專利名稱：高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法。
背景技術(shù)：
高壓電力電纜由于高壓電場作用以及機械保護需要，在電纜外層需要擠包塑料護層材料，通常高壓電力電纜的護套材料采用黑色聚乙烯材料，外表涂覆導(dǎo)電石墨或?qū)щ娋垡蚁苑乐垢邏焊袘?yīng)電壓擊穿、降低表面感應(yīng)電壓。但隨著城市高壓電網(wǎng)線路的地下化敷設(shè)，要求電纜具有低煙無鹵阻燃功能，故制備電纜護套的材料必須采用低煙無鹵阻燃黑色聚乙烯材料，而目前市場上提供的低煙無鹵阻燃護套材料通常采用乙烯醋酸乙烯共聚物體系中添加大量無機氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃體系，由于無機阻燃劑的粉體含量通常達到50%-70%之間，這就要求基體材料與粉體有很好的包容性，乙烯醋酸乙烯共聚物是一種較為理想的材料，為廣泛使用。但由于乙烯醋酸乙烯共聚物材料的機械強度、硬度較低，造成材料的機械強度低，耐磨性差，導(dǎo)致電纜在安裝敷設(shè)過程中電纜表層護套破損，尤其是大截面電纜情況更為嚴重，一旦電纜護層破裂有可能造成電網(wǎng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，電纜本體會受到各種侵害，不能有效保護電纜的有效運行；而且現(xiàn)有的低煙無鹵阻燃護套材料粘結(jié)性不好，導(dǎo)致表面的導(dǎo)電石墨層或?qū)щ娋垡蚁訒撀洌闺娎|局放電流不能有效釋放，影響高壓電纜的有效使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供機械強度高、耐磨以及粘結(jié)性能好的高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟
(1)在高速混合機內(nèi)高速混合無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化招，轉(zhuǎn)速900rpm-1100rpm,高速混合至溫度80°C 90°C時，進行脫水然后用172硅烷偶聯(lián)劑進行噴覆處理；
(2)經(jīng)所述172硅烷偶聯(lián)劑處理好的無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁和茂金屬聚乙烯、熔融指數(shù)在2、之間的乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯酸接枝高密度聚乙烯、有機硅硐、二硫化鑰、抗氧劑以及潤滑劑一起加入捏煉機中進行捏合，待捏合物料溫度升至125°C 135°C時，將捏合好的呈團狀的物料放至提升機中輸送至熔體錐形喂料機，喂料機將物料送至雙螺桿進行擠塑混煉，然后進入單螺桿擠塑機造粒，采用模面熱切造粒工藝，造好的粒子通過風(fēng)機輸送管道進入第一級旋風(fēng)冷卻分離器、第二級旋風(fēng)冷卻分離器、風(fēng)冷振動篩、第三級旋風(fēng)冷卻分離器，即得到成品材料；
所述護套的各材料組分按重量百分比計的含量為所述茂金屬聚乙烯10% 20%、所述乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5%、所述丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15%、所述氫氧化鎂無機阻燃劑20% 30%、所述氫氧化鋁無機阻燃劑30% 40%、所述有機硅硐20% 30%、所述二硫化鑰O. 5% 1%、所述172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%、所述抗氧劑O. 5% 1%、所述潤滑劑1% 2% ；
所述茂金屬聚乙烯是采用茂金屬作為催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯；
所述有機硅酮為高分子量的有機硅氧烷，其分子量大于10萬；
所述抗氧劑采用四3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯、4，4’ -硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2,4- 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種，或者，四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯與4，4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種的組合；
所述潤滑劑采用硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、N, N’ -亞乙基雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的組合。由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點在本發(fā)明的制備方法中，茂金屬聚乙烯的強度很高，采用高強度的茂金屬聚乙烯能夠提高電纜護套基體的強度；丙烯酸接枝高密度聚乙烯作為相容劑，能夠使茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機阻燃劑粉體充分混合并緊密結(jié)合，從而提高電纜護套材料的機械強度和硬度；有機硅酮、二硫化鑰作為硅系、鑰系潤滑劑，能夠提高電纜護套材料表面的耐磨性，即達到材料表面較低的摩擦系數(shù)；172硅烷偶聯(lián)劑對無機類物質(zhì)以及樹脂均具有親和性，故容易結(jié)合上無機物質(zhì)如無機阻燃劑、導(dǎo)電石墨，以及樹脂如聚乙烯，通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機阻燃劑的偶聯(lián)處理，不僅使得材料擠出后的表面能與石墨或?qū)щ娋垡蚁恿己谜辰?