[發(fā)明專利]一種高熔體強度聚丙烯電纜材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110769488.4
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113321891B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張文龍;于浩;張學(xué)悟;張學(xué)深;戴亞杰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué);揚州龍達電工材料有限公司
• 主分類號: C08L51/06
• 分類號: C08L51/06;C08K5/07;C08K5/098;C08F255/02;C08F222/08;C08F212/08
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 王燦

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高熔體強度聚丙烯電纜材料及其制備方法。本發(fā)明通過將聚丙烯、接枝助劑和極性化合物加入反應(yīng)器中，升溫攪拌混合均勻，再向其中加入引發(fā)劑和抗氧化劑，混合均勻后加入到轉(zhuǎn)矩流變儀中進行熔融共混，將得到的產(chǎn)物經(jīng)提純后與金屬離子化合物在轉(zhuǎn)矩流變儀中進行熔融共混。本發(fā)明獲得的聚丙烯離聚體引入了離聚物離子，由于離子間的作用力，使得離聚物離子起到了物理交聯(lián)的作用，從而提高了聚丙烯的熔體強度；且具有較高的擊穿場強和體積電阻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高熔體強度聚丙烯電纜材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著高壓輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對電纜的載流量、運行電壓等級和工作溫度提出了更高要求。交聯(lián)聚乙烯，因優(yōu)良的電性能、機械及耐熱性能等而被大量的應(yīng)用于中高壓電線電纜制備中。但交聯(lián)聚乙烯在使用壽命達到后，回收困難，難以降解，會引起環(huán)保問題。

聚丙烯(PP)是一種電性能優(yōu)良且具有較高的機械性能，又不需要交聯(lián)就有優(yōu)良的耐熱性的熱塑性材料，并且可回收利用，從而使其成為應(yīng)用于電線電纜的首選材料。但是PP具有較低的熔體強度和較差的耐熔垂性能，并且在熔融態(tài)拉伸時沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象，限制了其在電線電纜加工成型方面的應(yīng)用。因此增加PP的熔體強度是其在電線電纜領(lǐng)域獲得更廣泛引用的重要因素。

目前制備高熔體強度聚丙烯主要是通過提高分子量，加寬分子量分布和引入長支鏈結(jié)構(gòu)三種方法。具體的實施方法有共混法、后反應(yīng)器法、反應(yīng)器合成法等。

中國專利CN202010531449.6采用聚丙烯、敏化劑、聚丁烯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯經(jīng)過混合后，經(jīng)過輻照照射制備的一種高熔體強度聚丙烯材料；通過輻照的方法增加了聚丙烯側(cè)鏈長度提高了熔體強度，經(jīng)過制備的高熔體強度聚丙烯的熔體強度可達21.2cN。

中國專利CN202010295657.0通過石墨烯接枝過氧化物作為引發(fā)劑，在擠出加工中交聯(lián)長鏈支化制備的一種高熔體強度聚丙烯材料；通過石墨烯的接枝以及石墨烯良好的導(dǎo)熱性能，避免了聚丙烯在擠出加工反應(yīng)中產(chǎn)生聚丙烯凝膠，提高了產(chǎn)品高熔體強度和聚丙烯的質(zhì)量穩(wěn)定性。

上述專利文獻利用輻照法和石墨烯接枝的方法制備了高熔體強度聚丙烯，通過引入長支鏈來提高聚丙烯的熔體強度，但是上述兩種技術(shù)方案具有制備過程較為復(fù)雜，熔體強度性能提高有限的缺陷。

因此，如何提供一種制備工藝簡單，熔體強度高的聚丙烯電纜材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高熔體強度聚丙烯電纜材料及其制備方法，該聚丙烯電纜材料制備工藝簡單，且具有較高的熔體強度、擊穿場強和體積電阻率。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種高熔體強度聚丙烯電纜材料，由包括如下重量份數(shù)的原料制備而成：

優(yōu)選的，所述聚丙烯為均聚物或共聚物。

優(yōu)選的，所述接枝助劑為電子供應(yīng)體化合物，進一步優(yōu)選的所述接枝助劑為苯乙烯。

優(yōu)選的，所述極性化合物為馬來酸酐。

優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5-雙(過氧基叔丁基)己烷中的一種。

優(yōu)選的，所述金屬離子化合物為乙酰丙酮鋅、硬脂酸鋅中的一種。

優(yōu)選的，所述抗氧化劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

本發(fā)明還提供了一種高熔體強度聚丙烯電纜材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚丙烯、接枝助劑和極性化合物混合后加熱攪拌；