本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种透明电缆绝缘材料及其制备方法。
背景技术：
目前电线电缆被广泛用于能量和信息的传递，用不透光材料制成的电线电缆的绝缘层或护套，在使用过程中如果出现故障或损坏，检修维护时很不方便，采用透明的电缆绝缘材料则有助于快速排查故障，找出受损部位。
传统的透明电缆绝缘层由聚氯乙烯制成，其存在透明持久性差，金属芯易被氧化，且机械性能较差的问题。作为聚氯乙烯的替代产品，硅烷交联的聚乙烯因具有电性能优异、耐应力开裂性能优异、耐热氧老化、易加工、价格低廉等优点，而常被用作中低压电线电缆用绝缘材料。
cn103642108公开了一种柔软透明硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，通过采用超低密度聚乙烯平衡了低密度聚乙烯在机械性能上的不足，使得到的绝缘料具有良好的柔韧性，采用成核剂使低密度聚乙烯的结晶细小化至可见光波长级别，提高了绝缘料的透明度。但该硅烷交联聚乙烯绝缘料同样存在韧性较差、电阻率低的缺点，其电阻率只是稍高于行业标准，而且其透光率也不够高，只能达到61-72％，有待于进一步改进。
因此，在本领域期望得到一种具有更高透光率、更高电阻率和良好柔韧性的透明电缆绝缘材料。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种透明电缆绝缘材料及其制备方法。该透明电缆绝缘材料具有较高的透光率、较高的电阻率和良好的柔韧性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种透明电缆绝缘材料，按质量份数计，包括如下组分：
本发明中丙烯酸酯树脂具有良好的透光率，聚氨酯弹性体具有较高的韧性，二枯基过氧化物作为交联剂，可使各基体材料在熔融挤出的过程中发生交联，并且提高得到的绝缘材料的电阻率。本发明通过选择上述各组分和合适的配比，使其相互配合，从而得到了一种具有较高的透光率、较高的电阻率和良好的柔韧性的透明电缆绝缘材料。
本发明中，所述聚乙烯的质量份数可以是40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份、60份、62份、65份、68份或70份等。
所述丙烯酸酯树脂的质量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、11份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等。
所述聚氨酯弹性体的质量份数可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等。
所述二枯基过氧化物的质量份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。
所述催化剂的质量份数可以是0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份等。
所述引发剂的质量份数可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
优选地，所述透明电缆绝缘材料按质量份数计，包括如下组分：
优选地，所述透明电缆绝缘材料按质量份数计，包括如下组分：
优选地，所述透明电缆绝缘材料按质量份数计，还包括0.1-0.5份(例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等)的抗氧剂。
优选地，所述抗氧剂选自四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)中的一种或至少两种的组合；例如可以是抗氧剂1010与抗氧剂168的组合、抗氧剂1010与抗氧剂300的组合、抗氧剂1010与抗氧剂1076的组合、抗氧剂168与抗氧剂300的组合或抗氧剂300与抗氧剂1076的组合等。
优选地，所述透明电缆绝缘材料按质量份数计，还包括0.5-2份(例如可以是0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份等)的润滑剂。
优选地，所述润滑剂选自硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡中的一种或至少两种的组合；例如可以是脂酸锌与季戊四醇硬脂酸酯的组合、脂酸锌与聚乙烯蜡的组合、季戊四醇硬脂酸酯与聚乙烯蜡的组合等。
优选地，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)或线性低密度聚乙烯(lldpe)中的一种或至少两种的组合；例如可以是hdpe与ldpe的组合、ldpe与lldpe的组合或hdpe与lldpe的组合等。
优选地，所述丙烯酸酯树脂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯或聚甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或至少两种的组合；例如可以是聚甲基丙烯酸甲酯与聚甲基丙烯酸正丁酯的组合、聚甲基丙烯酸甲酯与聚甲基丙烯酸羟乙酯的组合、聚甲基丙烯酸甲酯与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯的组合、聚甲基丙烯酸正丁酯与聚甲基丙烯酸羟乙酯的组合或聚甲基丙烯酸羟乙酯与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯的组合等。
优选地，所述催化剂为有机锡类催化剂。
优选地，所述有机锡类催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或二(十二烷基硫)二丁基锡中的一种或至少两种的组合；例如可以是二月桂酸二丁基锡与二月桂酸二辛基锡的组合、二月桂酸二丁基锡与二(十二烷基硫)二丁基锡的组合或二月桂酸二辛基锡与二(十二烷基硫)二丁基锡的组合等。
优选地，所述引发剂选自过氧化二异丙苯(dcp)、过氧化二叔丁基(dtbp)或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(dpbmh)中的一种或至少两种的组合；例如可以是dcp与dtbp的组合、dcp与dpbmh的组合或dtbp与dpbmh的组合等。