，還能使得茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機阻燃劑粉體充分緊密結(jié)合；這樣由本發(fā)明的制備方法制得的護套材料，有優(yōu)異的機械性能，因為護套材料采用無鹵阻燃材料的相容劑丙烯酸接枝高密度聚乙烯、特種改性聚乙烯茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物等材料的有效配合，提高材料的機械強度和硬度；由于電纜，尤其是大截面電纜，在安裝施工過程中拖拉，容易造成護套層材料的磨損，為使電纜護套材料表面具有耐磨性，采取材料配方體系中添加硅系、鑰系潤滑劑，達到材料表面較低的摩擦系數(shù)，本護套材料的良好機械強度和耐磨性能有效提高電纜護套抗磨損現(xiàn)象；通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機阻燃劑的偶聯(lián)處理，使得護套材料與表面的石墨或?qū)щ娋垡蚁硬牧险辰Y(jié)性好，防止導(dǎo)電材料的脫離，避免電纜局放電流不能有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。
具體實施例方式下面進一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明制得的護套材料主要針對現(xiàn)有的低煙無鹵阻燃材料機械強度低、易磨損、粘結(jié)性不好的缺點，制備時在配方體系中通過多種聚乙烯材料的共混改進，提高基體材料的機械強度和硬度；并通過在材料體系中添加硅系和鑰系潤滑劑，提高材料的表面耐磨性；同時，通過硅烷偶聯(lián)劑對配方體系中的粉體材料進行表面處理，提高護套材料與電纜表層導(dǎo)電材料的良好粘接；最終有效實現(xiàn)電纜在敷設(shè)安裝過程中不易磨損破裂，電纜表面的導(dǎo)電層不易脫落。具體來說，本發(fā)明的高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法，包括以下步驟首先在高速混合機內(nèi)高速混合無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化招，轉(zhuǎn)速900rpm-1100 rpm,高速混合至溫度80°C 90°C時，進行脫水然后用172硅烷偶聯(lián)劑進行噴覆處理；經(jīng)172硅烷偶聯(lián)劑處理好的無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁和茂金屬聚乙烯、熔融指數(shù)在21之間的乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯酸接枝高密度聚乙烯、有機硅硐、二硫化鑰、抗氧劑以及潤滑劑一起加入捏煉機中進行捏合，待捏合物料溫度升至125°C 135°C時，將捏合好的呈團狀的物料放至提升機中輸送至熔體錐形喂料機，喂料機將物料送至雙螺桿進行擠塑混煉，然后進入單螺桿擠塑機造粒，采用模面熱切造粒工藝，造好的粒子通過風(fēng)機輸送管道進入第一級旋風(fēng)冷卻分離器、第二級旋風(fēng)冷卻分離器、風(fēng)冷振動篩、第三級旋風(fēng)冷卻分離器，即得到成品材料；護套的各材料組分按重量百分比計的含量為茂金屬聚乙烯10% 20%、乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5%、丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15%、氫氧化鎂無機阻燃劑20% 30%、氫氧化鋁無機阻燃劑30% 40%、有機硅硐20% 30%、二硫化鑰O. 5% 1%、172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%、抗氧劑O. 5% 1%、潤滑劑1% 2% ;茂金屬聚乙烯是采用茂金屬MAO作為催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯，茂金屬聚乙烯的強度很高，采用高強度的茂金屬聚乙烯能夠提高電纜護套基體的強度；丙烯酸接枝高密度聚乙烯作為相容劑，能夠使茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機阻燃劑粉體充分混合并緊密結(jié)合，從而提高電纜護套材料的機械強度和硬度；有機硅酮為高分子量的有機硅氧烷，其分子量大于10萬，屬于硅系潤滑劑；二硫化鑰屬于鑰系潤滑劑，通過硅系、鑰系潤滑劑，能夠提高電纜護套材料表面的耐磨性，即達到材料表面較低的摩擦系數(shù)；172硅烷偶聯(lián)劑對無機類物質(zhì)以及樹脂均具有親和性，故容易結(jié)合上無機物質(zhì)如無機阻燃劑、導(dǎo)電石墨，以及樹脂如聚乙烯，通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機阻燃劑的偶聯(lián)處理，不僅使得材料擠出后的表面能與石墨或?qū)щ娋垡蚁恿己谜辰?，還能使得茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物與無機阻燃劑粉體充分緊密結(jié)合；抗氧劑采用四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯、4，4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種，或者，四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯與4，4’ -硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種的組合，抗氧劑的抗氧化作用能夠降低護套材料的老化速度；潤滑劑采用硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、N，N’ -亞乙基雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的組合，用于對各材料組分的潤滑。