專利名稱：：一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法
技術領域：
：本發明涉及一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法。
背景技術：
：現在阻燃聚乙烯電纜料巳大量用于電線、電纜，尤其是超高壓電纜護套，由于聚乙烯本身優異的機械性能和加工性能，阻燃聚乙烯電纜料在電力電纜的生產中得到廣泛應用。但是由于其本身的特性，加入了有鹵阻燃劑，機械性能因阻燃劑的加入有所下降，若阻燃劑分散性不好，更容易導致阻燃聚乙烯電纜料機械性能下降且數據不穩定。拉伸強度及斷裂伸長率比未加阻燃劑前分別降低約40%和35%。除了機械性能，其耐環境應力開裂性能受到的影響尤為突出，由于超高壓電纜護套需要保證一定硬度和機械性能，須在配方中添加較多高密度聚乙烯樹脂，而高密度聚乙烯樹脂的耐環境應力開裂性能較差，特別是在吸納了大量阻燃劑后，此性能表現的更差。除了性能上的減弱，加工性能也比通用聚乙烯電纜料稍差。填有溴類阻燃劑的聚乙烯電纜料的表面較差，直至現在，市場上依然有一定數量的電纜制造商表示較難接受有鹵阻燃聚乙烯電纜料的表面。目前，有齒阻燃聚乙烯需求量較大，但又存在以上三點問題。因此，如何進行阻燃聚乙烯電纜料的改性工作，是本領域亟待解決的問題。
發明內容本發明的目的主要是根據現有技術中的不足，提供一種用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟1)硅垸接枝聚乙烯的制備將硅烷接枝到聚乙烯樹脂上制得硅烷接枝聚乙烯；2)以硅垸接枝聚乙烯為原料之一，與阻燃聚乙烯電纜料的其他原料按照配比配料后，經混料、擠出造粒和烘千工藝制備阻燃聚乙烯電纜料。所述有鹵阻燃聚乙烯電纜料是以高密度聚乙烯樹脂和線性低密度聚乙烯樹脂為基材，添加含溴類阻燃劑，以達到阻燃效果的電纜料，應用于超高壓電纜外護套。所述步驟1)中硅垸接枝聚乙烯的制備過程為線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發劑經混料、擠出造粒及干燥工藝制得硅烷接枝聚乙烯。4優選的，所述硅垸接枝聚乙烯的制備過程中，線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發劑的重量份數分別為線性低密度聚乙烯樹脂100、硅烷0.2~0.7、弓l發劑0.01-0.06。優選的，所述線性低密度聚乙烯樹脂的熔指為2士0.5g/10min，產自中石化。優選的，所述硅烷為德固賽的VTMO。優選的，所述引發劑為阿克蘇的DCP。優選的，所述混料工藝為于常溫下，先將線性低密度聚乙烯樹脂倒入捏合鍋，低速轉動混合槳葉，將硅烷慢慢地、均勻地滴加入線性低密度聚乙烯樹脂，在捏合鍋中混合總時間不超過5min。優選的，所述擠出造粒工藝的溫度范圍為150230°C。優選的，所述干燥工藝為使用6065X:除濕干燥23小時，烘干后粒料中含有的水分不超過0.05%。優選的，所述步驟l)中，還需要對制得的硅烷接枝聚乙烯進行包裝，包裝工藝為鋁塑復合袋，抽真空包裝。所述步驟2)中的阻燃聚乙烯電纜料為添加有鹵阻燃劑的聚乙烯電纜料。所述步驟2)中，阻燃聚乙烯電纜料的其他原料包括高密度聚乙烯樹脂、線性低密度聚乙烯樹脂、阻燃劑、抗氧劑、加工助劑和炭黑。優選的，所述步驟2)中，阻燃聚乙烯電纜料的其他原料還包括大熔指線性低密度聚乙烯樹脂。優選的，所述步驟2)的阻燃聚乙烯電纜料的原料的各組分名稱及各組分的重量份數為高密度聚乙烯樹脂4570、線性低密度聚乙烯樹脂3055、硅烷接枝聚乙烯520、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂2.55、阻燃劑35~65、抗氧劑0.5~2、加工助劑3~6、炭黑2.35~2.85。所述阻燃劑選自十溴二苯乙垸或十溴二苯醚，優選為十溴二苯乙烷。所述抗氧劑為四[3—(3'，5'—二叔丁基—4'—羥基苯萄丙酌季戊四醇酯，優選的，所述抗氧劑為瑞士汽巴公司生產的Irganox1010型抗氧劑。所述加工助劑為潤滑劑，所述潤滑劑選自PE蠟或硬脂酸鋇中的一種或多種，優選的，所述PE蠟產自浦東富發，硬脂酸鋇產自延安油脂。優選的，所述高密度聚乙烯樹脂的熔指為0.2士0.05g/10min，產自中石化。