本發明涉及絕緣材料電線電纜領域,尤其涉及一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜及其制備方法。
背景技術:
電纜行業使用聚烯烴的品種主要有PE、PP、EVA及EEA等,其中相對量大、應用歷史長的主要是PE,它有HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及經過交聯的XLPE,它們的應用已毋需多說。行業中現今聚烯烴的應用和發展趨勢主要集中在以下幾方面:
(1)無鹵低煙材料的系列化、完善化
無鹵低煙阻燃電纜料是近年來發展較快的品種,符合IEC92-359標準要求的熱塑型料已得到越來越廣泛的應用。隨著石油平臺、核電站、艦船用電纜及其他環境惡劣的使用場合的要求,交聯型無鹵低煙電纜料的應用范圍將會越來越大。
(2)耐電痕料
耐電痕電纜料是隨著ADSS(全介質自承式架空光纜)的推廣應用,而逐漸引起大家的注意的。其實,在10kV及以上架空電纜為防止在潮濕狀況下產生電暈已有耐電痕要求,由于其絕緣材料(XLPE、HDPE)本身具有一定的耐電痕性,基本能保證架空電纜耐電痕的要求,故而問題并不突出。而ADSS主要是沿著110KV、220KV的高壓線路附設,其護套的耐電蝕性將直接影響光纜壽命,故對護套材料的耐電痕性有較為苛刻的要求,即在施加實際使用拉力的90%張力情況下,進行1000小時的耐電痕試驗,它需要有為此專門設計的配方體系,其中的關鍵即為耐電痕劑的使用、優越的物理機械性能、良好工藝加工性的平衡。目前,英、德、美等國對ADSS的壽命研究還在繼續,其重點還是如何提高置于空間電場中電纜護套材料的抗電蝕性。
(3)硅烷交聯料
硅烷交聯聚乙烯絕緣料在3KV及以下的力纜中已普遍使用。隨著硅烷交聯技術的普及,其它如硅烷交聯可剝離屏蔽料、無鹵低煙阻燃料、乙丙電纜料已相繼有產品問世。國內在硅烷交聯可剝離屏蔽料上已有廠家做了工作,而硅烷交聯無鹵阻燃料、乙丙電纜料尚少為大家了解,當然更談不上應用了。
(4)輻照交聯聚烯烴料
輻照交聯材料及技術在電力電纜、架空電纜及裝備線上已得到成熟的應用。眾所周知,行業中105℃及以下溫度等級,無論用XLPE、XLPVC或PVC都可滿足要求,150℃以上,硅橡膠、氟塑料、聚酰亞胺等品種的應用也已成熟,但在中間溫度等級(如125℃、150℃)的應用開發上,與國外差距比較大。
技術實現要素:
為了解決上述的技術問題,本發明的目的是提供一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜。本發明以取代目前的PVC材料為主,絕緣性能優于PVC,而PVC在電線老化等起火的時候會放出有毒有害氣體,而硅烷絕緣料無毒無害。
為了實現上述的目的,本發明采用了以下的技術方案:
一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜,該銀灰色電線電纜包括絕緣材料和導線,該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到:
以及催化劑母料;
所述的催化劑母料由以下的組分構成:
作為優選,該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到:
以及催化劑母料;
所述的催化劑母料由以下的組分構成:
二步法制備上述的硅烷交聯聚乙烯絕緣材料的方法,該方法包括以下的步驟:
1)催化劑母料制備:將以上催化劑母料材料在攪拌機里攪拌,先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘,然后放出倒入擠出機料斗,擠出機溫度:140~180℃,經雙螺桿擠出后經過冷卻水槽進行冷卻,再經過風機吹干后進行切粒,顆粒在干燥塔,設置80℃烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、暫時存放;
2)成品制備:
2.1)將硅烷偶聯劑、交聯劑DCP、抗氧劑300按照比例進行混合,混合后成為硅烷助劑,充分混合后硅烷助劑待用;
2.2)LLDPE-7042、LDPE、催化母料按比例吸入到攪拌機進行混合,混合均勻后吸入干燥塔,設定60℃,烘干時間大于半個小時,之后將材料吸入原料料倉;
2.3)以上物料經計量稱自動加料加入到雙螺桿擠出機,將已經配好的硅烷助劑也經過計量稱在第二區加入到雙螺桿,以上材料在雙螺桿進行接枝;
2.4)經雙螺桿接枝后的材料經單螺桿擠出、偏心水霧切粒,經輸送水泵輸送到脫水機,經脫水后由輸送風機輸送至沸騰床,通過控制料位的高度對材料進行充分干燥,后由真空吸料機吸入成品料倉;
2.5)計量、包裝即為成品。
一步法制備上述的硅烷交聯聚乙烯絕緣料的方法,該方法包括以下的步驟:
1)催化劑母料制備:將以上催化劑母料材料在攪拌機里攪拌,先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘,然后放出倒入擠出機料斗,擠出機溫度:140~180℃,經雙螺桿擠出后經過冷卻水槽進行冷卻,再經過風機吹干后進行切粒,顆粒在干燥塔,設置80℃烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、暫時存放;
2)成品制備:
2.1)將硅烷偶聯劑、交聯劑DCP、抗氧劑300按照比例進行混合,混合后成為硅烷助劑,充分混合后硅烷助劑待用;
2.2)將主設備雙錐轉鼓進行加熱到90℃;
2.3)LLDPE-7042、LDPE、催化母料按比例吸入到雙錐轉鼓內,然后將蓋子密閉,開啟雙錐轉鼓進行干燥、混合;
