专利名称：：抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料和应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种中低压下抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料和用途。
背景技术：
：水树是中高压交联聚乙烯电缆绝缘破坏的主要原因。因此，研究耐水树枝的交联聚乙烯电缆料对提高我国交联聚乙烯电缆绝缘的质量具有重要的经济价值。水树产生的地方伴随着空间电荷的存在。交联聚乙烯绝缘的空间电荷效应是制约电力电缆绝缘介电强度的主要因素。许多研究者已经发现在聚烯烃化合物中添加少量的极性基团可以大大减少绝缘中的空间电荷积累，也可以明显减少电树枝的形成概率。乙烯与丙烯酸酯的共聚物，作为极性基在非极性聚合物中有两种作用一是增加电荷的陷阱，C=0基团以及OH基团相当于偶极子，在电场作用下，它们可以防止电离电荷的有序迁移，抑制空间电荷的形成；二是极性物质的存在将促进非极性聚合物中杂质的电离增加，这样增加了交联聚乙烯中的载流子。两种作用在聚合物中相互竞争起作用。当乙烯-丙烯酸酯共聚物含量由少增多时，会表现出最佳的抑制空间电荷的效果。另外，当乙烯-丙烯酸酯共聚物的含量较大时，也许是较多的偶极子容易发生首尾相接，降低了有效电荷中心数，无法吸引较多的可移动电荷，因而空间电荷又随着乙烯-丙烯酸酯共聚物含量的增加而增加。三梨糖醇作为一种成核剂添加到PE中使其球晶规整性发生了变化。与纯PE晶态相比，含有三梨糖醇的PE其球晶的数量多但尺寸小，即三梨糖醇加入到PE中改变了PE分子的堆砌结构，使得原本杂乱的晶态结构富有取向性和规整性，从而减少了晶界缺陷的形成，降低PE在直流电场下的空间电荷的产生。水树也是在PE晶界缺陷处形成，在电场和水的共同左右下水被不断的极化和去极化，使水渗透到PE的晶界缺陷处形成水树，最终将降低电缆的绝缘寿命。目前的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，如陶氏的HFDB-4202NTEC材料等，都存在如下的缺陷物料的内润滑性差，需要较高的加工温度，增加了预交联隐患，使材料内部存在较多的缺陷和空洞。
发明内容本发明的目的是提供一种抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。本发明的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，组分和重量份数包括-聚乙烯树脂100份乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5~4份过氧化物L03.0份复配抗氧剂0.02~2份成核剂0.1-0.5份硅氧烷0.1-1份所述聚乙烯树脂的密度为0.9000.950g/cm、熔融指数为l~10g/10min;所述的乙烯-丙烯酸酯共聚物为乙烯与丙烯酸X酯的共聚物，其中，X酯是18个碳的酯，优选甲酯、乙酯、丙酯或丁酯中的一种，其中丙烯酸酯的重量含量在10%至50%之间；所述的杂质含量在lkg带状厚度lmm的树脂样片上检测不允许有粒径大于250um的杂质颗粒。所述的过氧化物选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、双叔丁过氧基二异丙苯、过氧化苯甲酰、4，4-双(过氧化叔丁基)戊酸正丁酯中的一种或几种。所述的抗氧剂为醇类抗氧剂和硫代类抗氧剂复配的抗氧剂，所述醇类抗氧剂为四[3-(3'，5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(代号1101)，所述硫代类抗氧剂为4，4'-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4，4'-硫代双(6-叔丁基间甲酚，醇类抗氧剂和硫代类抗氧剂的重量比例为1:0.91.1;所述成核剂为三梨糖醇；所述硅氧烷为带有端基的聚二甲基硅氧烷，其中，端基包括羧基、羟基、苯基、聚醚或乙烯基；本发明的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料的制备方法，包括如下步骤将聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸酯共聚物、过氧化物、复配抗氧剂、成核剂和硅氧院在螺杆挤出机中共混挤出造粒，然后干燥，即可获得产品，共混温度为110~120°C。本发明的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，引入了硅氧垸，大量的实验证明，硅氧烷的引入可以在加工中增加物料的内润滑性，从而可以适当降低加工温度，减低了预交联隐患，这对于生产过氧化物产品来说具有重大意义；硅氧烷的加入还可以降低材料内部分子间应力，增加结晶程度，减少材料内部缺陷和空洞的形成，它们和预交联即过氧化物提前分解引起产生的低分子杂质，都是水树产生的初始原因，三梨糖醇和成核剂的加入也可以降低这些杂质和缺陷的影响。本发明的新型中低压抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，挤出性和成缆性好，杂质含量小，抗水树性能优异，可用于中低压电力电缆的绝缘层或护套层。所制备的产品，与国内外传统抗水树料相比，具有如下优点加工性能提高，内润滑性提高，表面性能好，相同电流下，电缆挤出速度大，加工温度降低，低分子气体产生较少，材料内部杂质和缺陷变少，结晶度提高，抗水树性能提高，降低生产能耗，提高生产效率。具体实施例方式实施例1配方-聚乙烯树脂100份乙烯-丙烯酸酯共聚物4份过氧化物1.0份复配抗氧剂2份成核剂0.1份硅氧垸0.1份聚乙烯树脂的密度为0.900g/cm3，熔融指数为lg/10min;乙烯-丙烯酸酯共聚物为乙烯与丙烯酸X酯的共聚物，其中X酯是甲酯其中丙烯酸酯的重量含量为10%;所述的杂质含量在lkg带状厚度lmm的树脂样片上检测不允许有粒径大于250um的杂质颗粒。