不断发展，电缆的使用量和需求量都在不断 倍增。电缆有很多种，其中交联聚烯烃类绝缘料因具有体积电阻率高、介电损耗小、耐热老 化性能好、耐应力开裂性能好、易加工和价廉等优点备受业界欢迎，使用量也随之倍增。
[0003] 交联聚烯烃主要通过三种方式:过氧化物交联、辐照交联和硅烷交联，其中硅烷交 联因不需要专门的交联设备，工艺简单易控制，而且电气性能优异，在中低压电线电缆领域 具有无比的优势。硅烷交联聚乙烯是通过接枝或共聚在聚乙烯主链上引入可交联的烷氧基 硅烷而制得，根据有无接枝交联反应可分为一步法和两步法，其中一步法硅烷交联聚乙烯 绝缘料更受到电缆生产厂家的欢迎。为了延长电缆的使用寿命，需要进一步改善其电绝缘 性能和抗老化性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种性能优异且环保的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料及其制 备方法。
[0005] 本发明采用以下技术方案来实现：
[0006] -种硅烷交联聚乙烯架空电缆绝缘料，由以下重量份的原料组成：
[0007] 高密度聚乙烯85-95份、线性低密度聚乙烯45-55份、低密度聚乙烯10-15份、活性 纳米碳酸钙10-15份、聚乙二醇10-15份、软质高岭土 8-12份、滑石粉6-10份、聚乙烯醇6-10 份、硅烷偶联剂6-10份、稳定剂5-10份、聚乙烯蜡4-6份、二月桂酸二丁基锡2-3份、UV吸收剂 2-3份、阻燃剂2-3份、抗氧化剂1-2份、炭黑0.5-1份、过氧化二异丙苯0.2-0.4份。
[0008] 优选的，所述的硅烷偶联剂为乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基 三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ -缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异 丙酯、二辛基磷酰氧基二油酰氧基钛酸异丙酯中的一种；
[0009] 优选的，所述的稳定剂为钙锌复合稳定剂；
[0010] 优选的，所述的UV吸收剂为UV531;
[0011] 优选的，所述的阻燃剂为Magshield UF超细复合氢氧化镁或硼类复合低烟阻燃剂 或Mg(0H)2和MgC03的复合消烟阻燃剂中的一种；
[0012] 优选的，所述的抗氧化剂为带有二苯甲酮官能团的光稳定剂或受阻酚稳定剂中的 一种或二种。优选的，所述的抗氧化剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]和2-羟 基-4-(2'_乙代己氧基)-二苯甲酮按照重量比1:1-1.5的复合抗氧化剂。
[0013] 一种硅烷交联聚乙烯架空电缆绝缘料的制备方法，包括以下步骤：
[0014] (1)先将聚乙二醇、软质高岭土和聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨16-20min后加入 滑石粉和聚乙烯醇，砂磨至细度小于l〇um，即得混合粉末I;
[0015] (2)将混合粉末I、活性纳米碳酸钙、UV吸收剂、炭黑、阻燃剂加入到高速混合机中， 于500r/min下密闭高速混合15-20min，即得混合粉末Π ;
[0016] (3)高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、稳定剂、抗氧 化剂、二月桂酸二丁基锡、过氧化二异丙苯和混合粉末Π 经称重后由真空系统吸入各原料 仓，硅烷偶联剂和过氧化二异丙苯通过液压栗在生产线第二节机筒加入，常温下充分混合 均匀，随后真空出料，再进入火花试验机以检验绝缘料完整性和是否有击穿和金属肩、毛刺 等破坏绝缘完整性，最后采用铝塑复合膜袋进行真空包装。
[0017] 本发明的有益效果:本发明以三种不同密度的聚乙烯为主要原料，加入不同功能 助剂，通过充分混合反应制得目标绝缘料，经多次配方优化后制备的绝缘料具有优异的电 绝缘性能、机械性能、耐电痕性、耐高温、耐寒性能、抗老化能力和耐紫外线能力，适用于 10KV及以下交联电线电缆。
【具体实施方式】
[0018] 下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护 范围。
[0019] 实施例1
[0020] (1)先将聚乙二醇10kg、软质高岭土8kg和聚乙烯蜡4kg加入到砂磨机中，砂磨 16min后加入滑石粉6kg和聚乙稀醇6kg，砂磨至细度小于10um，即得混合粉末I;
[0021] (2)将混合粉末I、活性纳米碳酸钙10kg、UV531 2kg、炭黑0.5kg、硼类复合低烟阻 燃剂2kg加入到高速混合机中，于500r/min下高速混合15min，即得混合粉末Π ;
[0022] (3)高密度聚乙烯85kg、线性低密度聚乙烯45kg、低密度聚乙烯10kg、乙烯基三乙 氧基硅烷6kg、钙锌复合稳定剂5kg、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]和2-羟基ΙΟ'-乙代己氧基)-二苯甲酮按照重量比 1:1的复合抗氧化剂 lkg、二月桂酸二丁基锡 2kg、过 氧化二异丙苯〇.2kg和混合粉末Π 经称重后由真空系统吸入各原料仓，乙烯基三乙氧基硅 烷和过氧化二异丙苯通过液压栗在生产线第二节机筒加入，常温下充分混合均匀，随后真 空出料，再进入火花试验机以检验绝缘料完整性和是否有击穿和金属肩、毛刺等破坏绝缘 完整性，最后采用铝塑复合膜袋进行真空包装。
[0023] 实施例2
[0024] (1)先将聚乙二醇15kg、软质高岭土 12kg和聚乙烯蜡6kg加入到砂磨机中，砂磨 20min后加入滑石粉10kg和聚乙稀醇10kg，砂磨至细度小于10um，即得混合粉末I;
[0025] (2)将混合粉末I、活性纳米碳酸钙15kg、UV531 3kg、炭黑lkg、Magshield UF超细 复合氢氧化镁3kg加入到高速混合机中，于500r/min下密闭高速混合20min，即得混合粉末 Π ;
