一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺，是以聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂为原料制备得到过氧化物交联聚乙烯绝缘材料，其后处理工艺步骤如下：配料、混炼造粒、脱水干燥、再混合、后吸收、冷却。本发明从本质上突破了传统的后吸收工艺和人们的技术偏见，通过改变了过氧化物交联剂的加入方式这一简单、巧妙的改变，却取得了出乎预料的效果，解决了人们长久以来一直无法解决的技术难题。
【专利说明】一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及交联聚乙烯的生产的【技术领域】，尤其是一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺。
【背景技术】
[0002]在公知的【技术领域】,聚乙烯英文名称polyethylene,简称PE,是乙烯烃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。聚乙烯无臭、无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达-70~_100°C，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，不耐具有氧化性质的酸，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，聚乙烯按产品密度大小分为高密度、中密度、低密度和线性低密度。
[0003]聚乙烯电绝缘性能优良，聚乙烯是电线电缆中常用的绝缘材料。但是聚乙烯是线性大分子，耐热性能和耐环境应力开裂能力较差等缺点，只有交联形成三维网状结构后，聚乙烯的物理性能和化学性能才能发生以下明显变化:力学性能和燃烧的滴落现象得到很大改善，耐环境应力开裂现象减少甚至消失，耐温等级可提高至90°C，耐溶剂性能、耐化学性明显改善。另外纯的聚乙烯不含极性基因，具有良好的介电性能，聚乙烯的分子量对其介电性能不发生影响，但聚乙烯中若含有杂质，如催化剂、金属灰分及分子中存在极性基团(羟基、羰基)等，则对其介电性能如介电常数、介电耗损(介电损耗角正切)等会发生不良影响，因此在聚乙烯交联过程中需要通过过滤净化等除去杂质，提高聚乙烯的纯度，聚乙烯纯度越高，其介电性能越好。聚乙烯主要有高能辐射、过氧化物交联、硅烷交联三种交联方法，目前使用较为普遍的是对聚乙烯进行过氧化物交联。
[0004]传统的过氧化物交联聚乙烯绝缘材料制造工艺步骤为:将聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂配料混合一混炼造粒一离心脱水一沸腾干燥——冷却计量包装，过氧化物交联剂主要是采用过氧化二异丙苯(简称DCP)，这种传统的制造工艺存在的缺陷如下:(I)由于过氧化物交联剂DCP是在线注入，即聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂三种原料配料同时加入混炼机内进行混炼。由于DCP的分解温度为120~125°C，为了防止DCP的快速分解，混炼造粒只能在低于DCP分解温度以下进行，实际混炼造粒温度要低于120°C，但是抗氧剂一般要达到150~160°C才能充分熔解。这就使得:(I)无法使聚乙烯和高熔点抗氧剂在较高温度下混炼，使得高熔点的抗氧剂无法充分熔融和有效地分散，使抗氧剂与聚乙烯混炼不均匀，出现粉状点等现象，从而使绝缘材料的稳定性、可靠性变差，电性能下降；(2)无法使聚乙烯和高熔点抗氧剂在较高温度下混炼，这使得熔体的粘度大、压力高，无法对原料中的杂质进行过滤(如加装过滤网等，低温高粘度的熔体无法顺利通过过滤网等过滤净化设备)，因此传统后吸收工艺中无 过滤步骤,生产的绝缘材料杂质含量高,清洁度差，电绝缘性能差；(3)DCP在挤出造粒过程中存在微量分解，产生预交联料，导致产品质量下降。
[0005]因此找到一种能避免上述缺陷、生产出优质过氧化物交联聚乙烯绝缘材料生产工艺是人们迫切希望解决，却一直无法解决的技术难题。。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是:克服上述问题，提供一种混炼均匀、后吸收效果好、工艺简单合理的电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺，是以聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂为原料制备得到过氧化物交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于:其后处理工艺步骤如下:
[0008](I)配料:将抗氧剂和聚乙烯进行混合配料，所述的抗氧剂为粉末状抗氧剂，聚乙烯为颗粒状低密度聚乙烯，过氧化物交联剂为经过过滤的液态过氧化物交联剂；
[0009](2)混炼造粒:将配料在混炼机中进行混炼，混炼后的物料经过滤后进行挤出造粒，混炼过滤造粒的操作温度为160~200°C ；
[0010](3)脱水干燥:将步骤⑵中造粒得到的物料进行脱水干燥，得到中间体；
[0011](4)再混合:将步骤(3)中得到的中间体与过氧化物交联剂进行混合，混合温度为50~90°C，混合时间为5~240min ；
[0012](5)后吸收:将步骤⑷中得到的物料进行后吸收；
[0013](6)冷却:将物料冷却后得到过氧化物交联聚乙烯绝缘护套材料。
[0014]进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂三者重量比为49: 0.1~ 0.23: L2~2.7。
