一种电缆用绝缘材料及其制备方法与流程

本发明涉及绝缘材料技术领域，更具体地说，涉及一种电缆用绝缘材料及其制备方法。

背景技术：

云南省某公司公开了专利号为cn109206747a的《一种高压电缆绝缘材料及其制备方法》，一种高压电缆绝缘材料及其制备方法，该高压电缆绝缘材料包括以下重量份数的各组分制备成的共混物：等规聚丙烯90份、丙烯-乙烯共聚物10份。高压电缆绝缘材料制备方法包括：将颗粒性等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物按照9:1的配比混合后在180℃下融化2分钟；施加1吨压力压制1分钟；在180℃下施加5吨压力压制3分钟，得到初始薄膜样品；将所述初始薄膜样品进行萃取。本申请实施例提供的高压电缆绝缘材料，可满足现有交联聚乙烯产品，并且改善了聚丙烯材料的低韧性和较低的电气性能，此外，本发明的成品具有可回收性，对环境无危害。

上述专利中提及将等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料按照9:1的配比混合后，放置在压力机的压板上，在180℃温度下预熔化2分钟，此过程中，将等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料放在压板上时，在外界作用力或空气流动性作用下，颗粒可能在压板上滚动，混合颗粒分布均匀性不确定，存在某一部分颗粒有堆叠的情况，或部分颗粒之间的间隙分布不均匀，进而导致预熔化后的熔融物料厚度分布不均匀，后续对熔融物料下压时，可能存在不均匀的情况，若不及时处理，容易影响成品的质量，处理时需得增加下压频率，导致压制时长增加，浪费时间的同时又增加了能耗。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电缆用绝缘材料及其制备方法，它可以通过预混合装置的设置，使得等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料混合均分并分布均匀，进而使加热后的熔融物料密度分布均匀，利于熔融物料的加工成型，减少因熔融物料分布不均匀而造成的加压时长增加，提高工作效率的同时可节约能耗。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种电缆用绝缘材料及其制备方法，包括按照质量份计的以下组分：90-180份的等规聚丙烯，10-20份的丙烯-乙烯共聚物，15-25份液体润滑剂，其制备方法为：包括以下步骤：

步骤一、按照上述组分的配比进行组分的称量；

步骤二、选择粒径大小相似的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒，并将两者数量按照9：1的比例放入预混合装置内；

步骤三、对预混合装置进行加热，加热温度为100℃-140℃，加热时长为2-3min，得到预混合熔融物料；

步骤四、向步骤三中加热后的预混合装置内加入液体润滑剂，在160℃-200℃下再次对预混合装置加热，加热时长为0.5-1min，得到混合熔融物料；

步骤五、将预混合装置内的混合熔融物料倾倒在压力机的压板上，对混合熔融物料施加3-5吨压力下压2-3min，得到初始薄膜样品；

步骤六、对初始薄膜样品进行冷却结晶操作，得到最终薄膜样品。

可以通过预混合装置的设置，使得等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料混合均分并分布均匀，进而使加热后的熔融物料密度分布均匀，利于熔融物料的加工成型，减少因熔融物料分布不均匀而造成的加压时长增加，提高工作效率的同时可节约能耗。

进一步的，所述液体润滑剂为内润滑剂和外润滑剂的混合，且内润滑剂和外润滑剂的比例为1-1.5：2，外润滑剂的作用主要是改善混合熔融物料与预混合装置表面的摩擦状况，使混合熔融物料不易粘在预混合装置内，进而使混合熔融物料能够较为容易的脱离预混合装置，内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用，从而可以改善混合熔融物料的内摩擦生热和熔体的流动性，进而增加混合熔融物料的自润滑能力，减小成型压力，加工性能较好。

进一步的，所述预混合装置包括相互固定连接的承接底板和回形框，且回形框位于承接底板的上侧，所述承接底板上端盖设有混合盖体，所述混合盖体与回形框相匹配，将比例配置好的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒放在承接底板上回形框所围成的空间内，合上混合盖体后，工作人员手持承接底板，小幅度的晃动承接底板，使回形框内的混合颗粒靠着回形框内壁的方向集中分布，待混合颗粒集中分布后，再对混合颗粒进行加热操作。

进一步的，所述等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径与回形框的高度的大小比例均为0.5-1：1，使回形框纵向方向上的颗粒数量仅为一个，从而使放入回形框内的混合颗粒分布更加均分，不易存在颗粒堆叠的情况。

