10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及絕緣材料領(lǐng)域，尤其涉及10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜及其制備方法。該電線電纜的絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到：LLDPE?7042、LLDPE?8320、LDPE、EVA、PP、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300、抗氧劑1010、抗氧劑DLTP、抗氧劑1024、有機(jī)錫、氟橡膠母料。本發(fā)明取代目前的PVC材料為主，絕緣性能優(yōu)于PVC，而PVC在電線老化等起火的時(shí)候會(huì)放出有毒有害氣體，而硅烷絕緣料無(wú)毒無(wú)害。
【專利說(shuō)明】
10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及絕緣材料領(lǐng)域，尤其涉及10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電纜行業(yè)使用聚烯烴的品種主要有PE、PP、EVA及EEA等，其中相對(duì)量大、應(yīng)用歷史 長(zhǎng)的主要是PE，它有HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及經(jīng)過(guò)交聯(lián)的XLPE，它們的應(yīng)用已毋需多說(shuō)。行 業(yè)中現(xiàn)今聚烯烴的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾方面：
[0003] (1)無(wú)鹵低煙材料的系列化、完善化
[0004] 無(wú)鹵低煙阻燃電纜料是近年來(lái)發(fā)展較快的品種，符合IEC92-359標(biāo)準(zhǔn)要求的熱塑 型料已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著石油平臺(tái)、核電站、艦船用電纜及其他環(huán)境惡劣的使用 場(chǎng)合的要求，交聯(lián)型無(wú)鹵低煙電纜料的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越大。
[0005] (2)耐電痕料
[0006] 耐電痕電纜料是隨著ADSS(全介質(zhì)自承式架空光纜)的推廣應(yīng)用，而逐漸引起大家 的注意的。其實(shí)，在10kV及以上架空電纜為防止在潮濕狀況下產(chǎn)生電暈已有耐電痕要求，由 于其絕緣材料(XLPE、HDPE)本身具有一定的耐電痕性，基本能保證架空電纜耐電痕的要求， 故而問(wèn)題并不突出。而ADSS主要是沿著110KV、220KV的高壓線路附設(shè)，其護(hù)套的耐電蝕性將 直接影響光纜壽命，故對(duì)護(hù)套材料的耐電痕性有較為苛刻的要求，即在施加實(shí)際使用拉力 的90%張力情況下，進(jìn)行1000小時(shí)的耐電痕試驗(yàn)，它需要有為此專門(mén)設(shè)計(jì)的配方體系，其中 的關(guān)鍵即為耐電痕劑的使用、優(yōu)越的物理機(jī)械性能、良好工藝加工性的平衡。目前，英、德、 美等國(guó)對(duì)ADSS的壽命研究還在繼續(xù)，其重點(diǎn)還是如何提高置于空間電場(chǎng)中電纜護(hù)套材料的 抗電蝕性。
[0007] (3)硅烷交聯(lián)料
[0008] 硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣料在3KV及以下的力纜中已普遍使用。隨著硅烷交聯(lián)技術(shù)的 普及，其它如硅烷交聯(lián)可剝離屏蔽料、無(wú)鹵低煙阻燃料、乙丙電纜料已相繼有產(chǎn)品問(wèn)世。國(guó) 內(nèi)在硅烷交聯(lián)可剝離屏蔽料上已有廠家做了工作，而硅烷交聯(lián)無(wú)鹵阻燃料、乙丙電纜料尚 少為大家了解，當(dāng)然更談不上應(yīng)用了。
[0009] (4)輻照交聯(lián)聚烯烴料
[0010] 輻照交聯(lián)材料及技術(shù)在電力電纜、架空電纜及裝備線上已得到成熟的應(yīng)用。眾所 周知，行業(yè)中105°c及以下溫度等級(jí)，無(wú)論用XLPE、XLPVC或PVC都可滿足要求，150°C以上，硅 橡膠、氟塑料、聚酰亞胺等品種的應(yīng)用也已成熟，但在中間溫度等級(jí)（如125°C、150°C)的應(yīng) 用開(kāi)發(fā)上，與國(guó)外差距比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線 電纜。本發(fā)明以取代目前的PVC材料為主，絕緣性能優(yōu)于PVC，而PVC在電線老化等起火的時(shí) 候會(huì)放出有毒有害氣體，而硅烷絕緣料無(wú)毒無(wú)害。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
[0013 ] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，該電線電纜包括絕緣材料和設(shè)置在絕緣材 料內(nèi)的導(dǎo)線，絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042: 40^45% LLDPE-8320：； 18 ~25% LDPE： 2:0^30%
[0014] EVA： 5'12% 娃焼偶聯(lián)劑： 12% 交聯(lián)劑 DCP: 0. 10^0. 15% 抗氧劑 300: 0. 〇2~0. 06%
[0015] 以及催化劑母料；
[0016] 所述的催化劑母料由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： Γο% LLDPE-8320： Γδ% ρρ? α Γι% 抗氧劑 1010: 0.021). 1?