優選的，所述線性低密度聚乙烯樹脂的熔指為2士0.5g/10min，產自中石化。優選的，所述大熔指線性低密度聚乙烯樹脂的熔指為10-20g/10min，產自埃克森。所述步驟2)中的混料工藝為先將阻燃聚乙烯電纜料的原料中除硅烷接枝聚乙烯以外的其它原料混合后，再加入硅烷接枝聚乙烯混合。因為太早加入混合的話，會因混合產生的摩擦熱導致剩余的部分未接枝硅垸的揮發，造成硅烷利用率降低和對工人健康的影響，也不利于產品品質的穩定性。優選的，所述混料工藝中，先將粒料混合均勻，再倒入粉料，與粒料分散均勻，再加入油料，使油料均勻分布在粒料表面，與粉料共同均勻包覆于粒料上。所述步驟2)中的擠出造粒工藝的溫度范圍為100~140°C。所述步驟3)中的烘干工藝為使用8085'C熱風流動干燥23小時，烘干后粒料中含有的水分不超過0.05%。如果粒料中水分含量過高，將導致電纜料在擠制過程中表面出現鯊魚皮。優選的，所述有鹵阻燃聚乙烯電纜料干燥完畢后，須及時包裝，全抽真空鋁塑復合袋包裝。優選的，所述有鹵阻燃聚乙烯電纜料在存放時，外包裝不能與水接觸，也不能堆積太高以免破包，最好在6個月內用完，否則可能影響到電纜料擠出后的表面。優選的，所述的有鹵阻燃聚乙烯電纜料在使用前須檢查包裝袋是否漏氣，開包后要及時用掉。與現有技術相比，本發明的方法具有下述優點一、利用硅烷，對線性低密度聚乙烯樹脂進行接枝，使其添加到阻燃聚乙烯電纜料中后，更好的吸納填料并使阻燃劑分散均勻，保證質量的穩定性，提高了阻燃聚乙烯電纜料的機械性能；二、在電纜制造商那里擠制電纜護套時，在20(TC左右的高溫下引發劑引發硅烷使聚乙烯樹脂分子間產生部分網絡結構，加固分子間作用力，延長了阻燃聚乙烯耐環境應力開裂時間FO，避免阻燃聚乙烯電纜料做成電纜護套后的開裂現象；三、一定程度上改善了阻燃聚乙烯的擠出表面。圖1硅烷接枝聚乙烯的生產工藝流程圖。圖2硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的生產工藝流程圖。具體實施例方式實施例11、先按以下配方制備硅垸接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸(德固賽的VTMO)0.2kg、引發劑(阿克蘇的DCP引發劑)O.Olkg;6配好料后進行混料，混料時于常溫下，先將線性低密度聚乙烯樹脂倒入捏合鍋，低速轉動混合槳葉，將硅垸慢慢地、均勻地滴加入線性低密度聚乙烯樹脂，在捏合鍋中混合總時間不超過5min。然后下料，進行擠出造粒、切粒及包裝。生產工藝流程圖如圖l所示。加工溫度設定如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雙螺桿主機轉速不大于350rpm，雙螺桿主機電流不大于350A，濾網40目，真空度不小于0.02Mpa。加工完后以6065'C除濕干燥23小時，并及時裝袋，抽真空鋁塑包裝。存放時應注意外包裝不能沾到水，使用前須檢查包裝袋是否漏氣，開包后要及時用掉。2、按照下列配方進行配料高密度聚乙烯樹脂70kg、線性低密度聚乙烯樹脂30kg、硅垸接枝聚乙烯20kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂5kg、阻燃劑(十溴二苯乙烷)65kg、抗氧劑(瑞士汽巴公司生產的Irganox1010型抗氧劑)2kg、加工助劑(潤滑劑:PE蠟)6kg、炭黑2.85kg。配好料后進行混料，混料時先投入除硅烷接枝聚乙烯以外的其他粒料混合約1分鐘至均勻，再投入粉料混合2分鐘至均勻，最后投入硅烷接枝聚乙烯再混合約30秒，然后下料，進行擠出造粒、切粒。生產工藝流程圖如圖2所示。加工溫度設定如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雙螺桿主機轉速不大于400rpm，雙螺桿主機電流不大于110A;單螺桿主機電流不大于60A。濾網40目，真空度不小于0.02Mpa。加工完后以8085。C熱風流動干燥23小時，并及時裝袋，全抽真空包裝。存放時應注意外包裝不能沾到水，也不能壓太高防止破包，最好在6個月內用完。使用前須檢查包裝袋是否漏氣，開包后要及時用掉。