进一步的，所述承接底板的长度和宽度均相等，所述回形框的截面面积为等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒总面积的整数倍，使回形框内混合颗粒在横向或纵向上的排列紧密，颗粒之间的分布间隙均相等，从而使混合颗粒分布更均匀。

进一步的，所述混合盖体左右两底端均固设有至少一个垫块，所述承接底板左右两上端均开凿有至少一个下沉槽，所述回形框位于两个下沉槽的内侧，所述垫块与下沉槽相匹配，当规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径等于回形框的高度时，工作人员可在回形框内放入混合颗粒后，请参阅图，转动混合盖体致使混合盖体上的垫块与下沉槽相错位，再将混合盖体合在承接底板上，此时工作人员可手持承接底板，按压住混合盖体，并晃动承接底板，使回形框内的颗粒混合更加均匀，混合好后，小幅度的晃动承接底板，使回形框内的混合颗粒靠着回形框内壁的方向集中分布，待混合颗粒集中分布后，取下混合盖体，将混合盖体转回原方向（即垫块与下沉槽位置相对应），合在承接底板上，此时混合盖体内顶端恰好与颗粒接触，可使得颗粒在混合盖体的压力作用下不易随意在回形框内滑动。

进一步的，所述垫块和混合盖体的高度之和大于一倍的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径，且小于两倍的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径，使混合盖体转动至垫块与下沉槽相错位时，混合盖体与之间留有足够混合颗粒活动的空间进而混合均匀的同时，颗粒之间不易存在纵向堆叠的情况。

进一步的，所述混合盖体上端开凿有放置槽，所述放置槽内放置有定位板，所述定位板的长度与回形框左右（前后）两内壁之间的距离相等，当混合颗粒未将回形框填充满时，可将定位板放置在内，对混合颗粒的最终位置进行限定，从而方便工作人员可较为随意的取放预混合装置，不需要小心翼翼取放预混合装置，同时将混合颗粒放入回形框内时，可通过定位板推动混合颗粒，使混合颗粒集中分布。

进一步的，所述定位板左右两侧端和底端均设有粗糙层，增大定位板与回形框内壁之间的摩擦力，定位板放置在回形框内某位置时，定位板不易滑动。

进一步的，所述混合盖体为透明材质，方便工作人员观察回形框内混合颗粒的分布情况，进而及时对颗粒的分布进行调整，所述混合盖体、承接底板、回形框、垫块和定位板均由石英材质制成，使得混合盖体、承接底板、回形框、垫块和定位板均能够耐高温，不易在高温环境下而融化，同时还可使混合盖体、承接底板、回形框、垫块和定位板具有较高的耐磨、耐酸碱、耐老化、耐腐蚀、高绝缘及防水性能，提高其使用寿命。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以通过预混合装置的设置，使得等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料混合均分并分布均匀，进而使加热后的熔融物料密度分布均匀，利于熔融物料的加工成型，减少因熔融物料分布不均匀而造成的加压时长增加，提高工作效率的同时可节约能耗。

（2）液体润滑剂为内润滑剂和外润滑剂的混合，且内润滑剂和外润滑剂的比例为1-1.5：2，外润滑剂的作用主要是改善混合熔融物料与预混合装置表面的摩擦状况，使混合熔融物料不易粘在预混合装置内，进而使混合熔融物料能够较为容易的脱离预混合装置，内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用，从而可以改善混合熔融物料的内摩擦生热和熔体的流动性，进而增加混合熔融物料的自润滑能力，减小成型压力，加工性能较好。

（3）预混合装置包括相互固定连接的承接底板和回形框，且回形框位于承接底板的上侧，承接底板上端盖设有混合盖体，混合盖体与回形框相匹配，将比例配置好的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒放在承接底板上回形框所围成的空间内，合上混合盖体后，工作人员手持承接底板，小幅度的晃动承接底板，使回形框内的混合颗粒靠着回形框内壁的方向集中分布，待混合颗粒集中分布后，再对混合颗粒进行加热操作。

（4）等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径与回形框的高度的大小比例均为0.5-1：1，使回形框纵向方向上的颗粒数量仅为一个，从而使放入回形框内的混合颗粒分布更加均分，不易存在颗粒堆叠的情况。

（5）承接底板的长度和宽度均相等，回形框的截面面积为等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒总面积的整数倍，使回形框内混合颗粒在横向或纵向上的排列紧密，颗粒之间的分布间隙均相等，从而使混合颗粒分布更均匀。