2.4)以上物料干燥、混合2.5小時后,通過液體噴淋裝置將備用的硅烷助劑加入到物料內;
2.5)硅烷助劑經過2.5小時的吸收后放出;
2.6)計量、包裝即為成品。
本發明由于采用了上述的技術方案,本發明的絕緣材料主要用于電纜的絕緣層,以取代目前的PVC材料為主,絕緣性能優于PVC,而PVC在電線老化等起火的時候會放出有毒有害氣體,而硅烷絕緣料無毒無害。
使用本發明絕緣材料的產品生產,螺桿轉速及電流穩定,生產240mm2,放線速度每分鐘4.5米;在擠出時,出膠均勻,無顆粒,連續開機12天無老膠出現;電纜熱延伸檢測在70%~80%,永久變形在0~5%范圍內;局部放電檢測在2PC以內,工頻耐壓試驗30分鐘無擊穿;半成品、成品檢測均符合GB/T 12706-2002要求。
本發明的產品與聚氯乙烯比較,抗熱變性比PvC好,抗過載能力強。短路運行溫度最高可達250℃。而PVC耐熱性差,其80℃持續4h其變性可達50%。當電纜過載運行時易造成絕緣老化及軟化變性而引起擊穿,PVC老化引起電纜火災事故占電火災事故總數的50%;交聯聚乙烯密度比聚氯乙烯小40%左右,可以明顯減輕線纜的質量。與熱塑性聚乙烯比較,提高了耐熱變形性,改善了高溫下的力學性能,改進了耐環境應力龜裂與耐熱老化性能,增強了耐化學穩定性和耐溶劑性,減少了冷流性,絕緣電阻高,介質損耗角正切小,基本上不隨溫度的改變而改變,基本保持了原來的電氣性能。
具體實施方式
實施例1
一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜,該銀灰色電線電纜包括絕緣材料和導線,該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到:
以及催化劑母料;
所述的催化劑母料由以下的組分構成:
二步法制備上述的硅烷交聯聚乙烯絕緣材料的方法,主要由兩部分組成,一是催化劑母料的制備,二是成品制備。
1、催化劑母料制備:
將以上材料在攪拌機里攪拌,先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘,然后放出倒入擠出機料斗(擠出機溫度:140~180℃),經雙螺桿擠出后經過冷卻水槽進行冷卻,再經過風機吹干后進行切粒,顆粒在干燥塔(設置80℃)烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、暫時存放。
2、成品制備:
2.1)將硅烷偶聯劑、交聯劑、抗氧劑300按照比例進行混合(混合后成為硅烷助劑),充分混合后硅烷助劑待用;
2.2)將LLDPE-7042、LDPE、催化母料按照比例吸入到攪拌機進行混合,混合均勻后吸入干燥塔,設定60℃,烘干時間大于半個小時,之后將材料吸入原料料倉;
2.3)以上物料經計量稱自動加料加入到雙螺桿擠出機,將已經配好的硅烷助劑也經過計量稱在第二區加入到雙螺桿,以上材料在雙螺桿進行接枝;
2.4)經雙螺桿接枝后的材料經單螺桿擠出、偏心水霧切粒,經輸送水泵輸送到脫水機,經脫水后由輸送風機輸送至沸騰床,通過控制料位的高度對材料進行充分干燥,后由真空吸料機吸入成品料倉;
2.4)計量、包裝即為成品。
2.5)對以上制備的產品進行檢測,檢測結果為合格。
實施例2
一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜,該銀灰色電線電纜包括絕緣材料和導線,該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到:
以及催化劑母料;
所述的催化劑母料由以下的組分構成:
上述的絕緣材料采用實施例1的二步法制備絕緣材料。
實施例3
一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜,該銀灰色電線電纜包括絕緣材料和導線,該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到:
以及催化劑母料;
所述的催化劑母料由以下的組分構成:
一步法制備上述的硅烷交聯聚乙烯絕緣材料的方法,主要由兩部分組成,一是催化劑母料的制備,二是成品制備。
1)催化劑母料制備:將以上催化劑母料材料在攪拌機里攪拌,先低速攪拌1分鐘再高速攪拌3分鐘,然后放出倒入擠出機料斗,擠出機溫度:140~180℃,經雙螺桿擠出后經過冷卻水槽進行冷卻,再經過風機吹干后進行切粒,顆粒在干燥塔,設置80℃烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進行包裝、暫時存放;
2)成品制備:
2.1)將硅烷偶聯劑、交聯劑DCP、抗氧劑300按照比例進行混合,混合后成為硅烷助劑,充分混合后硅烷助劑待用;
2.2)將主設備雙錐轉鼓進行加熱到90℃;
2.3)LLDPE-7042、LDPE、催化母料按比例吸入到雙錐轉鼓內,然后將蓋子密閉,開啟雙錐轉鼓進行干燥、混合;
2.4)以上物料干燥、混合2.5小時后,通過液體噴淋裝置將備用的硅烷助劑加入到物料內;
2.5)硅烷助劑經過2.5小時的吸收后放出;
2.6)計量、包裝即為成品。
3)對以上制備的產品進行檢測,檢測結果為合格。
實施例4
一種硅烷交聯聚乙烯絕緣材料銀灰色電線電纜,該銀灰色電線電纜包括絕緣材料和導線,該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到:
以及催化劑母料;
所述的催化劑母料由以下的組分構成:
上述的絕緣材料采用實施例3的一步法制備絕緣材料。