一种70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法与流程

1.本发明属于电缆料领域，具体涉及一种70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，此料运用于对于电缆有寿命要求的电力电线。


背景技术：

2.随着我国经济的不断发展,电力设备及安全问题要求越来越高,对于核电站用绝缘电缆,由以往要求安全使用寿命40年提高到使用60年的发展目标。交联聚乙烯,以其优越的电性能,良好的热稳定性,优异力学性能,耐溶剂等特点,是目前核电站中使用最广泛的一种绝缘电缆。故研发70寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料。
3.cn201811594691.7公开了一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料及其制备方法，包括如下组成部分：乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(eva)5～10％；乙烯
‑
辛烯共聚物(poe)1～10％；聚乙烯(pe)1～10％；乙烯丙烯酸乙酯(eea)1～8％；相容剂1～10％；阻燃剂40～70％；抗氧剂 1～8％；其他助剂0～5％；惰性填料10～40％，该文献公开的电缆料魏布电线料对应的料的标准是jb/t10436
‑
2004，线的标准是10491
‑
2004。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料，
5.为了解决现有技术中的问题，本发明采用以下的技术方案来实现：
6.本发明提供了一种70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料，所述绝缘料原料由a料和b料按照重量比为95：(4.8
‑
5.2)组成；
7.其中，所述a料各组分及其重量比为：
[0008][0009][0010]
所述b料各组分及各组分重量配比为：
[0011][0012]
较佳的，所述a料和b料中的lldpe树脂1在190℃和2.16kg下的熔融指数为(2.0
±
3)g/10min。更优选地，所述lldpe树脂1的型号为中煤 lldpe dfda
‑
7042。
[0013]
较佳的，所述a料的lldpe树脂2在150℃和2.16kg条件下的熔融指数为(8
‑
10)g/10min。更为优选地，lldpe树脂2的型号为镇海lldpem2320。
[0014]
较佳的，所述a料中的硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷。具体地，其型号为lt
‑
171，产自湖北。
[0015]
较佳的，所述a料中的引发剂为过氧化二异丙苯，简写为dcp，产自阿克苏。
[0016]
较佳的，所述a料和b料中的抗氧剂为2,2'
‑
硫代双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
ꢀ‑4‑
羟基苯基)丙酸乙酯]，即为抗氧剂1035。具体地，其牌号1035，产地不限。
[0017]
较佳的，所述b料中的催化剂为二月桂酸二丁基锡，产地不限。
[0018]
较佳的，所述b料中的抗铜剂型号为中国台湾双键1024。
[0019]
本发明的70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料的制备方法，包括a料的制备、b料的制备以及按照配比将a料和b料均匀混合后得到所述70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料。
[0020]
所述a料的制备，具体包括如下步骤：
[0021]
s11、先将lldpe树脂1和lldpe树脂2烘干并混合均匀；
[0022]
s12、在捏合锅锅壁加热状态下按照配比将硅烷、引发剂和抗氧剂加入步骤s11所得的混合料中进行高速混合，混合均匀后，再经双螺杆挤出后经过水槽浸润后再拉条切粒；
[0023]
s13、将步骤s12获得的粒料依次经过热风干燥、冷风干燥后，真空包装即得a料。
[0024]
优选的，a料的制备步骤s11中，所述lldpe树脂1和lldpe树脂2的烘干温度为(75
‑
85)℃。更优选地，烘干时间为(1.5
‑
2.5)h。
[0025]
优选的，a料的制备步骤(2)中，所述捏合锅锅壁的加温温度为 (45
‑
55)℃。
[0026]
优选的，a料的制备步骤(2)中，所述高速混合的转速为475rpm
ꢀ‑
525rpm。优选地，混合时间为2.5
‑
3.5分钟。
[0027]
优选的，a料的制备步骤(2)中，所述双螺杆挤出造粒的温度为：
[0028]
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸ
