本發(fā)明涉及絕緣材料領(lǐng)域，尤其涉及10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料。
背景技術(shù)：
電纜行業(yè)使用聚烯烴的品種主要有PE、PP、EVA及EEA等，其中相對量大、應(yīng)用歷史長的主要是PE，它有HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及經(jīng)過交聯(lián)的XLPE，它們的應(yīng)用已毋需多說。行業(yè)中現(xiàn)今聚烯烴的應(yīng)用和發(fā)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(fā)展較快的品種，符合IEC92-359標(biāo)準(zhǔn)要求的熱塑型料已得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著石油平臺、核電站、艦船用電纜及其他環(huán)境惡劣的使用場合的要求，交聯(lián)型無鹵低煙電纜料的應(yīng)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(zhì)自承式架空光纜)的推廣應(yīng)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(chǎn)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(shè)，其護(hù)套的耐電蝕性將直接影響光纜壽命，故對護(hù)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(jìn)行1000小時的耐電痕試驗，它需要有為此專門設(shè)計的配方體系，其中的關(guān)鍵即為耐電痕劑的使用、優(yōu)越的物理機(jī)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(xù)，其重點還是如何提高置于空間電場中電纜護(hù)套材料的抗電蝕性。
(3)硅烷交聯(lián)料
硅烷交聯(lián)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(lián)技術(shù)的普及，其它如硅烷交聯(lián)可剝離屏蔽料、無鹵低煙阻燃料、乙丙電纜料已相繼有產(chǎn)品問世。國內(nèi)在硅烷交聯(lián)可剝離屏蔽料上已有廠家做了工作，而硅烷交聯(lián)無鹵阻燃料、乙丙電纜料尚少為大家了解，當(dāng)然更談不上應(yīng)用了。
(4)輻照交聯(lián)聚烯烴料
輻照交聯(lián)材料及技術(shù)在電力電纜、架空電纜及裝備線上已得到成熟的應(yīng)用。眾所周知，行業(yè)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(yīng)用也已成熟，但在中間溫度等級(如125℃、150℃)的應(yīng)用開發(fā)上，與國外差距比較大。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料。本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(yōu)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(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到：
作為優(yōu)選，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到：
二步法制備10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)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：按重量百分比計，催化劑母料占總材料成分的3～10％，其中：
將以上材料在攪拌機(jī)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(jī)料斗，擠出機(jī)溫度：140～180℃，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔，設(shè)置80℃烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進(jìn)行包裝、暫時存放；
2)成品制備：
2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300按照硅烷偶聯(lián)劑：1～2％：0.13％：0.02～0.06％的比例進(jìn)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、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按：35～44％：15～24％：20～30％：5～12％：3～10％的比例吸入到攪拌機(jī)進(jìn)行混合，混合均勻后吸入干燥塔，設(shè)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(jīng)計量稱自動加料加入到雙螺桿擠出機(jī)，將已經(jīng)配好的硅烷助劑也經(jīng)過計量稱在第二區(qū)加入到雙螺桿，以上材料在雙螺桿進(jìn)行接枝；
2.4)經(jīng)雙螺桿接枝后的材料經(jīng)單螺桿擠出、偏心水霧切粒，經(jīng)輸送水泵輸送到脫水機(jī)，經(jīng)脫水后由輸送風(fēng)機(jī)輸送至沸騰床，通過控制料位的高度對材料進(jìn)行充分干燥，后由真空吸料機(jī)吸入成品料倉；
2.5)計量、包裝即為成品。
一步法制備10kV及以下電線電纜用硅烷交聯(lián)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：按重量百分比計，催化劑母料占總材料成分的3～10％，其中：
將以上材料在攪拌機(jī)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(jī)料斗，擠出機(jī)溫度：140～180℃，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔，設(shè)置80℃烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進(jìn)行包裝、暫時存放；
2)成品制備：
2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑DCP、抗氧劑300按照硅烷偶聯(lián)劑：1～2％：0.13％：0.02～0.06％的比例進(jìn)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(shè)備雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行加熱到90℃；
2.3)LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按：35～44％：15～24％：20～30％：5～12％：3～10％比例吸入到雙錐轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，然后將蓋子密閉，開啟雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)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(nèi)；
