一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法
2023-06-19 16:11:36
專利名稱：一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種電纜絕緣料的製備領域，尤其是一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法。
背景技術：
電線電纜是電力運輸的關鍵部件，其中的絕緣材料是電纜耐壓的關鍵因素之一。高分子材料具有優良的絕緣特性和可加工性能，成為電纜絕緣材料的首選。而化學交聯聚乙烯又以其獨特的絕緣特性和優良的力學性能、耐熱性能，如較高的過載溫度、使用溫度和短路溫度，成為近年來發展迅猛的高壓電纜用絕緣材料。目前，國際上110-220kV級高壓電 纜基本上均使用交聯聚乙烯絕緣層，部分500-800kV級超高壓電纜的交流線路也開始使用運行。我國的電力電纜也在向高壓、超高壓方向發展，與此同時相應的電線電纜絕緣材料業在逐步由低壓向高壓發展。中壓(35kV及以下)的高分子絕緣電纜料總體來說與世界上先進國家的水平相差不遠，但IlOkV及以上高等級的材料，國內至今都無法生產，全部從國外進口。高絕緣聚乙烯材料的製作工藝分為熔融共混造粒和添加劑吸收造粒，比較之下，前者的優勢是國內外的技術相對成熟，劣勢是需要一個把聚乙烯熔融擠出的過程，工藝成本和步驟要比後者多，並且不能避免預交聯的隱患；後者的優勢是工藝簡單，成本低廉，但是會有添加劑吸收不充分，擴散分布不均勻的問題。聚乙烯吸收法化學交聯改性的技術瓶頸，關鍵點是一種新型多元抗氧劑取代傳統的抗氧劑，既能滿足化學交聯電纜材料的常規熱老化性能，又能滿足與PE的相容性，保證在PE內部擴散分布均勻，最大限度的減少添加劑的析出。從抗氧劑的機理出發，傳統的抗氧劑或者復配抗氧劑具有抗熱氧老化效果好，自身穩定，熱失重低，抗老化後期效性高等優勢，但用在聚乙烯吸收法化學交聯改性中會產生吸收不充分，PE內部擴散分布不均勻的。原因是此類抗氧體系分子量大，熔點高，在吸收法改性的工藝溫度下與PE相容性差，易析出，導致最終製品質量波動性大。
發明內容
本發明目的是提供一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，該方法能耗低，生產效率高，排除了傳統熔融造粒工藝加工溫度過高，容易形成預交聯的隱患，解決了吸收法改性擴散分布不均勻，製品質量不穩定的問題。本發明的技術方案是一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，
(1)在70至80°C的溫度下將聚乙烯樹脂預熱10至15分鐘；
(2)對預熱的聚乙烯樹脂進行去雜質處理；
(3)保持70至80°C的溫度，並向加熱的聚乙烯樹脂中添加過氧化物交聯劑和多元復配抗氧劑，並攪拌30至35分鐘後靜置20至25小時後得到製品。進一步的，步驟(I)中所述的聚乙烯樹脂的直徑為2_3mm，其熔融指數為I. 5-2. 0g/10min，密度為 O. 910-0. 915g/cm3。進一步的，步驟(3)中所述的過氧化物交聯劑選自2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、雙叔丁過氧基二異丙苯、過氧化苯甲醯或4，4_雙(過氧化叔丁基)戊酸正丁酯中的一種或幾種。進一步的，步驟(3)中所述的多元復配抗氧劑為受阻酚抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物，其重量比為
受阻酚類亞磷酸酯類硫代酯類=2-2. 5 2-2. 5:1。進一步的，所述過氧化物交聯劑、所述聚乙烯樹脂以及所述多元復配抗氧劑的重量比為 2-3. 5:100:0. 3-0. 5。進一步的，上述的整個生產過程中，環境保持正壓，空氣壓力為10-15N/m2，空氣清潔度雜質粒子數彡O. 2 X IO8Nr/m3，環境溫度20±5°C，相對溼度< 75%
與現有技術相比，本發明的特點和顯著優點為 I.本發明所獲得的高絕緣聚乙烯材料，擠出性和成纜性好，可用於高壓電力電纜的絕緣層或護套層。本發明能耗低，生產效率高，排除了傳統熔融造粒工藝加工溫度過高，容易形成預交聯的隱患，解決了吸收法改性擴散分布不均勻，製品質量不穩定的問題。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。本發明的目的在於提供一種110-220kv的高絕緣聚乙烯材料的製備方法。實施例I 配方(重量份)
