10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色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)聚乙烯銀灰色電線電纜及其制備方法。該銀灰色電線電纜的絕緣材料按重量百分比計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、有機錫、氟橡膠母料、紫外線吸收劑和銀灰色母料。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候會放出有毒有害氣體，而硅烷絕緣料無毒無害。
【專利說明】
10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色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)聚乙烯銀灰色電線電纜 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，其中相對量大、應(yīng)用歷史 長的主要是PE，它有HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及經(jīng)過交聯(lián)的XLPE，它們的應(yīng)用已毋需多說。行 業(yè)中現(xiàn)今聚烯烴的應(yīng)用和發(fā)展趨勢主要集中在以下幾方面：
[0003] (1)無鹵低煙材料的系列化、完善化
[0004] 無鹵低煙阻燃電纜料是近年來發(fā)展較快的品種，符合IEC92-359標(biāo)準(zhǔn)要求的熱塑 型料已得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著石油平臺、核電站、艦船用電纜及其他環(huán)境惡劣的使用 場合的要求，交聯(lián)型無鹵低煙電纜料的應(yīng)用范圍將會越來越大。
[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，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， 故而問題并不突出。而ADSS主要是沿著110KV、220KV的高壓線路附設(shè)，其護套的耐電蝕性將 直接影響光纜壽命，故對護套材料的耐電痕性有較為苛刻的要求，即在施加實際使用拉力 的90%張力情況下，進行1000小時的耐電痕試驗，它需要有為此專門設(shè)計的配方體系，其中 的關(guān)鍵即為耐電痕劑的使用、優(yōu)越的物理機械性能、良好工藝加工性的平衡。目前，英、德、 美等國對ADSS的壽命研究還在繼續(xù)，其重點還是如何提高置于空間電場中電纜護套材料的 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、無鹵低煙阻燃料、乙丙電纜料已相繼有產(chǎn)品問世。國 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，無論用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（如125°C、150°C)的應(yīng) 用開發(fā)上，與國外差距比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰 色電線電纜。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 火的時候會放出有毒有害氣體，而硅烷絕緣料無毒無害。
[0012] 為了實現(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)聚乙烯銀灰色電線電纜，該銀灰色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由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 4CT45% LLDPE-8320： 18^25% LDPE； 20^30% 腿； 5^12% PP： ο. ΓΒ 経煉偶聯(lián)劑: Γ2% 交聯(lián)劑 DCP: 0. !0"0. 15%
[0014] 抗氧劑 300: 0.02^0, 06% 抗氧劑 mio: 0. 02^0. 1% 抗氧劑 DLTP: 0. 〇 Γα. 05% 抗氧劑 1024: 0. 2^0.1% 有機錫： 0.2~0,1% 氟橡膠母料： PQ:. 5? 銀灰色母料： ：0. S~l. 2% 紫外線吸收劑： Γ?.(8)?
[0015] 作為優(yōu)選，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到： LLDPE-7Q42;: 42 ~43% LLDPE-8320： 20-22% LDPE：： 2:416%.