（6）混合盖体左右两底端均固设有至少一个垫块，承接底板左右两上端均开凿有至少一个下沉槽，回形框位于两个下沉槽的内侧，垫块与下沉槽相匹配，当规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径等于回形框的高度时，工作人员可在回形框内放入混合颗粒后，请参阅图，转动混合盖体致使混合盖体上的垫块与下沉槽相错位，再将混合盖体合在承接底板上，此时工作人员可手持承接底板，按压住混合盖体，并晃动承接底板，使回形框内的颗粒混合更加均匀，混合好后，小幅度的晃动承接底板，使回形框内的混合颗粒靠着回形框内壁的方向集中分布，待混合颗粒集中分布后，取下混合盖体，将混合盖体转回原方向（即垫块与下沉槽位置相对应），合在承接底板上，此时混合盖体内顶端恰好与颗粒接触，可使得颗粒在混合盖体的压力作用下不易随意在回形框内滑动。

（7）垫块和混合盖体的高度之和大于一倍的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径，且小于两倍的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径，使混合盖体转动至垫块与下沉槽相错位时，混合盖体与之间留有足够混合颗粒活动的空间进而混合均匀的同时，颗粒之间不易存在纵向堆叠的情况。

（8）混合盖体上端开凿有放置槽，放置槽内放置有定位板，定位板的长度与回形框左右（前后）两内壁之间的距离相等，当混合颗粒未将回形框填充满时，可将定位板放置在内，对混合颗粒的最终位置进行限定，从而方便工作人员可较为随意的取放预混合装置，不需要小心翼翼取放预混合装置，同时将混合颗粒放入回形框内时，可通过定位板推动混合颗粒，使混合颗粒集中分布。

（9）定位板左右两侧端和底端均设有粗糙层，增大定位板与回形框内壁之间的摩擦力，定位板放置在回形框内某位置时，定位板不易滑动。

（10）混合盖体为透明材质，方便工作人员观察回形框内混合颗粒的分布情况，进而及时对颗粒的分布进行调整，混合盖体、承接底板、回形框、垫块和定位板均由石英材质制成，使得混合盖体、承接底板、回形框、垫块和定位板均能够耐高温，不易在高温环境下而融化，同时还可使混合盖体、承接底板、回形框、垫块和定位板具有较高的耐磨、耐酸碱、耐老化、耐腐蚀、高绝缘及防水性能，提高其使用寿命。

附图说明

图1为本发明的主要的流程图；

图2为本发明的预混合装置部分的结构示意图；

图3为本发明的预混合装置部分的爆炸图；

图4为本发明的混合盖体转动90°时的立体结构示意图；

图5为本发明的预混合装置和定位板部分的立体结构示意图；

图6为本发明的定位板使用状态下时的立体结构示意图；

图7为本发明的定位板部分的立体结构示意图。

图中标号说明：

1混合盖体、21承接底板、22回形框、3垫块、4下沉槽、5放置槽、6定位板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种电缆用绝缘材料及其制备方法，包括按照质量份计的以下组分：90-180份的等规聚丙烯，10-20份的丙烯-乙烯共聚物，15-25份液体润滑剂，其制备方法为：包括以下步骤：

步骤一、按照上述组分的配比进行组分的称量；

步骤二、选择粒径大小相似的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒，并将两者数量按照9：1的比例放入预混合装置内；

步骤三、对预混合装置进行加热，加热温度为100℃-140℃，加热时长为2-3min，得到预混合熔融物料；

步骤四、向步骤三中加热后的预混合装置内加入液体润滑剂，在160℃-200℃下再次对预混合装置加热，加热时长为0.5-1min，得到混合熔融物料；

步骤五、将预混合装置内的混合熔融物料倾倒在压力机的压板上，对混合熔融物料施加3-5吨压力下压2-3min，得到初始薄膜样品；

步骤六、对初始薄膜样品进行冷却结晶操作，得到最终薄膜样品。

将预混合装置内的混合熔融物料倾倒在压力机的压板上的方式为：工作人员打开混合盖体1，将承接底板21翻转倒置扣在压板上，从而使混合熔融物料与承接底板21脱离。

液体润滑剂为内润滑剂和外润滑剂的混合，且内润滑剂和外润滑剂的比例为1.5：2，外润滑剂的作用主要是改善混合熔融物料与预混合装置表面的摩擦状况，使混合熔融物料不易粘在预混合装置内，进而使混合熔融物料能够较为容易的脱离预混合装置，内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起着降低聚合物分子间内聚力的作用，从而可以改善混合熔融物料的内摩擦生热和熔体的流动性，进而增加混合熔融物料的自润滑能力，减小成型压力，加工性能较好。