[0026] (3)高密度聚乙烯95kg、线性低密度聚乙烯55kg、低密度聚乙烯15kg、三(二辛基焦 磷酰氧基)钛酸异丙酯6kg、钙锌复合稳定剂10kg、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸] 和2-羟基-4-(2'_乙代己氧基)-二苯甲酮按照重量比1:1.5的复合抗氧化剂2kg、二月桂酸 二丁基锡3kg、过氧化二异丙苯0.4kg和混合粉末Π 经称重后由真空系统吸入各原料仓，三 (二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯和过氧化二异丙苯通过液压栗在生产线第二节机筒加入， 常温下充分混合均匀，随后真空出料，再进入火花试验机以检验绝缘料完整性和是否有击 穿和金属肩、毛刺等破坏绝缘完整性，最后采用铝塑复合膜袋进行真空包装。
[0027] 实施例3
[0028] (1)先将聚乙二醇12kg、软质高岭土 10kg和聚乙烯蜡5kg加入到砂磨机中，砂磨 15min后加入滑石粉8kg和聚乙稀醇8kg，砂磨至细度小于10um，即得混合粉末I;
[0029] (2)将混合粉末I、活性纳米碳酸钙12kg、UV531 3kg、炭黑lkg、Mg(OH)2和MgC03的复 合消烟阻燃剂3kg，加入到高速混合机中，于500r/min下密闭高速混合15min，即得混合粉末 Π ;
[0030] (3)高密度聚乙烯90kg、线性低密度聚乙烯50kg、低密度聚乙烯12kg、乙烯基三甲 氧基硅烷5kg、钙锌复合稳定剂8kg、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]和2-羟基ΙΟ'-乙代己氧基)-二苯甲酮按照重量比 1:1的复合抗氧化剂 1.5kg、二月桂酸二丁基锡 3kg、 过氧化二异丙苯〇.3kg和混合粉末Π 经称重后由真空系统吸入各原料仓，乙烯基三甲氧基 硅烷和过氧化二异丙苯通过液压栗在生产线第二节机筒加入，常温下充分混合均匀，随后 真空出料，再进入火花试验机以检验绝缘料完整性和是否有击穿和金属肩、毛刺等破坏绝 缘完整性，最后采用铝塑复合膜袋进行真空包装。
[0031] 对实施例1 -3制备的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料进行机械物理性能和电气性能检 测，结果如表1所示。
[0032]
[0033] 需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权 利要求范围中。
【主权项】
1. 一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，由以下重量份的原料组成:高密度聚 乙烯85-95份、线性低密度聚乙烯45-55份、低密度聚乙烯10-15份、活性纳米碳酸钙10-15 份、聚乙二醇10-15份、软质高岭土 8-12份、滑石粉6-10份、聚乙烯醇6-10份、硅烷偶联剂6-10份、稳定剂5-10份、聚乙烯蜡4-6份、二月桂酸二丁基锡2-3份、UV吸收剂2-3份、阻燃剂2-3 份、抗氧化剂1 -2份、炭黑0.5-1份、过氧化二异丙苯0.2-0.4份。2. 如权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，所述的硅烷偶联 剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水 甘油丙基-三甲氧基硅烷、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、二辛基磷酰氧基二油酰氧基 钛酸异丙酯中的一种。3. 如权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，所述的稳定剂为 钙锌复合稳定剂。4. 如权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，所述的UV吸收剂 为UV531。5. 如权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，所述的阻燃剂 为Magshield UF超细复合氢氧化镁或硼类复合低烟阻燃剂或Mg(OH)2和MgC03的复合消烟阻 燃剂中的一种。6. 如权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，所述的抗氧化剂 为带有二苯甲酮官能团的光稳定剂或受阻酚稳定剂中的一种或二种。7. 如权利要求6所述的一种硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料，其特征在于，所述的抗氧化剂 为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]和2-羟基-4-(2'_乙代己氧基)-二苯甲酮按照 重量比1:1-1.5的复合抗氧化剂。8. -种如权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 先将聚乙二醇、软质高岭土和聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨16-20min后加入滑石 粉和聚乙烯醇，砂磨至细度小于10um，即得混合粉末I; (2) 将混合粉末I加入到高速混合机中，然后加入活性纳米碳酸钙、UV吸收剂、炭黑、阻 燃剂，于500r/min下密闭高速混合15-20min，即得混合粉末Π ; (3 )高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、稳定剂、抗氧化剂、 二月桂酸二丁基锡、过氧化二异丙苯和混合粉末Π 经称重后由真空系统吸入各原料仓，硅 烷偶联剂和过氧化二异丙苯通过液压栗在生产线第二节机筒加入，常温下充分混合均匀， 随后真空出料，再进入火花试验机以检验绝缘料完整性和常见的破坏绝缘完整性的情况， 最后采用铝塑复合膜袋进行真空包装。
【文档编号】C08L71/02GK106046493SQ201610521879
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】曹惠忠
【申请人】太仓市林源电线电缆有限公司