一種輻照交聯聚烯烴電纜料及其製備方法與流程
2023-12-03 17:17:06
本發明屬於電纜料製造
技術領域：
，具體涉及一種輻照交聯聚烯烴電纜料及其製備方法。
背景技術：
：房屋作為一種建築產品，有使用年限和壽命的問題。依據國家建設部發布的《民用建築設計通則》，普通建築和構築物的設計使用年限一般為50年，從竣工驗收之日算起，一般50年便是普通房屋的壽命。而目前建築內用的電線電纜，其使用壽命為25～30年，僅為房屋使用壽命的一半左右。在國內，由於線纜長期未更換或更換不及時引起的事故屢見不鮮，其引發事故的原因主要為線纜老化後造成短路，在避免或減少此種事故的有效措施中，研發使用與建築同等壽命的線纜已成為趨勢。交聯聚烯烴材料具有優異的機械物理性能、電氣性能、使用溫度高、耐腐蝕、耐熱性能好等優點，正被越來越多地用於製備電力、能源、石油化工、電子、通訊、信息、機車等行業的電線電纜。但現有的交聯聚烯烴材料，由於其用途不同，材料性能相差較大，市場上已研發的用於建築類線纜的交聯聚烯烴材料，其壽命雖然比普通材料長，但仍未能達到和建築物同等壽命，在整個建築物壽命內，電纜仍需更換，更換不急時仍會出現安全事故。技術實現要素：為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種輻照交聯聚烯烴電纜料。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：一種輻照交聯聚烯烴電纜料，包含如下重量份數的組分：一種輻照交聯聚烯烴電纜料的製備方法，包括如下步驟：步驟一：用篩選機將紅磷、納米級蒙脫土過濾，去除粉料中的大顆粒和雜質；將氫氧化鎂、硬脂酸分別置於乾燥器中乾燥；將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘乾器中，在恆溫狀態下烘乾。步驟二：按重量份數將步驟一乾燥後的氫氧化鎂30～50份、硬脂酸0.15～2.5份投入密封的容器，容器放置恆溫水浴中加熱，並用攪拌器在容器內攪拌，攪拌後取出備用。步驟三：按重量份數將步驟一乾燥後的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55～65份、高密度聚乙烯18～25份、紅磷12～16份、納米級蒙脫土12～18份以及經步驟二處理後的氫氧化鎂30～50份和硬脂酸0.15～2.5份混合物依次投入密煉機中，在140～160℃的溫度下密煉5～8min，密煉均勻。步驟四：按照重量份數將矽酮1.5～4.5份、抗氧劑10100.4～6份、抗氧劑DLTP0.5～6份、三稀丙基異腈脲酸酯1～10份、二叔丁基過氧化物0.1～1份依次投入步驟三所述密煉機中，加熱密煉後出料。步驟五：將所述步驟四密煉機的出料用雙錐餵入雙螺杆混煉機進行混煉，設定從進料口到機頭各溫區的溫度，混煉均勻後出料。步驟六：將所述步驟五雙螺杆混煉機的出料餵入單螺杆造粒機，設定從進料口到機頭各溫區的溫度，擠出後切成均勻的顆粒。步驟七：將所述步驟六切出的顆粒進行烘乾，即得到輻照交聯聚烯烴電纜料。優選地，所述步驟一中氫氧化鎂、硬脂酸乾燥的時間為24h，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物烘乾的溫度為70～80℃，烘乾的時間為4h。優選地，所述步驟二中水浴溫度為85～95℃，攪拌器的轉速為100～1000r/min，攪拌時間為50～60min。優選地，所述步驟三中密煉的溫度為140～160℃，密煉的時間為5～8min。優選地，所述步驟四中密煉的溫度為140～160℃，密煉的時間為5～8min。優選地，所述步驟五中雙螺杆混煉機的長徑比為28:1，型號為Φ90～Φ120；混煉溫度為130～150℃。優選地，所述步驟六中單螺杆造粒機的長徑比為7:1，型號為Φ120；從進料口到機頭各溫區的溫度為130～150℃。與現有技術相比，本發明的有益效果：1.本發明的材料組分、重量份數、製造方法得到的輻照交聯聚烯烴擠包於導電線芯後，具有老化性能極佳、使用壽命特長、機械物理性能更好、安全係數更高等特點。本發明的電纜料製備的電線在70℃工作溫度下的使用壽命為62年，遠高於房屋的使用壽命，一次敷設，終身不用更換，節約了維修成本，同時，各項性能指標較普通電線優異，安全性能更高，為用戶的生命財產提供了安全保障。2.通過硬脂酸對氫氧化鎂進行改性，改善了填料與塑料的溼潤性，提高了無機阻燃劑與非極性基體樹脂之間的相容性，使樹脂與無機阻燃劑之間較弱的範德華力變成較強的化學鍵，克服了材料在加工過程中因熱脹冷縮而出現的高聚物與無機阻燃劑之間微細裂紋的形成，使材料的力學性能得到明顯提高；改善了氫氧化鎂的分散性，提高了材料的氧指數，從而提高了材料的阻燃等級。3.