實施例2硅垸接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸0.3kg、引發劑0.02kg;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂65kg、線性低密度聚乙烯樹脂35kg、硅烷接枝聚乙烯17kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂4.5kg、阻燃劑(十溴二苯醚)59kg、抗氧劑1.7kg、加工助劑(潤滑劑硬脂酸鋇)5.4kg、炭黑2.75kg。加工生產工藝同實施例1。實施例3硅烷接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅烷0.4kg、引發劑0.03;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂60kg、線性低密度聚乙烯樹脂40kg、硅烷接枝聚乙烯14kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂4kg、阻燃劑53kg、抗氧劑1.4kg、加工助劑(潤滑劑)4.8kg、炭黑2.65kg。加工生產工藝同實施例1。實施例4硅烷接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸0.5kg、弓l發劑0.04kg;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂55kg、線性低密度聚乙烯樹脂45kg、硅垸接枝聚乙烯llkg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂3.5kg、阻燃劑47kg、抗氧劑l.lkg、加工助劑(潤滑劑)4.2kg、炭黑2.55kg。加工生產工藝同實施例1。實施例5硅烷接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸0.6kg、引發劑0.05kg;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂50kg、線性低密度聚乙烯樹脂50kg、硅垸接枝聚乙烯8kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂3kg、阻燃劑41kg、抗氧劑0.8kg、加工助劑(潤滑劑)3.6kg、炭黑2.45kg。加工生產工藝同實施例1。實施例6硅垸接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅烷0.7kg、引發劑0.06kg;硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂45kg、線性低密度聚乙烯樹脂55kg、硅垸接枝聚乙烯5kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂2.5kg、阻燃劑35kg、抗氧劑0.5kg、加工助劑(潤滑劑)3kg、炭黑2.35kg。8加工生產工藝問實施例1。對實施例1制得產品進行檢測，對比值為未添加硅烷接枝聚乙烯的測試值，典型值為檢測的本實施例制得產品各性能值。表1實施例1中制得產品的檢測結果試驗項目名稱測試標準單位指標值對比值典型值熔體流動速率GB/T3682-2000g/10minS2.00.580.50拉伸強度GB/T1040.3-2006MPa212.515.117.0斷裂伸長率GB/T1040.3-2006%2400580670100土2。C,2德空氣烘箱熱老化后GB/T2951.12-2008拉伸強度MPa212.514.716.1拉伸強度最大變化率%±25墨9-5斷裂伸長率%^400510600斷裂伸長率最大變化率0/0±25-12-102(TC下體積電阻率GB/T1410-20063.(M013耐環境應力開裂FOGB/T2951.41-2008h2500>500>1000低溫沖擊脆化溫度GB/T5470-2008°C-3(TC通過-30°<:通過介電強度GB/Tl權.l-2006KV/m2527氧指數GB/T2406-1993-2262626由表1可以看出，本實施例中以硅垸改性的阻燃聚乙烯電纜料經檢測，各項參數均符合指標值，并且與未改性阻燃聚乙烯電纜料相比，其機械性能較大提高，耐環境應力開裂性能更好，且經放線驗證，改性后的阻燃聚乙烯電纜料表面比未改性的表面有所改進。