请参阅图2，预混合装置包括相互固定连接的承接底板21和回形框22，且回形框22位于承接底板21的上侧，承接底板21上端盖设有混合盖体1，混合盖体1与回形框22相匹配，混合盖体1为透明材质，方便工作人员观察回形框22内混合颗粒的分布情况，进而及时对颗粒的分布进行调整，将比例配置好的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒放在承接底板21上回形框22所围成的空间内，合上混合盖体1后，工作人员手持承接底板21，小幅度的晃动承接底板21，使回形框22内的混合颗粒靠着回形框22内壁的方向集中分布，待混合颗粒集中分布后，再对混合颗粒进行加热操作。

等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径与回形框22的高度的大小比例均为1：1，使回形框22纵向方向上的颗粒数量仅为一个，从而使放入回形框22内的混合颗粒分布更加均分，不易存在颗粒堆叠的情况，承接底板21的长度和宽度均相等，回形框22的截面面积为等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒总面积的整数倍，使回形框22内混合颗粒在横向或纵向上的排列紧密，颗粒之间的分布间隙均相等，从而使混合颗粒分布更均匀。

请参阅图3，混合盖体1左右两底端均固设有至少一个垫块3，为了提高混合盖体1放置在承接底板21上的稳定性，此处混合盖体1左右两底端固定的垫块3的数量均为两个，相应的下沉槽4的数量与垫块3保持一致，承接底板21左右两上端均开凿有至少一个下沉槽4，回形框22位于两个下沉槽4的内侧，垫块3与下沉槽4相匹配，当规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径等于回形框22的高度时，工作人员可在回形框22内放入混合颗粒后，请参阅图4，转动混合盖体1致使混合盖体1上的垫块3与下沉槽4相错位，再将混合盖体1合在承接底板21上，此时工作人员可手持承接底板21，按压住混合盖体1，并晃动承接底板21，使回形框22内的颗粒混合更加均匀，混合好后，小幅度的晃动承接底板21，使回形框22内的混合颗粒靠着回形框22内壁的方向集中分布，待混合颗粒集中分布后，取下混合盖体1，将混合盖体1转回原方向（即垫块3与下沉槽4位置相对应），合在承接底板21上，此时混合盖体1内顶端恰好与颗粒接触，可使得颗粒在混合盖体1的压力作用下不易随意在回形框22内滑动，垫块3和混合盖体1的高度之和大于一倍的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径，且小于两倍的等规聚丙烯颗粒和丙烯-乙烯共聚物颗粒的直径，使混合盖体1转动至垫块3与下沉槽4相错位时，混合盖体1与2之间留有足够混合颗粒活动的空间进而混合均匀的同时，颗粒之间不易存在纵向堆叠的情况。

请参阅图5-7，混合盖体1上端开凿有放置槽5，放置槽5内放置有定位板6，定位板6的长度与回形框22左右（前后）两内壁之间的距离相等，当混合颗粒未将回形框22填充满时，可将定位板6放置在2内，对混合颗粒的最终位置进行限定，从而方便工作人员可较为随意的取放预混合装置，不需要小心翼翼取放预混合装置，同时将混合颗粒放入回形框22内时，可通过定位板6推动混合颗粒，使混合颗粒集中分布，定位板6左右两侧端和底端均设有粗糙层，增大定位板6与回形框22内壁之间的摩擦力，定位板6放置在回形框22内某位置时，定位板6不易滑动，混合盖体1、承接底板21、回形框22、垫块3和定位板6均由石英材质制成，使得混合盖体1、承接底板21、回形框22、垫块3和定位板6均能够耐高温，不易在高温环境下而融化，同时还可使混合盖体1、承接底板21、回形框22、垫块3和定位板6具有较高的耐磨、耐酸碱、耐老化、耐腐蚀、高绝缘及防水性能，提高其使用寿命。

可以通过预混合装置的设置，使得等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料混合均分并分布均匀，进而使加热后的熔融物料密度分布均匀，利于熔融物料的加工成型，减少因熔融物料分布不均匀而造成的加压时长增加，提高工作效率的同时可节约能耗。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。