三稀丙基異腈脲酸酯和二叔丁基過氧化物配合使用，加速分子與分子之間的交聯固化，降低產品一半的輻照劑量，減少輻照過程中高能電子束對材料的損傷，提高了材料的生產效率及材料的使用壽命。4.矽酮提高了材料的流動性，降低材料的擠出扭矩以及主機電流和熔體壓力，提高電線的擠出速度，同時可與氫氧化鎂產生協調作用，提高產品的阻燃性，使產品的結殼性能更好，燒結物更完整，阻燃性能更佳。5.抗氧劑1010和抗氧劑DLTP兩者混合使用可產生協同效應，既捕獲產生的自由基使活性鏈反應終止，又將羥基分解為醇而穩定化，明顯提高了材料的熱氧化穩定性，使得材料的使用壽命更長。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。實施例1：本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料，包含如下重量份數的組分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55份；高密度聚乙烯18份；氫氧化鎂30份；紅磷12份；納米級蒙脫土12份；硬脂酸0.15份；矽酮1.5份；抗氧劑10100.4份；抗氧劑DLTP0.5份；三稀丙基異腈脲酸酯1份；二叔丁基過氧化物0.1份。本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料的製備方法，包括如下步驟：步驟一：用篩選機將紅磷、納米級蒙脫土過濾，去除粉料中的大顆粒和雜質；將氫氧化鎂、硬脂酸分別置於乾燥器中24h，去除或減少其中的水分；將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘乾器中，在70℃的恆溫狀態下烘乾4h。步驟二：按重量份數將經步驟一乾燥的氫氧化鎂30份、硬脂酸0.15份投入密封的容器，容器放置於85℃的恆溫水浴中加熱，並用轉速為100r/min的攪拌器在容器內攪拌，攪拌60min後取出備用。步驟三：按重量份數將經步驟一烘乾的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55份、高密度聚乙烯18份、紅磷12份、納米級蒙脫土12份以及處理後的氫氧化鎂30份和硬脂酸0.15份混合物依次投入密煉機中，在140℃的溫度下密煉8min，密煉均勻。步驟四：按照重量份數將矽酮1.5份、抗氧劑10100.4份、抗氧劑DLTP0.5份、三稀丙基異腈脲酸酯1份、二叔丁基過氧化物0.1份依次投入所述密煉機中，在140℃的溫度下密煉8min後出料。步驟五：將從所述步驟四密煉機中出來的料用雙錐餵入長徑比為28:1的Φ90型雙螺杆混煉機進行混煉，從進料口到機頭各溫區的設定溫度為130℃、140℃、145℃、150℃、145℃、140℃、140℃，混煉均勻後出料。步驟六：將從所述步驟五雙螺杆混煉機中出來的料餵入長徑比為7:1的Φ120單螺杆造粒機，從進料口到機頭各溫區的設定溫度為130℃、142℃、146℃、150℃、144℃、141℃、141℃，擠出後切成均勻的顆粒。步驟七：將所述步驟六切出的顆粒進行烘乾，即得到該本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料。實施例2：本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料，包含如下重量份數的組分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65份；高密度聚乙烯25份；氫氧化鎂50份；紅磷16份；納米級蒙脫土18份；硬脂酸2.5份；矽酮4.5份；抗氧劑10106份；抗氧劑DLTP6份；三稀丙基異腈脲酸酯10份；二叔丁基過氧化物1份。本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料的製備方法，包括如下步驟：步驟一：用篩選機將紅磷、納米級蒙脫土過濾，去除粉料中的大顆粒和雜質；將氫氧化鎂、硬脂酸分別置於乾燥器中24h，去除或減少其中的水分；將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘乾器中，在80℃的恆溫狀態下烘乾4h。步驟二：按重量份數將經步驟一乾燥的氫氧化鎂50份、硬脂酸2份投入密封的容器，容器放置於95℃的恆溫水浴中加熱，並用轉速為1000r/min的攪拌器在容器內攪拌，攪拌50min後取出備用。步驟三：按重量份數將經步驟一烘乾的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65份、高密度聚乙烯25份、紅磷16份、納米級蒙脫土18份以及處理後的氫氧化鎂50份和硬脂酸2.5份混合物依次投入密煉機中，在160℃的溫度下密煉5min，密煉均勻。