一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料及其制备工艺的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及电缆料生产技术领域，具体涉及一种一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘 料及其制备工艺。
【背景技术】：
[0002] 架空电线电缆与人们的工作生活是分不开的，几乎每个地方都能用到架空电线电 缆。随着经济的不断发展，架空电线电缆用量在不断倍增，其中交联聚乙烯架空绝缘料因具 有体积电阻率高、介电损耗小、耐热老化性能好、耐应力开裂性能好、易加工和价廉等特点， 使其在电线电缆中的用量也随之倍增。
[0003] 目前交联聚乙烯主要有过氧化物交联、辐射交联和硅烷交联三种方式，其中硅烷 交联聚乙烯是通过接枝或共聚在聚乙烯主链上引入可交联的烷氧基硅烷而制得。由于硅烷 交联不需要专门的交联设备，工艺控制又比较简单，而且电气性能优异，因此在中低压电线 电缆领域具有无可比拟的优势。硅烷交联电缆料根据有无接枝交联反应可分为一步法和两 步法，其中一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料更是受到电缆生产厂家的欢迎。为了扩大应 用范围和延长使用寿命，一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料的电绝缘性能、机械性能，尤其 是抗老化性能仍需进一步提高，以使其更好地应用于电线电缆领域。
【发明内容】
：
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能优异和应用范围广的一步法硅烷 交联聚乙烯架空绝缘料及其制备工艺。
[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0006] -种一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，由如下质量份数的原料制成：
[0007] 高密度聚乙烯70-80份、线性低密度聚乙烯40-45份、低密度聚乙烯20-25份、纳 米陶瓷粉15-18份、软质高岭土 12-15份、聚乙二醇10-13份、聚氯乙烯8-10份、聚乙烯醇 5-8份、硅烷偶联剂5-8份、聚乙烯蜡3-5份、黑色母料3-5份、紫外线吸收剂2-3份、阻燃剂 2-3份、抗氧剂1-2份、铜粉0. 5-1份、过氧化二异丙苯0. 1-0. 5份。
[0008] 所述纳米陶瓷粉的粒径为80-100纳米。
[0009] 所述硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基 硅烷、乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、 0-(3,4_环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷、y-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷中的 一种。
[0010] 所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
[0011] 所述阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌和聚磷酸铵中的一种。
[0012] 所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，两者质量比为1 :1。
[0013] 一种一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料的制备工艺，包括下列步骤：
[0014] (1)先将软质高岭土、聚乙二醇和聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨15-20min后再 加入黑色母料、铜粉和聚乙烯醇，砂磨至细度小于l〇um，即得混合粉末I;
[0015] (2)将混合粉末I加入到高速混合机中，然后加入纳米陶瓷粉、紫外线吸收剂、阻 燃剂和聚氯乙稀，于500r/min下混合l〇-15min，即得混合粉末II;
[0016] (3)高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、抗氧剂、过氧 化二异丙苯和混合粉末II经失重称量后由真空系统吸入各原料仓，先在生产线入口处加 入高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、抗氧剂和混合粉末II，然后通过液料 泵将硅烷偶联剂和过氧化二异丙苯在生产线第二节机筒注入，常温下充分混合均匀，随后 真空出料，最后采用铝塑复合袋进行真空包装。
[0017] 本发明的有益效果是：本发明以三种不同类型的聚乙烯为主要原料，同时加入纳 米陶瓷粉进行改性，并加入其它各种功能助剂，通过混合反应一步法制得目标绝缘料，该绝 缘料呈黑色，并且具有良好的电绝缘性能、机械性能、优异的抗老化和耐紫外线能力，长期 允许最高工作温度为90°C，适用于IOKV及以下交联架空电线电缆。
【具体实施方式】：
[0018] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0019] 实施例1
[0020] (1)先将12kg软质高岭土、IOkg聚乙二醇和3kg聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨 15min后再加入3kg黑色母料、0. 5kg铜粉和5kg聚乙稀醇，砂磨至细度小于10um，即得混合 粉末I;
[0021] (2)将混合粉末I加入到高速混合机中，然后加入15kg纳米陶瓷粉、2kg紫外线吸 收剂UV-531、2kg硼酸锌和8kg聚氯乙稀，于500r/min下混合lOmin，即得混合粉末II;
[0022] (3)将70kg高密度聚乙烯、40kg线性低密度聚乙烯、20kg低密度聚乙烯、5kg乙烯 基三甲氧基娃烧、〇. 5kg抗氧剂1010、0. 5kg抗氧剂168、0.Ikg过氧化二异丙苯和混合粉末 II经失重称量后由真空系统吸入各原料仓，先在生产线入口处加入高密度聚乙烯、线性低 密度聚乙烯、低密度聚乙烯、抗氧剂和混合粉末II，然后通过液料泵将乙烯基三甲氧基硅烷 和过氧化二异丙苯在生产线第二节机筒注入，常温下充分混合均匀，随后真空出料，最后采 用铝塑复合袋进行真空包装。
[0023] 实施例2
[0024] (1)先将14kg软质高岭土、12kg聚乙二醇和4kg聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨 15min后再加入4kg黑色母料、Ikg铜粉和7kg聚乙稀醇，砂磨至细度小于10um，即得混合粉 末I;