[0017] 抗氧劑 DLTP: 0. 01 "0, 05% 抗氧劑1024: 0. 2~0. 1% 有機(jī)錫： 0.2~0.1% 氟橡膠母料： ar〇:,5%:。
[0018] 作為優(yōu)選，該絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 40% LLDPE-8320：： 20% LDPE： 25%
[0019] EVA： 8.23% 硅烷偶聯(lián)劑： 1.6%. 交聯(lián)劑 DCP: 0:, 13%
[0020] 抗氧劑 300: 0.04%
[0021] 以及催化劑母料；
[0022] 所述的催化劑母料由以下的組分制備得到： LLDPE-7042：； 2,5% LLDPE-B320： 1.5% PP!： 0.76% 硅烷偶聯(lián)劑： 1,6%
[0023] 抗氧劑 1010: 0.05% 抗氧劑 DLTP; 0. 025% 抗氧劑 1024: 0. 05%： 有機(jī)錫： （).()4? 氟橡膠母料： 0, 335%。
[0024] 二步法制備上述絕緣材料的方法，該方法包括以下的步驟：
[0025] 1)催化劑母料制備:將以上催化劑母料的材料在攪拌機(jī)里攪拌，先低速攪拌1分鐘 再高速攪拌3分鐘，然后放出倒入擠出機(jī)料斗，擠出機(jī)溫度：140~180°C，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng) 過(guò)冷卻水槽進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔，設(shè)置80 °C烘干2小時(shí)以 上然后用真空鋁塑袋進(jìn)行包裝、暫時(shí)存放；
[0026] 2)成品制備：
[0027] 2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300按照比例進(jìn)行混合，混合后成為硅烷助 劑，充分混合后硅烷助劑待用；
[0028] 2.2)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按比例吸入到攪拌機(jī)進(jìn)行混 合，混合均勻后吸入干燥塔，設(shè)定60°C，烘干時(shí)間大于半個(gè)小時(shí)，之后將材料吸入原料料倉(cāng)； [0029] 2.3)以上物料經(jīng)計(jì)量稱自動(dòng)加料加入到雙螺桿擠出機(jī)，將已經(jīng)配好的硅烷助劑也 經(jīng)過(guò)計(jì)量稱在第二區(qū)加入到雙螺桿，以上材料在雙螺桿進(jìn)行接枝；
[0030] 2.4)經(jīng)雙螺桿接枝后的材料經(jīng)單螺桿擠出、偏心水霧切粒，經(jīng)輸送水栗輸送到脫 水機(jī)，經(jīng)脫水后由輸送風(fēng)機(jī)輸送至沸騰床，通過(guò)控制料位的高度對(duì)材料進(jìn)行充分干燥，后由 真空吸料機(jī)吸入成品料倉(cāng)；
[0031] 2.5)計(jì)量、包裝即為成品。
[0032] -步法制備上述絕緣料的方法，該方法包括以下的步驟：
[0033] 1)催化劑母料制備:將以上催化劑母料的材料在攪拌機(jī)里攪拌，先低速攪拌1分鐘 再高速攪拌3分鐘，然后放出倒入擠出機(jī)料斗，擠出機(jī)溫度：140~180°C，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng) 過(guò)冷卻水槽進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔，設(shè)置80 °C烘干2小時(shí)以 上然后用真空鋁塑袋進(jìn)行包裝、暫時(shí)存放；
[0034] 2)成品制備：
[0035] 2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300按照比例進(jìn)行混合，混合后成為硅烷助 劑，充分混合后硅烷助劑待用；
[0036] 2.2)將主設(shè)備雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行加熱到90°C ;