[0016] EVA· 8'10% PP；： 0· 5~1% 硅烷偶聯(lián)劑： Γ2% 交聯(lián)劑 DCP: 0. 10~0. 15% 抗氧劑 300: 0.02~0.06% 抗氧劑 1010: 0.02、0.1% 抗氧劑 DLTP: 0. 0Γ?. 05% 抗氧劑 1024: 0. 2"0, 1%
[0017] 有機錫： 0. 2~0. 1% 氟橡膠母料： 0. Γ0. 5% 銀灰色母料： 0. 8~1. 0% 紫外線吸收劑； 0. 5D. 8%。
[0018] 二步法制備10kv及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜的方法，上述的絕緣材料 的制備方法包括以下的步驟：
[0019] 1)催化劑母料制備:按重量百分比計，催化劑母料占總材料成分的3~10%，其中： LLDPE-7042： Γ5% LLDPE-8320； 0,5"? PP ： 0. 5"1% 抗氧劑 1010: O.02D. 1% 抗氧劑 DLTP: 0. 〇Γ〇.. 05%
[0020] 抗氧劑 1024: 0. 2"0. 1% 有機錫： 0. 21). 1」％ 氟橡膠母料： 0, Γ0. 5% 銀灰色母料： α.Γι.2% 紫外線吸收劑: 0. Γ1. 0%；
[0021]將以上材料在攪拌機里攪拌，先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘，然后放出倒入 擠出機料斗，擠出機溫度：140~180°C，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，再經(jīng)過風(fēng) 機吹干后進行切粒，顆粒在干燥塔，設(shè)置80°C烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、 暫時存放；
[0022] 2)成品制備：
[0023] 2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300按照硅烷偶聯(lián)劑：1~2% :0.13% :0.02 ~0.06 %的比例進行混合，混合后成為硅烷助劑，充分混合后硅烷助劑待用；
[0024] 2·2)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按：35~44% :15~24%:20~ 30% : 3~10%的比例吸入到攪拌機進行混合，混合均勻后吸入干燥塔，設(shè)定60°C，烘干時間 大于半個小時，之后將材料吸入原料料倉；
[0025] 2.3)以上物料經(jīng)計量稱自動加料加入到雙螺桿擠出機，將已經(jīng)配好的硅烷助劑也 經(jīng)過計量稱在第二區(qū)加入到雙螺桿，以上材料在雙螺桿進行接枝；
[0026] 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，經(jīng)脫水后由輸送風(fēng)機輸送至沸騰床，通過控制料位的高度對材料進行充分干燥，后由 真空吸料機吸入成品料倉；
[0027] 2.5)計量、包裝即為成品。
[0028] 一步法制備10kV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜的方法，上述的絕緣材料 的方法包括以下的步驟：
[0029] 1)催化劑母料制備:按重量百分比計，催化劑母料占總材料成分的3~10%，其中： LLDPE-7042： 1-5% LLDPE-8320： 0..5-4% PP:; 0.5-1% 抗氧劑 1010: 0, 02~0,1% 抗氧劑 DLTP: 0. 01-0.05^
[0030] 抗氧劑 1024: 0. 2-0.)'V 有機錫： Q.24U% 氟橡膠母料： （).1~0.5% 銀灰色母料： Ο. Π . 2:% 紫外線吸收劑： Ο.Γ1.0%;
[0031] 將以上材料在攪拌機里攪拌，先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘，然后放出倒入 擠出機料斗，擠出機溫度：140~180°C，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，再經(jīng)過風(fēng) 機吹干后進行切粒，顆粒在干燥塔，設(shè)置80°C烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、 暫時存放；
[0032] 2)成品制備：
[0033] 2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300按照硅烷偶聯(lián)劑：1~2% :0.13% :0.02 ~0.06 %的比例進行混合，混合后成為硅烷助劑，充分混合后硅烷助劑待用；
[0034] 2.2)將主設(shè)備雙錐轉(zhuǎn)鼓進行加熱到90°C ;
[0035] 2.3)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按：35~44% :15~24% :20~ 30% :3~10%比例吸入到雙錐轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，然后將蓋子密閉，開啟雙錐轉(zhuǎn)鼓進行干燥、混合；
[0036] 2.4)以上物料干燥、混合2.5小時后，通過液體噴淋裝置將備用的硅烷助劑加入到 物料內(nèi)；
[0037] 2.5)硅烷助劑經(jīng)過2.5小時的吸收后放出；
[0038] 2.6)計量、包裝即為成品。
[0039] 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候會放出有毒有害 氣體，而硅烷絕緣料無毒無害。
