[發明專利]一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜

在審

• 申請號: 202010895331.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111978617A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 方偉;李坤;居盛文;吳云
• 申請（專利權）人: 方偉
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/16;C08L97/02;C08L51/10;C08L55/02;C08L29/04;C08K5/12;C08F292/00;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/44;C08F212/10;C08F279/04;H01
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 王俊曉

1.一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜，其特征在于，包括如下重量份原料：50-65份聚乙烯，25-35份耐寒填料，10-15份三元乙丙橡膠，5-10份增塑劑，2-5份木質纖維，15-20份改性聚苯乙烯復合材料，1-5份交聯劑；

該交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜由如下方法制成：

第一步、將聚乙烯、耐寒填料、三元乙丙橡膠和交聯劑混合均勻，轉移至單螺桿擠出機中擠出、造粒，制得第一母料；

第二步、將改性聚苯乙烯復合材料和木質纖維混合均勻，制得第二母料，將第一母料和第二母料混合均勻后加入增塑劑，通過擠出機熔融塑化擠出、水冷、造粒，之后再次通過擠出機擠出，經牽引、冷卻、定型、成卷后在紫外線輻照機中進行照射，控制照射能量為5-15Mrad，制得電纜用料，之后將電纜用料包覆在導體表面，制得交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜。

2.根據權利要求1所述的一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜，其特征在于，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二甲酯和鄰苯二甲酸二乙酯中的一種或兩種按任意比例混合，所述交聯劑為過氧化二異丙苯和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或兩種按任意比例混合。

3.根據權利要求1所述的一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜，其特征在于，所述耐寒填料由如下方法制成：

步驟S1、將苯乙烯和去離子水加入聚合釜中，磁力攪拌15-20min，之后加入十二烷基硫酸鈉，40-45℃水浴加熱，用氮氣置換聚合釜中的空氣三次，加入丁二烯，磁力攪拌15min后降溫至5-10℃，加入過硫酸鈉，勻速攪拌并反應5h，反應結束后升溫至45-50℃，反應4h，反應結束后降溫出料，制得第一膠乳；

步驟S2、將步驟S1制得的第一膠乳和十二碳硫醇依次加入三口燒瓶中，45-50℃水浴加熱并以120r/min的轉速攪拌30min，加入過硫酸鉀，升溫至55-60℃，之后升溫至65℃，之后在100min內分三次等量加入苯乙烯和丙烯腈，升溫至70-75℃，并以450r/min的轉速攪拌4h，之后加入抗氧劑1010，制得第二膠乳；

步驟S3、將步驟S2制得的第二膠乳和聚乙烯醇加入混煉機中混煉15min，加入鋇鋅熱穩定劑，繼續混煉10min，之后轉移至熱壓機中，控制熱壓機上下板的溫度為150℃，壓力為20MPa，在此溫度下硫化壓制30min，制得所述耐寒填料，控制第二膠乳、聚乙烯醇和鋇鋅熱穩定劑的重量比為1∶2∶0.1-0.2。

4.根據權利要求3所述的一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜，其特征在于，步驟S1中控制苯乙烯、十二烷基硫酸鈉、丁二烯、過硫酸鈉和去離子水的重量比為1∶0.1-0.2∶2∶0.03-0.05∶40-50，步驟S2中控制第一膠乳、十二碳硫醇、苯乙烯、丙烯腈和過硫酸鉀的重量比為1∶0.5-0.8∶0.8-1∶0.5-0.8∶0.01-0.03。

5.根據權利要求1所述的一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜，其特征在于，所述改性聚苯乙烯復合材料由如下方法制成：

步驟S11、將丙酮加入四口燒瓶中，通入氮氣排出空氣，40-45℃水浴加熱，將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯腈按照3∶40-50∶3-5的重量比依次加入四口燒瓶中，在此溫度下保溫1h并勻速攪拌，之后升溫至60-65℃，加入十二烷基硫醇，反應2h，制得中間體，之后將納米氮化硅加入四口燒瓶中，以450r/min的轉速攪拌15min，回流2h，之后在70℃真空干燥箱中干燥5h，制得納米填料；

步驟S12、將十二烷基苯磺酸鈉、碳酸氫鈉和苯乙烯單體加入去離子水中，通入氮氣排出空氣，50℃水浴加熱并磁力攪拌5min，制得混合液A，加入步驟S11中制備出的納米填料，以180-200r/min的轉速磁力攪拌4h，加入KH570，反應10h后加入無水乙醇，過濾、離心制得改性聚苯乙烯復合材料。

6.根據權利要求5所述的一種交聯聚乙烯絕緣耐寒電力電纜，其特征在于，步驟S11中控制十二烷基硫醇和甲基丙烯酸甲酯的物質的量之比為1∶0.3-0.5，納米氮化硅和中間體的重量比為1∶0.8-1，步驟S12中控制十二烷基苯磺酸鈉、碳酸氫鈉和苯乙烯的重量比為0.1-0.3∶0.5-0.8∶10，苯乙烯單體和納米填料的重量比為3-5∶1。