另一方面，本发明提供一种上述透明电缆绝缘材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分通过高速混合机混合；
(2)将各组分的混合物料通过双螺杆挤出机反应挤出，得到所述透明电缆绝缘材料。
上述步骤(2)中的反应挤出是指各组分并非简单的物理共混，其还伴随有交联反应。
优选地，所述高速混合机的转速为300-500r/min，例如可以是300r/min、320r/min、350r/min、380r/min、400r/min、420r/min、450r/min、480r/min或500r/min等；所述混合的时间为5-10min，例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min等。
优选地，所述双螺杆挤出机的工作温度为180-230℃；例如可以是180℃、182℃、185℃、188℃、190℃、192℃、195℃、198℃、200℃、202℃、205℃、208℃、210℃、212℃、215℃、218℃、220℃、222℃、225℃、228℃或230℃等。
优选地，所述混合物料在所述双螺杆挤出机中的停留时间为3-5min；例如可以是3min、3.5min、4min、4.5min或5min等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过选择特定的组分和合适的配比，使其相互配合，从而得到了一种具有较高的透光率、较高的电阻率和良好的柔韧性的透明电缆绝缘材料。其透光率达到80-88％，体积电阻率为(7.5-9.7)×1014ω·m，介电强度为43-50mv/m，拉伸强度为28-35mpa，断裂伸长率为600-650％，冲击强度为30-40kj/m2。
通过对各组分配比进行优选，可使得到的透明电缆绝缘材料的性能进一步提高，其透光率达到85-88％，体积电阻率为(8.6-9.7)×1014ω·m，介电强度为47-50mv/m，拉伸强度为30-35mpa，断裂伸长率为630-650％，冲击强度为36-40kj/m2。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种透明电缆绝缘材料，按质量分数计，包括如下组分：
上述透明电缆绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分加入高速混合机中，在300r/min的转速下混合10min；
(2)将各组分的混合物料加入双螺杆挤出机中反应挤出，控制双螺杆挤出机的工作温度为180℃，混合物料在双螺杆挤出机中的停留时间为5min，得到透明电缆绝缘材料。
实施例2
一种透明电缆绝缘材料，按质量分数计，包括如下组分：
上述透明电缆绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分加入高速混合机中，在500r/min的转速下混合5min；
(2)将各组分的混合物料加入双螺杆挤出机中反应挤出，控制双螺杆挤出机的工作温度为230℃，混合物料在双螺杆挤出机中的停留时间为2min，得到透明电缆绝缘材料。
实施例3
一种透明电缆绝缘材料，按质量分数计，包括如下组分：
上述透明电缆绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分加入高速混合机中，在350r/min的转速下混合8min；
(2)将各组分的混合物料加入双螺杆挤出机中反应挤出，控制双螺杆挤出机的工作温度为200℃，混合物料在双螺杆挤出机中的停留时间为4min，得到透明电缆绝缘材料。
实施例4
一种透明电缆绝缘材料，按质量分数计，包括如下组分：
上述透明电缆绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分加入高速混合机中，在400r/min的转速下混合6min；
(2)将各组分的混合物料加入双螺杆挤出机中反应挤出，控制双螺杆挤出机的工作温度为210℃，混合物料在双螺杆挤出机中的停留时间为3.5min，得到透明电缆绝缘材料。
实施例5
一种透明电缆绝缘材料，按质量分数计，包括如下组分：
上述透明电缆绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分加入高速混合机中，在450r/min的转速下混合7min；
(2)将各组分的混合物料加入双螺杆挤出机中反应挤出，控制双螺杆挤出机的工作温度为220℃，混合物料在双螺杆挤出机中的停留时间为9min，得到透明电缆绝缘材料。
实施例6
一种透明电缆绝缘材料，按质量分数计，包括如下组分：
上述透明电缆绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分加入高速混合机中，在380r/min的转速下混合6min；
(2)将各组分的混合物料加入双螺杆挤出机中反应挤出，控制双螺杆挤出机的工作温度为210℃，混合物料在双螺杆挤出机中的停留时间为8min，得到透明电缆绝缘材料。
对比例1
与实施例1的区别在将二枯基过氧化物替换为硅烷交联剂，其他组份和制备方法与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别在于聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为8份。
对比例3
与实施例1的区别在于聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为32份。
对比例4
与实施例1的区别在聚氨酯弹性体质量份数为3份。
对比例5
与实施例1的区别在聚氨酯弹性体质量份数为12份。
上述实施例1-6和对比例1-5提供的透明电缆绝缘材料的性能数据如下表1所示。
表1
由上表1的性能数据可知，不采用二枯基过氧化物作为交联剂时，制得的绝缘材料的电阻率由明显的降低，同时透光率和冲击强度有所下降。当丙烯酸酯树脂过少时，会导致透光率降低；其用量过多时，则会导致制得的绝缘材料变硬，柔软程度下降。聚氨酯弹性体的用量过少，则冲击强度下降；其用量过多，则会导致拉伸强度和透光率达不到要求。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。