机头148～152118～122158～162158～168158～162158～162178～182188～192198～202228～232
[0029]
所述b料的制备，具体包括如下步骤：
[0030]
s21、先将lldpe树脂烘干，再按照配比加入抗铜剂、抗氧剂和催化剂，混合均匀后，再经双螺杆挤出后经过水槽浸润后再拉条切粒
[0031]
s22、将步骤s21所得的粒料依次经过热风干燥、冷风干燥后，真空包装即得b料。
[0032]
优选的，b料的制备步骤s21中，所述lldpe树脂的烘干温度为75
‑
85℃，烘干时间为1.5
‑
2.5h。
[0033]
优选的，b料的制备步骤s21中，所述双螺杆挤出造粒的温度为：
[0034]
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷ
机头138～142153～157163～167168～172173～177173～177178～182183～187193～197
[0035]
优选的，a料的制备步骤s13中和b料的制备步骤s22中，热风干燥的热风温度为70
‑
80℃。更优选地，热风干燥时间为0.5
‑
1.5h。更优选地，冷风干燥时冷风不加温，干燥时间为0.5
‑
1.5h。由于热风将湿气带走，冷风将粒料的料温降低并进一步干燥，能够将交联聚乙烯绝缘料a料和b料中的水分去除的较彻底。本发明对粒料进行干燥时所采用的自动除湿干燥设备，其为川田机械制造(上海)有限公司的drf
‑
25z
‑
ks型号的干燥设备。
[0036]
本发明的有益效果是：
[0037]
本发明的70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料，利用捏合锅锅壁加热状态下高速混合，使抗氧剂能够快速溶于硅烷中并拉条切粒，而后对a料和b 料进行干燥，由于硅烷交联聚乙烯绝缘料a、b料中都含有特殊的抗氧剂1 035，使得这款硅烷交联料能够在低温时比较长的时间拉伸伸长率不发生变化，高温时拉伸伸长率很容易就变化；本发明加工不采用传统的热切造粒，运用拉条过水槽切粒，清理方便，混合粒子与油类混合时使用锅壁加温工艺，使油类充分吸收并分散均匀，干燥时先热风干燥再冷风干燥，可含水量进一步降低，降低预交联的可能性，使挤出工艺范围更加宽泛。此外，本发明的70年寿命硅烷交联聚乙烯绝缘料具有挤出速度快，挤出表面光滑细腻，等优异特点。本专利的提供硅烷交联料对应的标准是jb/t10437
‑
20 04线的标准是12706
‑
2008，而对比文件1的布电线料对应的料的标准是j b/t10436
‑
2004线的标准是10491
‑
2004，二者是完全不同的材料。
具体实施方式
[0038]
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
为了具体的详解本发明的技术内容，所实现的目的和效果，以下结合实施案例予以说明。
[0040]
实施例1
[0041]
按照以下配方(重量份)制备a料和b料：
[0042][0043]
a料制备：
[0044]
s11、先树脂lldpe dfda
‑
7042和lldpe m2320在90℃*2h的条件下烘干，再按照配比混合均匀；
[0045]
s12、再在捏合锅加热至50℃的状态下高速混合步骤s11所得的混合料，同时加入硅烷lt
‑
171、引发剂dcp，抗氧剂1035，高速混合3min，混合均匀后，再下料至双螺杆挤出机中，挤出时螺杆挤出机的各区温度如下所示：
[0046]
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸ
机头150120160160160160180190200230
[0047]
s13、将步骤s12挤出的条子经过水槽拉条切粒，然后先抽入60℃热风干燥机干燥1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0048]
b料制备：
[0049]
s21、先将lldpe dfda
‑
7042在80℃*2h的条件下烘干，再与催化剂二月桂酸二丁基锡、抗铜剂和抗氧剂混合均匀后，再下料至双螺杆挤出机中，挤出温度如下所示：
[0050]
加热区
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷ
机头温度140155165170175175180185195
[0051]
s22、将步骤s21所得水槽拉条切粒，粒子先抽入60℃热风干燥机干燥 1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0052]
实施例2
[0053]
按照以下配方(重量份)制备a料和b料：
[0054][0055]
a料制备：
[0056]
s11、先树脂lldpe dfda
‑