[0025] (2)将混合粉末I加入到高速混合机中，然后加入16kg纳米陶瓷粉、2. 5kg紫外 线吸收剂UV-531、2. 5kg硼酸锌和9kg聚氯乙稀，于500r/min下混合lOmin，即得混合粉末 II;
[0026] (3)将75kg高密度聚乙烯、42kg线性低密度聚乙烯、22kg低密度聚乙烯、7kg乙烯 基三甲氧基娃烧、Ikg抗氧剂1010、Ikg抗氧剂168、0. 3kg过氧化二异丙苯和混合粉末II经 失重称量后由真空系统吸入各原料仓，先在生产线入口处加入高密度聚乙烯、线性低密度 聚乙烯、低密度聚乙烯、抗氧剂和混合粉末II，然后通过液料泵将乙烯基三甲氧基硅烷和过 氧化二异丙苯在生产线第二节机筒注入，常温下充分混合均匀，随后真空出料，最后采用铝 塑复合袋进行真空包装。
[0027] 实施例3
[0028] (1)先将15kg软质高岭土、13kg聚乙二醇和5kg聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨 20min后再加入5kg黑色母料、Ikg铜粉和8kg聚乙稀醇，砂磨至细度小于10um，即得混合粉 末I;
[0029] (2)将混合粉末I加入到高速混合机中，然后加入18kg纳米陶瓷粉、3kg紫外线吸 收剂UV-531、3kg硼酸锌和IOkg聚氯乙稀，于500r/min下混合15min，即得混合粉末II;
[0030] (3)将80kg高密度聚乙烯、45kg线性低密度聚乙烯、25kg低密度聚乙烯、8kg乙烯 基三甲氧基娃烧、Ikg抗氧剂1010、Ikg抗氧剂168、0. 5kg过氧化二异丙苯和混合粉末II经 失重称量后由真空系统吸入各原料仓，先在生产线入口处加入高密度聚乙烯、线性低密度 聚乙烯、低密度聚乙烯、抗氧剂和混合粉末II，然后通过液料泵将乙烯基三甲氧基硅烷和过 氧化二异丙苯在生产线第二节机筒注入，常温下充分混合均匀，随后真空出料，最后采用铝 塑复合袋进行真空包装。
[0031] 对实施例1-3制备的一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料进行机械物理性能和电 气性能检测，结果如表1所示。
[0032] 表1 一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料的机械物理性能和电气性能
[0033]
【主权项】
1. 一种一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，其特征在于，由如下质量份数的原料制 成： 高密度聚乙烯70-80份、线性低密度聚乙烯40-45份、低密度聚乙烯20-25份、纳米陶 瓷粉15-18份、软质高岭土 12-15份、聚乙二醇10-13份、聚氯乙烯8-10份、聚乙烯醇5-8 份、硅烷偶联剂5-8份、聚乙烯蜡3-5份、黑色母料3-5份、紫外线吸收剂2-3份、阻燃剂2-3 份、抗氧剂1-2份、铜粉0. 5-1份、过氧化二异丙苯0. 1-0. 5份。
2. 根据权利要求1所述的一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，其特征在于：所述纳米 陶瓷粉的粒径为80-100纳米。
3. 根据权利要求1所述的一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，其特征在于：所述硅 烧偶联剂选自甲基二甲氧基娃烧、乙條基二甲氧基娃烧、乙條基二乙氧基娃烧、乙條基二 (2-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己 基）乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种。
4. 根据权利要求1所述的一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，其特征在于：所述紫外 线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
5. 根据权利要求1所述的一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，其特征在于：所述阻燃 剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌和聚磷酸铵中的一种。
6. 根据权利要求1所述的一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料，其特征在于：所述抗氧 剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，两者质量比为1 :1。
7. -种一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料的制备工艺，其特征在于，包括下列步骤： (1) 先将软质高岭土、聚乙二醇和聚乙烯蜡加入到砂磨机中，砂磨15_20min后再加入 黑色母料、铜粉和聚乙烯醇，砂磨至细度小于l〇um，即得混合粉末I ; (2) 将混合粉末I加入到高速混合机中，然后加入纳米陶瓷粉、紫外线吸收剂、阻燃剂 和聚氯乙稀，于500r/min下混合l〇-15min，即得混合粉末II ; (3) 高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、抗氧剂、过氧化二 异丙苯和混合粉末II经失重称量后由真空系统吸入各原料仓，先在生产线入口处加入高 密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、抗氧剂和混合粉末II，然后通过液料泵将 硅烷偶联剂和过氧化二异丙苯在生产线第二节机筒注入，常温下充分混合均匀，随后真空 出料，最后采用铝塑复合袋进行真空包装。
【专利摘要】本发明公开了一种一步法硅烷交联聚乙烯架空绝缘料及其制备工艺，涉及电缆料生产技术领域，由如下质量份数的原料制成：高密度聚乙烯70-80份、线性低密度聚乙烯40-45份、低密度聚乙烯20-25份、纳米陶瓷粉15-18份、软质高岭土12-15份、聚乙二醇10-13份、聚氯乙烯8-10份、聚乙烯醇5-8份、硅烷偶联剂5-8份、聚乙烯蜡3-5份、黑色母料3-5份、紫外线吸收剂2-3份、阻燃剂2-3份、抗氧剂1-2份、铜粉0.5-1份、过氧化二异丙苯0.1-0.5份。本发明制备的绝缘料呈黑色，具有良好的电绝缘性能、机械性能、优异的抗老化和耐紫外线能力，长期允许最高工作温度为90℃，适用于10KV及以下交联架空电线电缆。
【IPC分类】C08L29-04, C08L23-08, C08K5-5425, C08K3-34, C08K3-08, C08L27-06, C08K5-132, C08J3-24, H01B3-44, C08L71-02, C08L23-06, C08K13-02, C08J3-22, C08K5-14
【公开号】CN104610635
【申请号】CN201510021382
【发明人】何军, 冯本青
【申请人】安徽科正新材料有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月15日