[0037] 2.3)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按比例吸入到雙錐轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，然 后將蓋子密閉，開(kāi)啟雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行干燥、混合；
[0038] 2.4)以上物料干燥、混合2.5小時(shí)后，通過(guò)液體噴淋裝置將備用的硅烷助劑加入到 物料內(nèi)；
[0039] 2.5)硅烷助劑經(jīng)過(guò)2.5小時(shí)的吸收后放出；
[0040] 2.6)計(jì)量、包裝即為成品。
[0041] 本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的材料主要用于電纜的絕緣層，以取 代目前的PVC材料為主，絕緣性能優(yōu)于PVC，而PVC在電線老化等起火的時(shí)候會(huì)放出有毒有害 氣體，而硅烷絕緣料無(wú)毒無(wú)害。
[0042]使用本發(fā)明的產(chǎn)品生產(chǎn)，螺桿轉(zhuǎn)速及電流穩(wěn)定，生產(chǎn)240mm2，放線速度每分鐘4.5 米；在擠出時(shí)，出膠均勻，無(wú)顆粒，連續(xù)開(kāi)機(jī)12天無(wú)老膠出現(xiàn)；電纜熱延伸檢測(cè)在70 %~ 80%，永久變形在0~5%范圍內(nèi)；局部放電檢測(cè)在2PC以內(nèi)，工頻耐壓試驗(yàn)30分鐘無(wú)擊穿;半 成品、成品檢測(cè)均符合GB/T 12706-2002要求。
[0043]本發(fā)明的產(chǎn)品與聚氯乙烯比較，抗熱變性比PvC好，抗過(guò)載能力強(qiáng)。短路運(yùn)行溫度 最高可達(dá)250 °C。而PVC耐熱性差，其80 °C持續(xù)4h其變性可達(dá)50%。當(dāng)電纜過(guò)載運(yùn)行時(shí)易造成 絕緣老化及軟化變性而引起擊穿，PVC老化引起電纜火災(zāi)事故占電火災(zāi)事故總數(shù)的50 % ;交 聯(lián)聚乙烯密度比聚氯乙烯小40%左右，可以明顯減輕線纜的質(zhì)量。與熱塑性聚乙烯比較，提 高了耐熱變形性，改善了高溫下的力學(xué)性能，改進(jìn)了耐環(huán)境應(yīng)力龜裂與耐熱老化性能，增強(qiáng) 了耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐溶劑性，減少了冷流性，絕緣電阻高，介質(zhì)損耗角正切小，基本上不隨 溫度的改變而改變，基本保持了原來(lái)的電氣性能。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，該電線電纜包括絕緣材料和設(shè)置在絕緣材 料內(nèi)的導(dǎo)線，該絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到：
[0046] LLDPF-7042： 42.25% LLDPE-8320: 21.5% LDPE； 28% EVA； 8,23% PP: 0. 75% 硅烷偶聯(lián)劑： 1.6% 交聯(lián)劑DCP: 0. 13%
[0047] 抗氧劑300: 0. 04% 抗氧劑 1010: 0.05% 抗氧劑 DLTP: 0. 025% 抗氧劑 1024: 0. 05% 有機(jī)錫： 0. 04% 氟橡膠母料： （).335%。
[0048] 二步法制備lOkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜的方法，絕緣材料的制備主要由 兩部分組成，一是催化劑母料的制備，二是成品制備。
[0049] 1、催化劑母料制備:催化劑母料占總材料成分的5%，具體配方如下： LLDPE-7042； 22.5 公斤 2.25% L：LDPE-B32：0： 15 公斤 1. 5% PP： 7.5 公斤 0. 75% 氟橡膠母粒：3. 35公斤.0. 33S%
[0050] 有機(jī)錫： 0.4公斤 0*04% 抗氧劑1010: 0.5公斤 0.05% 抗氧劑 DLTP: 0, 25 公斤 0. 0:25% 抗氧劑1024: 0. 5公斤 0, 05%:;
