一种无副产物电缆绝缘材料及其制备方法

本发明属于绝缘材料，具体涉及一种无副产物电缆绝缘材料及其制备方法。

背景技术：

1、目前电力电缆的绝缘介质主要为交联聚乙烯，由含有抗氧剂和交联剂(通常为过氧化二异丙苯)的低密度聚乙烯经过氧化物交联反应而制成。传统的电力电缆交联用聚乙烯连续挤出性能差，且交联过程中会产生挥发性的交联副产物，如甲烷、苯乙酮、枯基醇和α-甲基苯乙烯等。这些副产物易导致材料内空间电荷的积聚，造成电场畸变，降低绝缘强度，而且气体副产物会在电缆运行中逐渐释放，使电缆护套和附件受压力而变形，影响电缆的安全可靠运行。为去除交联副产物，需要对电缆进行脱气热处理，该过程通常需要5～10天。这既降低电缆生产效率、又增加生产能耗，且难以将杂质完全去除。亟需开发无副产物的新型电缆绝缘材料以适应大长度高可靠电力电缆生产。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无副产物电缆绝缘材料及其制备方法，上述的电缆绝缘材料在交联过程中不会产生挥发性的副产物，无需脱气处理，具有优异的耐焦烧性能和较高的凝胶含量。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提供了一种无副产物电缆绝缘材料，按质量份数计，所述无副产物电缆绝缘材料的原料包括20～70份的乙烯基共聚树脂a、30～80份的乙烯基共聚树脂b、0～30份的热塑性树脂、0.05～1.00份的抗氧剂。

4、在具体实施过程中，所述乙烯基共聚树脂a为含有羧基的乙烯基共聚物或含有羟基的乙烯基共聚物。

5、在具体实施过程中，所述乙烯基共聚树脂a中乙烯单体含量为75～98wt％，密度为0.90～0.97g/cm3，在190℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～20g/10min。

6、在具体实施过程中，所述乙烯基共聚树脂b为含有三元环醚的乙烯基共聚物。

7、在具体实施过程中，所述乙烯基共聚树脂b中乙烯单体含量为80～98wt％，密度为0.90～0.98g/cm3，在190℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～20g/10min。

8、在具体实施过程中，所述热塑性树脂为聚乙烯树脂，聚乙烯树脂包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或芳香胺类抗氧剂。

9、在具体实施过程中，所述热塑性树脂的密度为0.90～0.96g/cm3，在190℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～10g/10min。

10、在具体实施过程中，所述无副产物电缆绝缘材料的交联过程中无挥发性副产物产生。

11、本发明还提供了一种根据任意一项所述的无副产物电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：

12、s1：将乙烯基共聚树脂a于第一设定温度下完全熔融，将抗氧剂加入完全熔融的乙烯基共聚树脂a中，在第一设定温度下共混第一设定时间，获得混合物ⅰ；

13、s2：将乙烯基共聚树脂b以及热塑性树脂加入至混合物ⅰ中，在第二设定温度下熔融共混第二设定时间，获得混合物ⅱ；将混合物ⅱ冷却至室温后，获得无副产物电缆绝缘材料。

14、在具体实施过程中，所述s1中，所述第一设定温度为110～200℃，所述第一设定时间为1～30min，所述第二设定温度为110～150℃，所述第二设定时间为5～40min。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明提供一种无副产物电缆绝缘材料，其电缆绝缘材料的成分包括乙烯基共聚树脂a、乙烯基共聚树脂b、热塑性树脂和抗氧剂。其中乙烯基共聚树脂a为含有羧基或羟基的乙烯基共聚物，乙烯基共聚树脂b为含有三元环醚的乙烯基共聚物。本发明通过将这两种乙烯基共聚树脂进行混合，利用分子链可反应基团直接进行交联，无需过氧化物交联剂，交联过程中不产生挥发性的副产物，可显著缓解局部过热区域焦烧问题，保证了材料具有较高的凝胶含量。本发明所提供的电缆绝缘材料无副产物，无需脱气工艺，耐焦烧性能优异，适应电力电缆挤出加工需求，适合大长度高可靠电力电缆生产，未来具有十分良好的应用前景。

技术特征：

1.一种无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，按质量份数计，所述无副产物电缆绝缘材料的原料包括20～70份的乙烯基共聚树脂a、30～80份的乙烯基共聚树脂b、0～30份的热塑性树脂、0.05～1.00份的抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述乙烯基共聚树脂a为含有羧基的乙烯基共聚物或含有羟基的乙烯基共聚物。

3.根据权利要求1或2所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述乙烯基共聚树脂a中乙烯单体含量为75～98wt％，密度为0.90～0.97g/cm3，在190℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～20g/10min。

4.根据权利要求1所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述乙烯基共聚树脂b为含有三元环醚的乙烯基共聚物。

5.根据权利要求1或4所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述乙烯基共聚树脂b中乙烯单体含量为80～98wt％，密度为0.90～0.98g/cm3，在190℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～20g/10min。

6.根据权利要求1所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述热塑性树脂为聚乙烯树脂，聚乙烯树脂包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或芳香胺类抗氧剂。

7.根据权利要求1或6所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述热塑性树脂的密度为0.90～0.96g/cm3，在190℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～10g/10min。

8.根据权利要求1所述的无副产物电缆绝缘材料，其特征在于，所述无副产物电缆绝缘材料的交联过程中无挥发性副产物产生。

9.一种根据权利要求1至8任意一项所述的无副产物电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的无副产物电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述第一设定温度为110～200℃，所述第一设定时间为1～30min，所述第二设定温度为110～150℃，所述第二设定时间为5～40min。

技术总结
本发明公开了一种无副产物电缆绝缘材料及其制备方法，属于绝缘材料技术领域。无副产物电缆绝缘材料，按质量份数计，所述无副产物电缆绝缘材料的原料包括20～70份的乙烯基共聚树脂A、30～80份的乙烯基共聚树脂B、0～30份的热塑性树脂、0.05～1.00份的抗氧剂。乙烯基共聚树脂A为含有羧基的乙烯基共聚物或含有羟基的乙烯基共聚物。乙烯基共聚树脂B为含有三元环醚的乙烯基共聚物。本发明所提供的电缆绝缘材料无副产物，无需脱气工艺，耐焦烧性能优异，适应电力电缆挤出加工需求，适合大长度高可靠电力电缆生产，未来具有十分良好的应用前景。

技术研发人员：吴一帆,李盛涛,王诗航,李希尧,李加才,刘浩,杨心如
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21