用于制作中高压电线电缆绝缘体的交联聚乙烯组合物及其应用的制作方法

本申请涉及中高压电线电缆用绝缘体材料，特别是涉及一种用于制作中高压电线电缆绝缘体的交联聚乙烯组合物及其应用。

背景技术：

1、中高压电线电缆因其特殊的使用环境，要求其具有可靠的使用寿命、热稳定、防潮性和化学稳定性等性能。因此，对用于中高压电线电缆的绝缘体材料也提出了较高的性能要求。

2、聚乙烯因其具有良好的绝缘性能、低介电损耗角正切值和耐电弧性能，可以减小电能损耗，降低线路的运行温度，能够满足中高电压、较大电流的电线电缆的绝缘要求。而交联聚乙烯因其独特的三维网络结构，其电缆载流能力也会进一步提高。因此，交联聚乙烯是中高压电缆绝缘体的理想材料，但现有的交联聚乙烯材料仍无法满足中高压电线电缆的绝缘体材料的工业使用要求，特别是抗焦烧性能和长效热稳定性有待提升。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种用于制作中高压电线电缆绝缘体的交联聚乙烯组合物、交联聚乙烯材料及其制备方法和中高压电线电缆，提高现有中高压电线电缆的绝缘体的抗焦烧性能和长效热稳定性。

2、本申请的一个方面，提供了一种交联聚乙烯组合物，按重量份数计包括如下组分：

3、聚乙烯树脂基材100份，过氧化物交联剂1份~3份，受阻酚类抗氧剂0.05份~1份，哌啶类氮氧自由基阻聚剂0.05份~1份。

4、在本申请的一些实施例中，所述受阻酚类抗氧剂包括式i所示受阻酚抗氧剂、式ii所示受阻酚抗氧剂或含硫受阻酚抗氧剂中的一种或多种：

5、、

6、式i中，n为1-4的整数，r1为甲基或叔丁基，r2为c7-c18的烷基或混合烷基、或或或，式ii中，r1~r5各自独立选自氢、甲基、叔丁基或羟基，且至少有一个选自羟基；和/或，

7、所述哌啶类氮氧自由基阻聚剂包括4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基（阻聚剂701）、4-羰基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基（阻聚剂702）及四甲基哌啶氮氧自由基亚磷酸三酯（阻聚剂705）中的一种或多种。

8、在本申请的一些实施例中，所述受阻酚类抗氧剂包括2,2'-亚硫基乙二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯（抗氧剂1035）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯（抗氧剂1135r）、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)（抗氧剂300）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸（抗氧剂3114）、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]（抗氧剂245）和1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮（抗氧剂1790）中的一种或多种。

9、在本申请的一些实施例中，所述受阻酚类抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）或二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]（抗氧剂245），所述哌啶类氮氧自由基阻聚剂选自4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基（阻聚剂701）。

10、在本申请的一些实施例中，所述受阻酚类抗氧剂和所述哌啶类氮氧自由基阻聚剂的重量比为1：10至10：1，可选为1:1至3:1。

11、在本申请的一些实施例中，所述过氧化物交联剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物和2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷中的一种或者多种。

12、在本申请的一些实施例中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯。

13、本申请的另一个方面，提供所述的交联聚乙烯组合物在制作中高压电线电缆绝缘体中的应用。

14、本申请的又一个方面，提供了一种用于制作中高压电线电缆绝缘体的交联聚乙烯材料，由所述的交联聚乙烯组合物进行交联而制得。

15、本申请的还一个方面，提供一种交联聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

16、将聚乙烯、过氧化物交联剂、受阻酚类抗氧剂和哌啶类氮氧自由基阻聚剂按重量份数混合，得到混合物；以及

17、将所述混合物进行交联反应。

18、本申请的再一个方面，提供一种中高压电线电缆，包括绝缘体，所述绝缘体由所述的交联聚乙烯组合物或所述的交联聚乙烯材料制备得到。

19、与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：

20、本申请提供的用于制作中高压电线电缆绝缘体的交联聚乙烯组合物，通过将哌啶类氮氧自由基阻聚剂和受阻酚类抗氧剂联合使用作为添加剂，并以过氧化物交联剂对聚乙烯进行交联。在受阻酚类抗氧剂和哌啶类氮氧自由基阻聚剂的协同配合下，能够实现添加剂本身与过氧化物反应活性低的要求，且同时能够避免聚乙烯的过早交联产生的焦烧现象，赋予交联聚乙烯材料良好的抗焦烧性能和长效热稳定性，同时不影响线缆绝缘体材料本身的电性能和物理性能，满足中高压电线电缆绝缘体材料的工业使用要求。

技术特征：

1.一种交联聚乙烯组合物，其特征在于，按重量份数计包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂包括式i所示受阻酚抗氧剂、式ii所示受阻酚抗氧剂或含硫受阻酚抗氧剂中的一种或多种：

3.根据权利要求2所述的交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂包括2,2'-亚硫基乙二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]和1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]中的一种或多种，所述哌啶类氮氧自由基阻聚剂选自4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。

5.根据权利要求1~4任一项所述的交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂和所述哌啶类氮氧自由基阻聚剂的重量比为1：10至10：1，可选为1:1至3:1。

6.根据权利要求1~4任一项所述的交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述过氧化物交联剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物和2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷中的一种或者多种。

7.根据权利要求1~4任一项所述的交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯。

8.一种交联聚乙烯材料，其特征在于，由权利要求1~7中任意一项所述的交联聚乙烯组合物进行交联而制得。

9.一种如权利要求8所述的交联聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种中高压电线电缆，其特征在于，包括绝缘体，所述绝缘体由权利要求1~7中任意一项所述的交联聚乙烯组合物或权利要求8所述的交联聚乙烯材料制备得到。

技术总结
本申请涉及一种用于制作中高压电线电缆绝缘体的交联聚乙烯组合物、交联聚乙烯材料及其制备方法和中高压电线电缆。所述交联聚乙烯组合物，按重量份数计包括如下组分：聚乙烯90份~98份，过氧化物交联剂1份~3份，受阻酚类抗氧剂0.05份~1份，哌啶类氮氧自由基阻聚剂0.05份~1份。该交联聚乙烯组合物用于制作中高压电线电缆绝缘体能够提高现有中高压电线电缆的绝缘体的抗焦烧性能和长效热稳定性。

技术研发人员：安平,罗海,杨金兴,李灵琦,李光辉,郭庆礼
受保护的技术使用者：天津利安隆新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12