一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法.pdf

本发明公开了一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，捏合5-10min，得到接枝母料；将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，捏合3-8min，得到催化剂母料；将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有适量水的密闭空间内，白天放在阳光下照射，经过2-7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，操作简单，能实现80％以上的交联，成本低。

权利要求书1.  一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，捏合5-10min， 得到接枝母料； (2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，捏合 3-8min，得到催化剂母料； (3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出造粒，得到 硅烷交联聚乙烯电缆母料； (4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过2-7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆 料。 2.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(1)中，所述捏合的温度为110-120℃。 3.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(1)中，所述接枝剂为乙烯基三(2-甲氧 基乙氧基)硅烷。 4.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(1)中，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲 酰。 5.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(2)中，所述催化剂为羧酸钠、脂肪酸钠、 脂肪酸和一种或多种混合。 6.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(3)中，所述挤出造粒的条件为D70mm挤 出机，螺杆长径比为14:1，模口温度为110-120℃，机头温度为 80-100℃，机身温度为70-90℃，螺杆温度为30-50℃。 7.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(4)中，所述密闭空间为1m×1m×1m的正 方体结构，材料由含硅酸盐系的光学玻璃组成，其厚度为2cm。 8.  如权利要求7所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(4)中，所述密闭空间底部材料为黑色玻 璃，其他面由透明凸透镜组成。 9.  如权利要求1所述的一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备 方法，其特征在于：步骤(4)中，所述水的量为硅烷交联聚乙烯电 缆母料质量的1/3。

说明书一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法
技术领域：
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种新型硅烷交联聚乙烯电 缆料的制备方法。
背景技术：
聚乙烯制造电线电缆绝缘料的主要缺点是耐温性能差、易燃烧、 抗老化性能不是很好，为了提高绝缘材料的综合性能，提高绝缘材料 的使用寿命，通过交联的方式使聚烯烃绝缘发生交联，以获得更好的 性能。
目前聚乙烯交联的方法主要有化学交联法、辐照交联法和硅烷交 联法。化学交联法是以有机过氧化物作为交联剂，由于交联过程中所 需的温度、压力控制较为苛刻，且对设备要求较高，带来了工艺上的 困难；辐照交联是高能辐射方式进行交联，其缺点是设备造价高、安 全防护问题复杂，且对材料性能损失大；硅烷交联是集投资少、适应 性强和工艺简单于一体的重要交联方法，被广泛使用。目前，硅烷交 联电缆料的交联固化反应是将电缆料放置在90℃的温水水煮或水蒸 气桑拿6-10小时的过程才能完成，设备投资较大，成本高。
中国专利(CN201010615392.4)公开了一种硅烷交联聚乙烯绝缘 自然交联的方法，将挤包硅烷交联聚乙烯绝缘的绝缘线芯放入含有适 量水的透明密闭空间内，该密封空间材料由白色透明的无机玻璃、有 机玻璃或薄膜组成，此方法能很好的减少成产成本，且可以达到很好 的交联效果，但是交联时间比较长，不适于大规模生产，且长时间用 水浸泡绝缘芯，有可能导致其进水；中国专利(201010160160.4)公 开了一种硅烷快速交联聚乙烯电缆料，通过加入交联活化剂使制品在 常温下快速交联，避免长时间用水浸泡来达到良好的交联效果，但是 交联活化剂的加入不仅提高了成产成本，还会影响聚乙烯机械性能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方 法，该方法操作简单，能实现80％以上的交联，成本低。本发明提供 的硅烷交联聚乙烯电缆料绝缘性能好，机械性能优异，耐热性好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，捏合5-10min， 得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，捏合 3-8min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机挤出造粒，得到 硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过2-7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆 料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述捏合的温度为 110-120℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述接枝剂为乙烯基 三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。
作为上述技术方案的优选，所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰。
作为上述技术方案的优选，所述催化剂为羧酸钠、脂肪酸钠、脂 肪酸和一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中所述挤出造粒的条件为 D70mm挤出机，螺杆长径比为14:1，模口温度为110-120℃，机头温 度为80-100℃，机身温度为70-90℃，螺杆温度为30-50℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述密闭空间为 1m×1m×1m的正方体结构，材料由含硅酸盐系的光学玻璃组成，其厚 度为2cm。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述密闭空间底部材 料为黑色玻璃，其他面由透明凸透镜组成。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述水的量为硅烷交 联聚乙烯电缆母料质量的1/3。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用凸透镜的聚光原理，并且利用黑色吸热的原理，对硅 烷交联聚乙烯电缆料在光照下进行自然交联，与普通自然交联方法相 比，该方法交联时间大大缩短，既节约了成本，又得到了性能更为优 良的电缆料；
本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料交联度达80％以上，绝缘性 能优异，机械性能好。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实 施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在110℃下 捏合5min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在120℃ 下捏合3min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为 110℃，机头温度为80℃，机身温度为70℃，螺杆温度为30℃的条 件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过2天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例2
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在120℃下 捏合10min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在150℃ 下捏合8min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为 120℃，机头温度为100℃，机身温度为90℃，螺杆温度为50℃的条 件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过7天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例3
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在112℃下 捏合6min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在125℃ 下捏合4min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为 112℃，机头温度为90℃，机身温度为75℃，螺杆温度为35℃的条 件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过3天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例4
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在114℃下 捏合7min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在130℃ 下捏合5min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为 114℃，机头温度为90℃，机身温度为80℃，螺杆温度为40℃的条 件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过4天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例5
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在116℃下 捏合8min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在135℃ 下捏合5min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为 116℃，机头温度为95℃，机身温度为85℃，螺杆温度为45℃的条 件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过5天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
实施例6
一种新型硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、引发剂、接枝剂加入到捏合机中，在118℃下 捏合9min，得到接枝母料；
(2)将低密度聚乙烯、催化剂、抗氧剂加入到捏合机中，在140℃ 下捏合7min，得到催化剂母料；
(3)将接枝母料和催化剂母料混合，由挤出机在模口温度为 118℃，机头温度为98℃，机身温度为88℃，螺杆温度为48℃的条 件下挤出造粒，得到硅烷交联聚乙烯电缆母料；
(4)将硅烷交联聚乙烯电缆母料放入有水的密闭空间内，白天 放在阳光下照射，经过6天处理，干燥，得到硅烷交联聚乙烯电缆料。
将本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料进行性能测试，测试结果 如表1所示：
表1

从表1来看，本发明提供的硅烷交联聚乙烯电缆料交联度高，绝 缘性能好。