过氧化物为2,5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷；抗氧剂为四[3-(3'，5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(代号1101)和抗氧剂为4，4'-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，重量比例为1:0.9;成核剂为三梨糖醇；硅氧垸为带有端基的聚二甲基硅氧烷，其中，端基为羧基；制备方法，包括如下步骤将聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸酯共聚物、过氧化物、复配抗氧剂、成核剂和硅氧垸在螺杆挤出机中共混挤出造粒，然后干燥，即可获得产品，共混温度为11(TC。采用国际电工委员会相关标准标准检测，结果如表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例2配方聚乙烯树脂100份乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5份过氧化物3.0份复配抗氧剂0.02份成核剂0.5份硅氧烷l份聚乙烯树脂的密度为0.950g/cm3，熔融指数为10g/10min;乙烯-丙烯酸酯共聚物为乙烯与丙烯酸X酯的共聚物，其中X酯是丁酯，其中丙烯酸酯的重量含量为50%;所述的杂质含量..在lkg带状厚度lmm的树脂样片上检测不允许有粒径大于250um的杂质颗粒。过氧化物为过氧化苯甲酰和4,4-双(过氧化叔丁基)戊酸正丁酯，重量比为l:h抗氧剂为四[3-(3'，5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(代号IIOI)和4，4'-硫代双(6-叔丁基间甲酚)，重量比例为1:1.1;成核剂为三梨糖醇；硅氧烷为带有端基的聚二甲基硅氧烷，其中，端基为聚醚；制备方法，包括如下步骤将聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸酯共聚物、过氧化物、复配抗氧剂、成核剂和硅氧垸在螺杆挤出机中共混挤出造粒，然后干燥，即可获得产品，共混温度为120。C。采用国际电工委员会相关标准标准检测，结果如表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求1.抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，组分和重量份数包括聚乙烯树脂100份乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5～4份过氧化物1.0～3.0份复配抗氧剂0.02～2份成核剂0.1～0.5份硅氧烷0.1～1份。2.根据权利要求1所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述聚乙烯树脂的密度为0.9000.950g/cm3，熔融指数为110g/10min。3.根据权利要求1所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的乙烯-丙烯酸酯共聚物为乙烯与丙烯酸X酯的共聚物，其中X酯是18个碳的酯，其中丙烯酸酯重量含量在10%至50%之间。4.根据权利要求1所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的过氧化物选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、双叔丁过氧基二异丙苯、过氧化苯甲酰或4,4-双(过氧化叔丁基)戊酸正丁酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述的复配抗氧剂为醇类抗氧剂和硫代类抗氧剂复配的抗氧剂，所述醇类抗氧剂为四[3-(3'，5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述硫代类抗氧剂为4，4'-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4'-硫代双(6-叔丁基间甲酚，醇类抗氧剂和硫代类抗氧剂的重量比例为1:0.91丄6根据权利要求1所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述成核剂为三梨糖醇。7.根据权利要求1所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，其特征在于，所述硅氧烷为带有端基的聚二甲基硅氧垸，其中，端基包括羧基、羟基、苯基、聚醚或乙烯基。8.根据权利要求18任一项所述的抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料的应用，其特征在于，用于中低压电力电缆的绝缘层或护套层。全文摘要本发明公开了一种抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料和应用，组分和重量份数包括聚乙烯树脂100份，乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5～4份，过氧化物1.0～3.0份，复配抗氧剂0.02～2份，成核剂0.1～0.5份，硅氧烷0.1～1份，本发明的新型中低压抗水树电力电缆用可化学交联聚乙烯绝缘塑料，挤出性和成缆性好，杂质含量小，抗水树性能优异，内润滑性提高，表面性能好，相同电流下，电缆挤出速度大，加工温度降低，低分子气体产生较少，材料内部杂质和缺陷变少，结晶度提高，抗水树性能提高，降低生产能耗，提高生产效率。可用于中低压电力电缆的绝缘层或护套层。文档编号C08L23/06GK101445628SQ20081020793公开日2009年6月3日申请日期2008年12月26日优先权日2008年12月26日发明者徐永卫,沈彬华,穆肖斌,肖明宇申请人:上海新上化高分子材料有限公司