[0040] 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，出膠均勻，無顆粒，連續(xù)開機12天無老膠出現(xiàn)；電纜熱延伸檢測在70 %~ 80%，永久變形在0~5%范圍內(nèi)；局部放電檢測在2PC以內(nèi)，工頻耐壓試驗30分鐘無擊穿;半 成品、成品檢測均符合GB/T 12706-2002要求。
[0041]本發(fā)明的產(chǎn)品與聚氯乙烯比較，抗熱變性比PvC好，抗過載能力強。短路運行溫度 最高可達250 °C。而PVC耐熱性差，其80 °C持續(xù)4h其變性可達50%。當(dāng)電纜過載運行時易造成 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，改進了耐環(huán)境應(yīng)力龜裂與耐熱老化性能，增強 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，基本保持了原來的電氣性能。
【具體實施方式】 [0042] 實施例1
[0043] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜，該銀灰色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由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 41.75% LLDPE-8320： 20,5% LDPE· 25%: E￥A：： 8.23%： PP: ：〇.： 75%
[0044] 硅烷偶聯(lián)劑： U6% 交聯(lián)劑 DCP: (). 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% 有機錫： 0.0? 氟橡膠母料： 0, 335%
[0045] 銀灰色母料： 1,0% 紫外線吸收劑： 0.51
[0046] 二步法制備1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜的方法，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。
[0047] 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： LLDPB-7042： 22.5 公斤 2.25% LLDPE-8320 ； 15 公斤 1.5% PP: 7.5 公斤 0. 75? 氟橡膠母粒：_3.. 3.5:公斤 0.335% 有機錫： 0.4公斤 0.04%
[0048] 抗氧劑1010: 0. :5公斤 0. 05% 抗氧劑 DLTP: 25 公斤 Θ. 025% 抗氧劑1024: 0.5公斤 0, G5:% 銀灰色母料： 10公斤 1 紫外線吸收劑：5公斤0. 5%;
[0049] 將以上材料在攪拌機里攪拌，先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘，然后放出倒入 擠出機料斗(擠出機溫度：140~180°C )，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，再經(jīng)過風(fēng) 機吹干后進行切粒，顆粒在干燥塔(設(shè)置80°C)烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、 暫時存放。
[0050] 2、成品制備：
[00511 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%的比例進行混 合(混合后成為硅烷助劑），充分混合后硅烷助劑待用；
[0052] 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進行混合，混合均勻后吸入干燥塔，設(shè)定60 °C，烘干時間大 于半個小時，之后將材料吸入原料料倉；
[0053] 2.3)以上物料經(jīng)計量稱自動加料加入到雙螺桿擠出機，將已經(jīng)配好的硅烷助劑也 經(jīng)過計量稱在第二區(qū)加入到雙螺桿，以上材料在雙螺桿進行接枝；
[0054] 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，經(jīng)脫水后由輸送風(fēng)機輸送至沸騰床，通過控制料位的高度對材料進行充分干燥，后由 真空吸料機吸入成品料倉；
[0055] 2.4)計量、包裝即為成品。
[0056] 2.5)對以上制備的產(chǎn)品進行檢測，檢測結(jié)果為合格。
[0057]
[0058] 實施例2
[0059] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜，該銀灰色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由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 40. 20% LLDPE-8320： 23.35%
[0060] LDPE,： 21.25% Ε￥?：： 10.68% PP： 0.75% 硅焼偶聯(lián)劑： 1.6% 交聯(lián)劑DCP: 0. 13% 抗氧劑300: 0. 04% 抗氧劑 1010: 0. 05%
[0061 ]抗氧劑 DLTP: 0.025% 抗氧劑 1024: 0. 05% 有機錫： ft.04% 氟橡膠母料： Q. 335% 銀灰色母料： 1,0% 紫外線吸收劑： 01
[0062] 上述的絕緣材料采用實施例1的二步法制備絕緣材料。
[0063] 實施例3
[0064] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜，該銀灰色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由以下的組分制備得到： LLDPE-7042； 42.25% LLDPE-8320： 21.5% LDPE： 25% EVA： 8.23% PP： 0.75% 娃焼偶聯(lián)劑： L 6% 交聯(lián)劑DCP: 0.13%