[0015]进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述后吸收时的温度为40~75°C，后吸收的时间为8~20h。
[0016]进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述过滤时采用的过滤设备为过滤网或工业过滤器，过滤目数为80~500目。
[0017]本发明的有益效果是:
[0018](I)聚乙烯和高熔点抗氧剂在超过抗氧剂熔点的较高温度下混炼，使得高熔点抗氧剂充分熔融和有效地分散，提高产品的电性能，因此抗氧剂与聚乙烯混炼均匀，绝缘材料的稳定性、可靠性非常好，电性能增强，电性能好；
[0019](2)聚乙烯和抗氧剂在较高温度下混炼，降低了熔体的粘度，可以顺利地通过过滤网、过滤器等过滤净化设备，因此本发明混炼造粒步骤中加入过滤，混炼后的物料经过滤后再进行挤出造粒，去除物料中的杂质，有效地控制产品中的杂质含量，产品的洁净度高，使本发明方法制备的绝缘材料电绝缘性能好；
[0020](3)由于本发明增加了再混合，过氧化物交联剂与中间体在低温下混合，有效避免了过氧化物提前分解产生的预交联料，同时过氧化物交联剂和中间体混合充分、均匀，促进了后吸附的有效性，再在低温下进行物理吸附，后吸收效果好，产品质量非常好；
[0021](4)另外在再混合步骤中，使用的过氧化物交联剂采用的是经过过滤的液态过氧化物交联剂，则再混合和后吸收效果会更佳。从上可知本发明混炼均匀，后吸收效果好，工艺简单、合理，制造出的绝缘材料性能稳定、可靠，产品质量好，而且制备成本低，性价比非常闻;
[0022]本发明从本质上突破了传统的后吸收工艺和人们的技术偏见，通过改变了过氧化物交联剂的加入方式这一简单、巧妙的改变，却取得了出乎预料的效果，解决了人们长久以来一直无法解决的技术难题。【具体实施方式】
[0023]本发明一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺的优选实施例，是以聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂为原料制备得到过氧化物交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于:其后处理工艺步骤如下:
[0024](I)配料:将抗氧剂和聚乙烯进行混合配料，所述的抗氧剂为粉末状抗氧剂，聚乙烯为颗粒状低密度聚乙烯，过氧化物交联剂为经过过滤的液态过氧化物交联剂；
[0025](2)混炼造粒:将配料在混炼机中进行混炼，混炼后的物料经过滤后进行挤出造粒，混炼过滤造粒的操作温度为160~200°C ；
[0026](3)脱水干燥:将步骤(2)中造粒得到的物料进行脱水干燥，得到中间体；
[0027](4)再混合:将步骤(3)中得到的中间体与过氧化物交联剂进行混合，混合温度为50~90°C，混合时间为5~240min ；
[0028](5)后吸收:将步骤(4)中得到的物料进行后吸收；
[0029](6)冷却:将物料冷却后得到过氧化物交联聚乙烯绝缘护套材料。
[0030]所述聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂三者重量比为49: 0.1~0.23: 1.2~
2.7。
[0031]所述后吸收时的温度为40~75°C,后吸收的时间为8~20h。
[0032]所述过滤时采用的过滤设备为过滤网或工业过滤器，过滤目数为80~500目。
[0033]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺，是以聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂为原料制备得到过氧化物交联聚乙烯绝缘材料，其特征在于:其后处理工艺步骤如下: (1)配料:将抗氧剂和聚乙烯进行混合配料，所述的抗氧剂为粉末状抗氧剂，聚乙烯为颗粒状低密度聚乙烯，过氧化物交联剂为经过过滤的液态过氧化物交联剂； (2)混炼造粒:将配料在混炼机中进行混炼，混炼后的物料经过滤后进行挤出造粒，混炼过滤造粒的操作温度为160~200°C ； (3)脱水干燥:将步骤(2)中造粒得到的物料进行脱水干燥，得到中间体； (4)再混合:将步骤(3)中得到的中间体与过氧化物交联剂进行混合，混合温度为50~90°C，混合时间为5~240min ； (5)后吸收:将步骤(4)中得到的物料进行后吸收； (6)冷却:将物料冷却后得到过氧化物交联聚乙烯绝缘护套材料。
2.如权利要求1所述的一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺，其特征在于:所述聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂三者重量比为49: 0.1~0.23: 1.2~2.7。
3.如权利要求1所述的一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺，其特征在于:所述后吸收时的温度为40~75°C,后吸收的时间为8~20h。
4.如权利要求1所述的一种电缆用交联聚乙烯绝缘护套材料后处理工艺，其特征在于:所述过滤时采用的过滤 设备为过滤网或工业过滤器，过滤目数为80~500目。
【文档编号】C08L23/06GK103804759SQ201410060183
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】顾铭, 张尚勇 申请人:上海新启电缆科技有限公司