[發明專利]中高壓電力電纜用可化學交聯聚乙烯絕緣塑料及制備方法

無效

• 申請號: 201210117511.2
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102643472A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 沈彬華;徐永衛;鐘偉勤;龔華
• 申請（專利權）人: 上海新上化高分子材料有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;H01B3/44;C08K5/14;C08K5/134;C08K5/375;C08K5/526
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及可化學交聯聚乙烯絕緣塑料的配方及其制備方法。

背景技術

交聯聚乙烯較普通聚乙烯其耐熱性、負載能力、不熔化、耐熱老化、機械性能均有很大程度提高，同時交聯聚乙烯與聚氯乙烯相比它具有電性能優異、燃燒不產生有毒氣體、煙霧，不含致癌的鉛類穩定劑等特點，交聯聚乙烯被大量用于制造絕緣和架空電力電纜。聚乙烯交聯通常有三種交聯方式：化學交聯、輻照交聯和硅烷交聯。其中輻照交聯和硅烷交聯由于其高效率、低運行和維護費用等特點被廣泛用于10kV及以下低壓絕緣和架空電力電纜。

為了滿足架空電纜耐壓等級越做越高的要求，采用化學交聯的方式逐漸體現出優勢，因為硅烷交聯需要在成纜后煮水來固化，水在聚乙烯中低滲透性使得電纜絕緣層厚度不能過厚，否則交聯程度差異對電纜做成不良影響，而化學交聯不需要顧慮電纜絕緣層厚度這個問題，因為過氧化物是均勻分散在聚乙烯中的，其在成纜過程中只需要控制好硫化溫度就可以。

化學交聯聚乙烯材料的制作工藝分為熔融共混造粒和添加劑吸收造粒，比較之下，前者的優勢是國內外的技術相對成熟，劣勢是需要一個把聚乙烯熔融擠出的過程，工藝成本和步驟要比后者多，并且不能避免預交聯的隱患；后者的優勢是工藝簡單，成本低廉，但是會有添加劑吸收不充分，擴散分布不均勻的問題。

聚乙烯吸收法化學交聯改性的技術瓶頸，關鍵點是一種新型多元抗氧劑取代傳統的抗氧劑，既能滿足化學交聯電纜材料的常規熱老化性能，又能滿足與PE的相容性，保證在PE內部擴散分布均勻，最大限度的減少添加劑的析出。

從抗氧劑的機理出發，傳統的抗氧劑或者復配抗氧劑具有抗熱氧老化效果好，自身穩定，熱失重低，抗老化后期效性高等優勢，但用在聚乙烯吸收法化學交聯改性中會產生吸收不充分，PE內部擴散分布不均勻的。原因是此類抗氧體系分子量大，熔點高，在吸收法改性的工藝溫度下與PE相容性差，易析出，導致最終制品質量波動性大。

發明內容

本發明的目的是公開一種中高壓電力電纜用可化學交聯聚乙烯絕緣塑料及制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的可化學交聯聚乙烯塑料，組分和重量份數包括：

α烯烴改性的聚乙烯樹脂????????100份

過氧化物??????????????????????1.0～3.0份

多元復配抗氧劑????????????????0.02～2份

優選的：本發明的可化學交聯聚乙烯塑料，組分和重量份數包括：

α烯烴改性的聚乙烯樹脂????????100份

過氧化物??????????????????????1.0～3.0份

多元復配抗氧劑????????????????1～2份

所述的α烯烴改性的聚乙烯樹脂的密度為0.900～0.950g/cm³，熔融指數為0.1～25g/10min的乙烯與4～12個碳的α烯烴的共聚物，可采用埃克森美孚的1002YB。

所述的過氧化物選自2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、雙叔丁過氧基二異丙苯、過氧化苯甲酰或4，4-雙(過氧化叔丁基)戊酸正丁酯中的一種或幾種；

所述的多元復配抗氧劑為熔點低于70℃的受阻酚抗氧劑、熔點低于70℃的硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物，重量比為：

受阻酚類∶亞磷酸酯類∶硫代酯類＝1.5～2.5∶1.5～2.5∶1；

優選的：受阻酚類∶亞磷酸酯類∶硫代酯類＝2∶2∶1；

所述的受阻酚抗氧劑選自β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯或β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸異辛醇酯等；

所述的硫代酯類抗氧劑選自4，4，-硫代雙-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4，4，-硫代雙(6-叔丁基間甲酚)中的一種或幾種；

所述的亞磷酸酯類抗氧劑選自亞磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)或雙(2，4-二叔丁基苯基)季戌四醇亞磷酸酯；

將受阻酚類、亞磷酸酯類和硫代酯類混合，即可獲得多元復配抗氧劑；

所述的中高壓電力電纜用可化學交聯聚乙烯絕緣塑料的制備方法，包括如下步驟：

將α烯烴改性的聚乙烯樹脂、過氧化物和多元復配抗氧劑混合后，即可獲得產品，大致流程如下：

1、把聚乙烯加入真空轉鼓中，65～75℃，優選70℃預熱5～15分鐘，優選10分鐘；