[0051] 將以上材料(共50公斤)在攪拌機(jī)里攪拌，先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘，然 后放出倒入擠出機(jī)料斗(擠出機(jī)溫度：140~180 °C )，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過(guò)冷卻水槽進(jìn)行冷 卻，再經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔(設(shè)置80°C)烘干2小時(shí)以上然后用真空鋁塑 袋進(jìn)行包裝、暫時(shí)存放。
[0052] 2、成品制備：
[0053] 2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、抗氧劑300按照1.6% :0.13% :0.04%的比例進(jìn)行混 合(混合后成為硅烷助劑），充分混合后硅烷助劑待用；
[0054] 2·2)將LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按照40% :20%:25%: 8.23 % : 5 %的比例吸入到攪拌機(jī)進(jìn)行混合，混合均勻后吸入干燥塔，設(shè)定60 °C，烘干時(shí)間大 于半個(gè)小時(shí)，之后將材料吸入原料料倉(cāng)；
[0055] 2.3)以上物料經(jīng)計(jì)量稱自動(dòng)加料加入到雙螺桿擠出機(jī)，將已經(jīng)配好的硅烷助劑也 經(jīng)過(guò)計(jì)量稱在第二區(qū)加入到雙螺桿，以上材料在雙螺桿進(jìn)行接枝；
[0056] 2.4)經(jīng)雙螺桿接枝后的材料經(jīng)單螺桿擠出、偏心水霧切粒，經(jīng)輸送水栗輸送到脫 水機(jī)，經(jīng)脫水后由輸送風(fēng)機(jī)輸送至沸騰床，通過(guò)控制料位的高度對(duì)材料進(jìn)行充分干燥，后由 真空吸料機(jī)吸入成品料倉(cāng)；
[0057] 2.4)計(jì)量、包裝即為成品。
[0058] 2.5)對(duì)以上制備的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為合格。
[0059]
[0060] 實(shí)施例2
[0061 ] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，該電線電纜包括絕緣材料和設(shè)置在絕緣材 料內(nèi)的導(dǎo)線，該絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 40.70% LLDPE-8320： 24. 35% LDPE：：: 21.25? mht 10,68% PP: 0.75% 硅烷偶聯(lián)劍： IM
[0062] 交聯(lián)劑 DCP: 0. 1:3% 抗氧劑300: 0> 04% 抗氧劑 1010: 0:. 05? 抗氧劑 DLTP; 0. 025% 抗氧劑 1024: 0, 05% 有機(jī)錫: 6.04% 氟橡膠母料： 0. 335%。.
[0063] 上述的絕緣材料采用實(shí)施例1的二步法制備絕緣材料。
[0064] 實(shí)施例3
[0065] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，該電線電纜包括絕緣材料和設(shè)置在絕緣材 料內(nèi)的導(dǎo)線，該絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 42.25% LLDPE-8320： 21.5% LDPE： 25% BM： 8. 23% PP； 0. 751： 硅烷偶聯(lián)劑： 1.6%
[0066] 交聯(lián)劑DCP: 0. 13% 抗氧劑300: 0. (?? 抗氧劑 1010: 0. 05% 抗氧劑 DLTP: 0. 025% 抗氧劑 1024: 0. 05% 有機(jī)錫： （),04%
[0067]氟橡膠母料： 0. 335°/0?