所述實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求范圍內。9權利要求1、一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟1)硅烷接枝聚乙烯的制備將硅烷接枝到聚乙烯樹脂上制得硅烷接枝聚乙烯；2)以硅烷接枝聚乙烯為原料之一，與阻燃聚乙烯電纜料的其他原料按照配比配料后，經混料、擠出造粒和烘干工藝制備阻燃聚乙烯電纜料。2、如權利要求1所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟1)中硅烷接枝聚乙烯的制備過程為線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發劑經混料、擠出造粒及干燥工藝制得硅烷接枝聚乙烯。3、如權利要求2所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發劑的重量份數分別為線性低密度聚乙烯樹脂100、硅垸0.2~0.7、引發劑0.01-0.06。4、如權利要求2所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述混料工藝為常溫下，先將線性低密度聚乙烯樹脂倒入捏合鍋，低速轉動混合槳葉，將硅烷滴加入線性低密度聚乙烯樹脂，在捏合鍋中混合總時間不超過5min。5、如權利要求2所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述擠出造粒工藝的溫度為150~230°C，干燥工藝的溫度為6065'C。6、如權利要求1所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中，阻燃聚乙烯電纜料的其他原料包括高密度聚乙烯樹脂、線性低密度聚乙烯樹脂、阻燃劑、抗氧劑、加工助劑和炭黑。7、如權利要求6所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述阻燃聚乙烯電纜料的其他原料還包括大熔指線性低密度聚乙烯樹脂。8、如權利要求7所述的用硅病改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述阻燃聚乙烯電纜料的原料的各組分名稱及各組分的重量份數為高密度聚乙烯樹脂45~70、線性低密度聚乙烯樹脂30~55、硅垸接枝聚乙烯520、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂2.55、阻燃劑35~65、抗氧劑0.5~2、加工助劑3~6、炭黑2.35~2.85。9、如權利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中的混料工藝為先將阻燃聚乙烯電纜料的其他原料混合后，再加入硅烷接枝聚乙烯混合。10、如權利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中的擠出造粒工藝的溫度范圍為100~140°C。11、如權利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中的烘干工藝為使用8085'C熱風流動干燥2~3小時。12、一種阻燃聚乙烯電纜料，由權利要求l-ll中任一權利要求所述用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法制得。全文摘要本發明涉及一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，包括下列步驟用硅烷接枝聚乙烯樹脂；以硅烷接枝聚乙烯樹脂作為原料之一，與其他原料按照配比混合，經混料、擠出造粒和干燥工藝制備阻燃聚乙烯電纜料。本發明將硅烷接枝到聚乙烯樹脂上加入阻燃聚乙烯配方中，來改善阻燃聚乙烯電纜料的耐環境應力開裂性能、阻燃劑分散性及阻燃聚乙烯擠制電纜護套后的表面，解決了阻燃聚乙烯電纜護套易開裂及機械性能差這一問題。文檔編號C08L23/00GK101565525SQ200910052559公開日2009年10月28日申請日期2009年6月4日優先權日2009年6月4日發明者汪曉明,顧曉蘭申請人:上海凱波特種電纜料廠有限公司