7042和lldpe m2320在90℃*2h的条件下烘干，再按照配比混合均匀；
[0057]
s12、再在捏合锅加热至50℃的状态下高速混合步骤s11所得的混合料，同时加入硅烷lt
‑
171、引发剂dcp，抗氧剂1035，高速混合3min，混合均匀后，再下料至双螺杆挤出机中，挤出时螺杆挤出机的各区温度如下所示：
[0058]
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸ
机头150120160160160160180190200230
[0059]
s13、将步骤s12挤出的条子经过水槽拉条切粒，然后先抽入60℃热风干燥机干燥1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0060]
b料制备：
[0061]
s21、先将lldpe dfda
‑
7042在80℃*2h的条件下烘干，再与催化剂二月桂酸二丁基锡、抗铜剂和抗氧剂混合均匀后，再下料至双螺杆挤出机中，挤出温度如下所示：
[0062]
加热区
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷ
机头温度140155165170175175180185195
[0063]
s22、将步骤s21所得水槽拉条切粒，粒子先抽入60℃热风干燥机干燥 1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0064]
对比例1
[0065]
按照以下配方(重量份)制备a料和b料：
[0066][0067]
a料制备：按以上配比将树脂lldpe dfda
‑
7042和lldpe 8400和在 80℃*2h的条件
下烘干混合均匀，再在捏合锅加热至50℃的状态下高速混合，同时加入硅烷a171、引发剂dcp，抗氧剂1035，高速混合3min，再下料至双螺杆挤出机中，挤出温度如下所示：
[0068]
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸ
机头150120160160160160180190200230
[0069]
挤出的条子经过水槽拉条切粒，粒子先抽入60℃热风干燥机干燥1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0070]
b料制备：先将lldpe dfda
‑
7042在80℃*2h的条件下烘干，再与催化剂二月桂酸二丁基锡、抗铜剂和抗氧剂混合均匀后，再下料至双螺杆挤出机中，挤出温度如下所示：
[0071][0072][0073]
挤出的条子经过水槽拉条切粒，粒子先抽入60℃热风干燥机干燥1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0074]
对比例2
[0075]
按照以下配方(重量份)制备a料和b料：
[0076][0077]
a料制备：按以上配比将树脂lldpe dfda
‑
7042和lldpe 8400和在 80℃*2h的条件下烘干混合均匀，再在捏合锅加热至50℃的状态下高速混合，同时加入硅烷a171、引发剂dcp，抗氧剂1035，高速混合3min，再下料至双螺杆挤出机中，挤出温度如下所示：
[0078]
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸ
机头150120160160160160180190200230
[0079]
挤出的条子经过水槽拉条切粒，粒子先抽入60℃热风干燥机干燥1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0080]
b料制备：先将lldpe dfda
‑
7042在80℃*2h的条件下烘干，再与催化剂二月桂酸二丁基锡、抗铜剂和抗氧剂混合均匀后，再下料至双螺杆挤出机中，挤出温度如下所示：
[0081]
加热区
ⅰⅱⅲⅳⅴⅵⅶⅷ
机头温度140155165170175175180185195
[0082]
挤出的条子经过水槽拉条切粒，粒子先抽入60℃热风干燥机干燥1小时，再抽至冷风干燥机干燥1h，然后抽真空铝塑复合袋包装即得。
[0083]
将以上实施例1、2及对比例1、2制得的a料与b料分别按照90：5 的比例混合均匀后，在φ70机上挤线，将实施例1、2对比例1/2所得的线分别进行性能测试，其性能数据如表1所示的性能检测结果。
[0084]
表1实施例1、2对比例1、2中制得产品的性能检测结果
[0085][0086]
由表1的性能数据及对工艺试验现场表面观察，实施例1表面光滑细腻，数据相当好，炭黑含量和耐电痕都能达到要求；对比例1至3有些数据不合格，不能同时达到实施例1的材料所具有的性能。
[0087]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。