過氧化物交聯劑 2份 聚乙烯樹脂100份
多元復配抗氧劑 O. 3份
聚乙烯樹脂的直徑為2-3mm，其熔融指數為I. 5-2. 0g/10min，密度為O. 910-0. 915g/
3
cm ο過氧化物採用2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷。多元復配抗氧劑的組分如下
受阻酚類亞磷酸酯類硫代酯類=2:2:1。將受阻酚類、亞磷酸酯類和硫代類混合，即可獲得多元復配抗氧劑；
製備方法
(1)在70°C的溫度下將聚乙烯樹脂預熱10分鐘；
(2)對預熱的聚乙烯樹脂進行去雜質處理；
(3)保持70°C的溫度，並向加熱的聚乙烯樹脂中添加過氧化物交聯劑和多元復配抗氧齊U，並攪拌30分鐘後靜置25小時後得到製品。上述的整個生產過程中，環境保持正壓，空氣壓力為10-15N/m2，空氣清潔度雜質粒子數彡O. 2X 108Nr/m3，環境溫度20±51，相對溼度< 75%。
能耗比較
權利要求
1.一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於， (1)在70至80°C的溫度下將聚乙烯樹脂預熱10至15分鐘； (2)對預熱的聚乙烯樹脂進行去雜質處理； (3)保持70至80°C的溫度，並向加熱的聚乙烯樹脂中添加過氧化物交聯劑和多元復配抗氧劑，並攪拌30至35分鐘後靜置20至25小時後得到製品。
2.根據權利要求I所述的一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，步驟(I)中所述的聚乙烯樹脂的直徑為2-3mm，其熔融指數為I. 5-2. 0g/10min，密度為O. 910-0. 915g/3cm ο
3.根據權利要求I所述的一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，步驟(3)中所述的過氧化物交聯劑選自2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、雙叔丁過氧基二異丙苯、過氧化苯甲醯或4，4_雙(過氧化叔丁基)戊酸正丁酯中的一種或幾種。
4.根據權利要求I所述的一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，步驟(3)中所述的多元復配抗氧劑為受阻酚抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物，其重量比為 受阻酚類亞磷酸酯類硫代酯類=2-2. 5 2-2. 5:1。
5.根據權利要求I所述的一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，所述過氧化物交聯劑、所述聚乙烯樹脂以及所述多元復配抗氧劑的重量比為2-3. 5:100:0. 3-0. 5。
6.根據權利要求I所述的一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，上述的整個生產過程中，環境保持正壓，空氣壓力為10-15N/m2，空氣清潔度雜質粒子數(O. 2 X IO8Nr/m3，環境溫度 20±5°C，相對溼度< 75%。
全文摘要
本發明公開了一種高絕緣聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，(1)在70至80℃的溫度下將聚乙烯樹脂預熱10至15分鐘；(2)對預熱的聚乙烯樹脂進行去雜質處理；(3)保持70至80℃的溫度，並向加熱的聚乙烯樹脂中添加過氧化物交聯劑和多元復配抗氧劑，並攪拌30至35分鐘後靜置20至25小時後得到製品。其優點在於，本發明所獲得的高絕緣聚乙烯材料，擠出性和成纜性好，可用於高壓電力電纜的絕緣層或護套層；本發明的能耗低，生產效率高，排除了傳統熔融造粒工藝加工溫度過高，容易形成預交聯的隱患，解決了吸收法改性擴散分布不均勻，製品質量不穩定的問題。
文檔編號C08K5/13GK102850636SQ20121038193
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月11日 優先權日2012年10月11日
發明者吳秀琴 申請人:崑山捷興翡國際貿易有限公司