[0065]抗氧劑 300: 0.04% 抗氧劑 10 K): 0.05% 抗氧劑 DLTP: 0. 025% 抗氧劑 1024: 0. 05% 有機錫； 0.04% 氟橡膠母料： 0, 335% 銀灰色母料： 1.0? 紫外線吸收劑： 0,5%。
[0066] 一步法制備1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜的方法。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。
[0067] -、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~7042i 22.5 公斤 2.2:5% LLDPE-8320： 15 公斤 1. 5% PP: 7.5 公斤 0:, 7? 氟橡膠母粒： 3.3:5公斤 0.335% 有機錫： 公斤 0.04%
[0068] 抗氧劑1010: 0.5公斤 0.05% 抗氧劑DLTP: 0* 25公斤 0.025% 抗氧劑1024: Q. 5公斤 0.05% 銀灰色母料： 1Q_公斤 L_0%:. 紫外線吸收劑:5公斤0.5%;
[0069] 將以上材料在攪拌機里攪拌，先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘，然后放出倒入 擠出機料斗(擠出機溫度：140~180°C )，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，再經(jīng)過風(fēng) 機吹干后進行切粒，顆粒在干燥塔(設(shè)置80°C)烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、 暫時存放。
[0070] 二、成品制備：
[0071] 1、將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、抗氧劑300按照1.6% :0.13% :0.04%的比例進行混合 (混合后成為硅烷助劑），充分混合后硅烷助劑待用；
[0072] 2、將主設(shè)備雙錐轉(zhuǎn)鼓進行加熱到90°C ;
[0073] 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，開啟雙錐轉(zhuǎn)鼓進行干燥、混合；
[0074] 4、以上物料干燥、混合2.5小時后，通過液體噴淋裝置將備用的硅烷助劑加入到物 料內(nèi)；
[0075] 5、硅烷助劑經(jīng)過2.5小時的吸收后放出；
[0076] 6、計量、包裝即為成品。
[0077] 7、對以上制備的產(chǎn)品進行檢測，檢測結(jié)果為合格。
[0078]
[0079]
[0080] 實施例4
[0081 ] 1 OkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜，該銀灰色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由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 42;. 75% LLDPE-8320· 2：0：. S% LDPE： 21% EVA： 11.23% PP： 0. 75%：
[0082] 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: Q. 025% 抗氧劑 1024: 0. 05% 有機錫： 0.04% 氟橡膠母料： 0, 33?
[0083] 銀灰色母料： 1.0% 紫外線吸收劑: 0. 5%〇
[0084] 上述的絕緣材料采用實施例3的一步法制備絕緣材料。
【主權(quán)項】
1. IOkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜，該銀灰色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由以下的組分制備得到： LLDPE-7042： 40"45% LLDPE-8320； 18^25% LDPE: 20~30% 狐:： PP; 0.a'l% 硅烷偶聯(lián)劑： 廣2% 交聯(lián)劑 DCP; 0.1 0-0, 15% 抗氧劑 300: 0.02~0,06% 抗氧劑 1010: 0. 02"0, 1% 抗氧劑 DLTP: 0.0廣0.05% 抗氧劑1024: 0, 2~0. 1% 有機錫： 0. 2~0, 1% 氟橡膠母料： 0.ΓΟ.5% 銀灰色母料； 0.8~1.2% 紫外線吸收劑： 0.4'1.0%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOkV及以下硅烷交聯(lián)聚乙烯銀灰色電線電纜，其特征在于該 絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到： LL0PB-7O42： 42^43% LLDPE-8320：· 20^22% L應(yīng)： 24 ~26% E￥A; 8~10% PPt 0, 5~1% 硅烷偶聯(lián)劑： 廣2% 交聯(lián)劑 DCP: 0. 10^0. 15% 抗氧劑 300: 0. 02^0. 06% 抗氧劑 1010 : 0. 02^0. 1% 抗氧劑 DLTP: 0.0 li). 05% 抗氧劑 1024: 0. 2^0. 1% 有機錫： 0. 2、. 1% 氟橡膠母料； ο. η 5% 銀灰色母枓1.0-2, 5.%·=
【文檔編號】C08L27/12GK106009231SQ201610546748
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】趙勇, 李順利, 俞麗琴, 蔡煜明, 鄭顏
【申請人】浙江太湖遠大新材料股份有限公司