步驟四：按照重量份數將矽酮4.5份、抗氧劑10106份、抗氧劑DLTP6份、三稀丙基異腈脲酸酯10份、二叔丁基過氧化物1份依次投入所述密煉機中，在160℃的溫度下密煉5min後出料。步驟五：將從所述步驟四密煉機中出來的料用雙錐餵入長徑比為28:1的Φ120型雙螺杆混煉機進行混煉，從進料口到機頭各溫區的設定溫度為130℃、140℃、145℃、150℃、145℃、140℃、140℃，混煉均勻後出料。步驟六：將從所述步驟五雙螺杆混煉機中出來的料餵入長徑比為7:1的Φ120單螺杆造粒機，從進料口到機頭各溫區的設定溫度為130℃、142℃、146℃、150℃、144℃、141℃、141℃，擠出後切成均勻的顆粒。步驟七：將所述步驟六切出的顆粒進行烘乾，即得到該本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料。實施例3：本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料，包含如下重量份數的組分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物62份；高密度聚乙烯23份；氫氧化鎂45份；紅磷13份；納米級蒙脫土14份；硬脂酸2份；矽酮4份；抗氧劑10103份；抗氧劑DLTP5份；三稀丙基異腈脲酸酯8份；二叔丁基過氧化物0.6份。本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料的製備方法，包括如下步驟：步驟一：用篩選機將紅磷、納米級蒙脫土過濾，去除粉料中的大顆粒和雜質；將氫氧化鎂、硬脂酸分別置於乾燥器中24h，去除或減少其中的水分；將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘乾器中，在75℃的恆溫狀態下烘乾4h。步驟二：按重量份數將經步驟一乾燥的氫氧化鎂45份、硬脂酸2份投入密封的容器，容器放置於90℃的恆溫水浴中加熱，並用轉速為800r/min的攪拌器在容器內攪拌，攪拌55min後取出備用。步驟三：按重量份數將經步驟一烘乾的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物62份、高密度聚乙烯23份、紅磷13份、納米級蒙脫土14份以及處理後的氫氧化鎂45份和硬脂酸2份混合物依次投入密煉機中，在150℃的溫度下密煉6min，密煉均勻。步驟四：按照重量份數將矽酮4份、抗氧劑10103份、抗氧劑DLTP5份、三稀丙基異腈脲酸酯8份、二叔丁基過氧化物0.6份依次投入所述密煉機中，在150℃的溫度下密煉6min後出料。步驟五：將從所述步驟四密煉機中出來的料用雙錐餵入長徑比為28:1的Φ100型雙螺杆混煉機進行混煉，從進料口到機頭各溫區的設定溫度為130℃、140℃、145℃、150℃、145℃、140℃、140℃，混煉均勻後出料。步驟六：將從所述步驟五雙螺杆混煉機中出來的料餵入長徑比為7:1的Φ120單螺杆造粒機，從進料口到機頭各溫區的設定溫度為130℃、142℃、146℃、150℃、144℃、141℃、141℃，擠出後切成均勻的顆粒。步驟七：將所述步驟六切出的顆粒進行烘乾，即得到該本發明的輻照交聯聚烯烴電纜料。將按照上述方法製成的輻照交聯聚烯烴電纜料進行檢測，所有檢測指標均符合預期設計主要檢測結果見表1。表1輻照交聯聚烯烴電纜料性能指標將按照上述方法製成的輻照交聯聚烯烴電纜料擠包在銅導體上製成電線，對熱壽命進行試驗，按照GB/T11026.1中規定的方法進行，通過阿累尼烏斯(Arrhenius)曲線推導出導體在70℃工作溫度下電線的使用壽命為62年，遠高於房屋的使用壽命。將按照上述方法製成的輻照交聯聚烯烴電纜料擠包在銅導體上製成的電線與普通電線進行綜合性能評比，結果表明，採用發明提出的輻照交聯聚烯烴電纜料製成的電線各項綜合指標優異。具體對比結果見表2。表2本發明材料製成電線與普通電線綜合性能對比表項目普通電線本發明材料電線成束燃燒試驗C類及以上A類熱壽命試驗28年62年透光率68％79％燃燒氣體酸度pH5.07.0吸水試驗4.2mg/cm22.6mg/cm2彎曲半徑6D4D綜上，本發明提出的一種輻照交聯聚烯烴電纜料及其備造方法，是專業用於建築類線纜的交聯聚烯烴電纜料，採用此種電纜料製成的電線，解決了現有建築用電線使用壽命短、更換不及時易造成事故等問題；具有與建築同等或超過其壽命的特點，一次敷設，終身不用更換，節約了維修成本，同時，各項性能指標較普通電線優異，安全性能更高，為用戶的生命財產提供了安全保障。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。當前第1頁1 2 3