2.5)硅烷助劑經(jīng)過2.5小時的吸收后放出；
2.6)計量、包裝即為成品。
本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的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(yōu)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(fā)明的產(chǎn)品生產(chǎn)，螺桿轉(zhuǎn)速及電流穩(wěn)定，生產(chǎn)240mm2，放線速度每分鐘4.5米；在擠出時，出膠均勻，無顆粒，連續(xù)開機(jī)12天無老膠出現(xiàn)；電纜熱延伸檢測在70％～80％，永久變形在0～5％范圍內(nèi)；局部放電檢測在2PC以內(nèi)，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(fā)明的產(chǎn)品與聚氯乙烯比較，抗熱變性比PvC好，抗過載能力強(qiáng)。短路運行溫度最高可達(dá)250℃。而PVC耐熱性差，其80℃持續(xù)4h其變性可達(dá)50％。當(dāng)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(zāi)事故占電火災(zāi)事故總數(shù)的50％；交聯(lián)聚乙烯密度比聚氯乙烯小40％左右，可以明顯減輕線纜的質(zhì)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(xué)性能，改進(jìn)了耐環(huán)境應(yīng)力龜裂與耐熱老化性能，增強(qiáng)了耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐溶劑性，減少了冷流性，絕緣電阻高，介質(zhì)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
10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到：
二步法制備10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)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：催化劑母料占總材料成分的5％，具體配方如下：
將以上材料在攪拌機(jī)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(jī)料斗(擠出機(jī)溫度：140～180℃)，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔(設(shè)置80℃)烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進(jìn)行包裝、暫時存放。
2、成品制備：
2.1)將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、抗氧劑300按照1.6％：0.13％：0.04％的比例進(jìn)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、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按照40％：20％：25％：8.23％：5％的比例吸入到攪拌機(jī)進(jìn)行混合，混合均勻后吸入干燥塔，設(shè)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(jīng)計量稱自動加料加入到雙螺桿擠出機(jī)，將已經(jīng)配好的硅烷助劑也經(jīng)過計量稱在第二區(qū)加入到雙螺桿，以上材料在雙螺桿進(jìn)行接枝；
2.4)經(jīng)雙螺桿接枝后的材料經(jīng)單螺桿擠出、偏心水霧切粒，經(jīng)輸送水泵輸送到脫水機(jī)，經(jīng)脫水后由輸送風(fēng)機(jī)輸送至沸騰床，通過控制料位的高度對材料進(jìn)行充分干燥，后由真空吸料機(jī)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(chǎn)品進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果為合格。
實施例2
10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到：
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
10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到：
一步法制備10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)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。
一、催化劑母料制備：催化劑母料占總材料成分的5％，具體配方如下：
將以上材料在攪拌機(jī)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(jī)料斗(擠出機(jī)溫度：140～180℃)，經(jīng)雙螺桿擠出后經(jīng)過冷卻水槽進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)吹干后進(jìn)行切粒，顆粒在干燥塔(設(shè)置80℃)烘干2小時以上然后用真空鋁塑袋進(jìn)行包裝、暫時存放。
二、成品制備：
1、將硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、抗氧劑300按照1.6％：0.13％：0.04％的比例進(jìn)行混合(混合后成為硅烷助劑)，充分混合后硅烷助劑待用；
2、將主設(shè)備雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行加熱到90℃；
3、將LLDPE-7042、LLDPE-8320、LDPE、EVA、催化母料按照40％：20％：25％：8.23％：5％的比例吸入到雙錐轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，然后將蓋子密閉，開啟雙錐轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行干燥、混合；
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(nèi)；
5、硅烷助劑經(jīng)過2.5小時的吸收后放出；
6、計量、包裝即為成品。
7、對以上制備的產(chǎn)品進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果為合格。
實施例4
10kV及以下銀灰色電線電纜用硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，該絕緣材料按重量百分比計由以下的組分制備得到：
上述的絕緣材料采用實施例3的一步法制備絕緣材料。