護套材料有多種顏色，當(dāng)需要著色時，需要添加相應(yīng)的著色劑，譬如說，護套材料是黑色的，則護套用材料中的組分還有炭黑，按重量百分比計的含量為O. 5% 1%。本發(fā)明制得的護套材料，有優(yōu)異的機械性能，由于護套材料采用無鹵阻燃材料的相容劑丙烯酸接枝高密度聚乙烯、特種改性聚乙烯茂金屬聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物等材料的有效配合，提高材料的機械強度和硬度；由于大截面電纜在安裝施工過程中拖拉，容易造成護套層材料的磨損，為使電纜護套材料表面具有耐磨性，采取材料配方體系中添加硅系、鑰系潤滑劑，達到材料表面較低的摩擦系數(shù)，本護套材料的良好機械強度和耐磨性能有效提高電纜護套抗磨損現(xiàn)象；通過172硅烷偶聯(lián)劑對無機阻燃劑的偶聯(lián)處理，使得護套材料與表面的石墨或?qū)щ娋垡蚁硬牧险辰Y(jié)性好，防止導(dǎo)電材料的脫離，避免電纜局放電流不能有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。綜上，通過本發(fā)明制備方法制得的護套材料的機械性能高、耐磨性和粘結(jié)性好，使得電纜在安裝敷設(shè)過程中，電纜護套層不易磨損破裂，不易造成由于電纜表面導(dǎo)電層的破損而損害電纜局放電流的有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。
權(quán)利要求
1.高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟(1)在高速混合機內(nèi)高速混合無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化招，轉(zhuǎn)速900rpm-1100rpm,高速混合至溫度80°C 90°C時，進行脫水然后用172硅烷偶聯(lián)劑進行噴覆處理；(2)經(jīng)所述172硅烷偶聯(lián)劑處理好的無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁和茂金屬聚乙烯、熔融指數(shù)在2 8之間的乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯酸接枝高密度聚乙烯、有機硅硐、二硫化鑰、抗氧劑以及潤滑劑一起加入捏煉機中進行捏合，待捏合物料溫度升至125°C 135°C時，將捏合好的呈團狀的物料放至提升機中輸送至熔體錐形喂料機，喂料機將物料送至雙螺桿進行擠塑混煉，然后進入單螺桿擠塑機造粒，采用模面熱切造粒工藝，造好的粒子通過風(fēng)機輸送管道進入第一級旋風(fēng)冷卻分離器、第二級旋風(fēng)冷卻分離器、風(fēng)冷振動篩、第三級旋風(fēng)冷卻分離器，即得到成品材料；所述護套的各材料組分按重量百分比計的含量為所述茂金屬聚乙烯10% 20%、所述乙烯醋酸乙烯共聚物2% 5%、所述丙烯酸接枝高密度聚乙烯10% 15%、所述氫氧化鎂無機阻燃劑20% 30%、所述氫氧化鋁無機阻燃劑30% 40%、所述有機硅硐20% 30%、所述二硫化鑰O. 5% 1%、所述172硅烷偶聯(lián)劑O. 2% 1%、所述抗氧劑O. 5% 1%、所述潤滑劑1% 2% ；所述茂金屬聚乙烯是采用茂金屬作為催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯；所述有機硅酮為高分子量的有機硅氧烷，其分子量大于10萬；所述抗氧劑采用四3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯、4，4’ -硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種，或者，四3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯與4，4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯、β，β ’ -硫化二丙酸二硬脂酸酯中的一種的組合；所述潤滑劑采用硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、N，N’ -亞乙基雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種的組合。全文摘要
本發(fā)明公開了高壓電纜護套用低煙無鹵阻燃材料的制備方法，首先在高速混合機內(nèi)高速混合無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁，轉(zhuǎn)速900rpm-1100rpm，高速混合至溫度80℃~90℃時，進行脫水然后用172硅烷偶聯(lián)劑進行噴覆處理；經(jīng)172硅烷偶聯(lián)劑處理好的無機阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁和茂金屬聚乙烯、熔融指數(shù)在2~8之間的乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯酸接枝高密度聚乙烯、有機硅硐、二硫化鉬、抗氧劑以及潤滑劑一起加入捏煉機中進行捏合，待捏合物料溫度升至125℃~135℃時，將捏合好的呈團狀的物料放至提升機中輸送至熔體錐形喂料機，喂料機將物料送至雙螺桿進行擠塑混煉，然后進入單螺桿擠塑機造粒，采用模面熱切造粒工藝，造好的粒子通過風(fēng)機輸送管道進入第一級旋風(fēng)冷卻分離器、第二級旋風(fēng)冷卻分離器、風(fēng)冷振動篩、第三級旋風(fēng)冷卻分離器，即得到成品材料；這樣制得的護套材料的機械性能高、耐磨性和粘結(jié)性好，使得電纜在安裝敷設(shè)過程中，電纜護套層不易磨損破裂，不易造成由于電纜表面導(dǎo)電層的破損而損害電纜局放電流的有效釋放，保證高壓電纜的有效使用。
文檔編號H01B7/295GK102952311SQ20111025126
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者張賢靈, 程曉松, 任政, 于德寶 申請人:蘇州亨利通信材料有限公司