[0068] 一步法制備10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜的方法。絕緣材料的制備主要由 兩部分組成，一是催化劑母料的制備，二是成品制備。
[0069] -、催化劑母料制備:催化劑母料占總材料成分的5%，具體配方如下： LLDPE-7042· 22.5 憂斤 2.25% LLDPE-8320: 15 公斤 1. 5% ΡΡ? 7.5 公斤 0,75% 氟橡膠母粒： 3.35公斤 0,335%
[0070] 有機(jī)錫： 0.4公斤 0.04% 抗氧劑1010: 0.5公斤 0.05% 抗氧劑DLTP: 0. 25公斤 0.025% 抗氧劑1024: 0.5公斤 0.05%;
[0071] 將以上材料(共50公斤)在攪拌機(jī)里攪拌，先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘，然 后放出倒入擠出機(jī)料斗(擠出機(jī)溫度：140~180 °C )，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過(guò)冷卻水槽進(jìn)行冷 卻，再經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔(設(shè)置80°C)烘干2小時(shí)以上然后用真空鋁塑 袋進(jìn)行包裝、暫時(shí)存放。
[0072] 二、成品制備：
[0073] 1、將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、抗氧劑300按照1.6% :0.13% :0.04%的比例進(jìn)行混合 (混合后成為硅烷助劑），充分混合后硅烷助劑待用；
[0074] 2、將主設(shè)備雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行加熱到90°C ;
[0075] 3、將 LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按照40%:20%:25% :8·23%: 5%的比例吸入到雙錐轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，然后將蓋子密閉，開(kāi)啟雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行干燥、混合；
[0076] 4、以上物料干燥、混合2.5小時(shí)后，通過(guò)液體噴淋裝置將備用的硅烷助劑加入到物 料內(nèi)；
[0077] 5、硅烷助劑經(jīng)過(guò)2.5小時(shí)的吸收后放出；
[0078] 6、計(jì)量、包裝即為成品。
[0079] 7、對(duì)以上制備的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為合格。
[0080]
[0081]
[0082] 實(shí)施例4
[0083] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，該電線電纜包括絕緣材料和設(shè)置在絕緣材 料內(nèi)的導(dǎo)線，該絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 44.25% LLDPE-8320： 20. 5% LDPE： 21：% EVA： II, 23% PP? 0.75%
[0084] 硅烷偶聯(lián)劑： 1.6% 交聯(lián)劑DCP: 0.13% 抗氧劑300: 0. 04% 抗氧劑 1010: 0. 05% 抗氧劑 DLTP: 0. 025% 抗氧劑 1024; 0. 05% 有機(jī)錫： 0. 04%
[0085] 氟橡膠母料： 0. 335篇。
[0086] 上述的絕緣材料采用實(shí)施例3的一步法制備絕緣材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. IOkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，該電線電纜包括絕緣材料和設(shè)置在絕緣材料 內(nèi)的導(dǎo)線，其特征在于絕緣材料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 40^45% LLDPE-8320； 18~25% LDPE:: 2:(廣30% BMi 5:~12% 娃焼偶聯(lián)劑： 12%:. 交聯(lián)劑 DCP: 0. 10^0. 15% 抗氧劑 3Q0: 0.02~Q. 06% 以及催化劑母料； 所述的催化劑母料由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 0? ：LLDPE-8：3；20i Γδ% PPt 0· 5~1% 抗氧劑 1010: 0.02 ~0.1% 抗氧劑 DLTP: 0. 〇Γ〇. 05% 杭氧劑 1024: 0,. 2^0. 1% 有機(jī)錫： Q. Γ0. 1% 氟橡膠母料： 0... :?〇.2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯電線電纜，其特征在于該絕緣材 料按重量百分比計(jì)由以下的組分制備得到： LLDPE-7042i 40% LLDPE-832& 20% LDPEt 25% EU: 8.23% 硅烷偶聯(lián)劑： 1,6% 交聯(lián)劑DCP: 0. 13% 抗氧劑300: Θ. %m 以及催化劑母料； 所述的催化劑母料由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 2.5% LLDPE - 8320: 1.5% PP: 0? 75% 硅烷偶聯(lián)劑： 1.6% 抗氧劑 1010: 0.05% 抗氧劑 DLTP: 0. 0251 抗氧劑 1024: 0. 05% 有機(jī)錫: 0.04% 氟橡膠母料： 認(rèn)335%。
【文檔編號(hào)】H01B3/44GK106009226SQ201610545220
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】趙勇, 俞麗琴, 李順利, 蔡煜明, 潘姝君
【申請(qǐng)人】浙江太湖遠(yuǎn)大新材料股份有限公司