專(zhuān)利名稱(chēng)：電力電纜聚乙烯絕緣層的配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，尤其是一種耐溫105℃、1kV級(jí)輻照交聯(lián)電力電纜絕緣層的配方，含有聚乙烯樹(shù)脂和各種添加劑。
眾所周知，在我國(guó)傳統(tǒng)的動(dòng)力供電系統(tǒng)和高溫等特定環(huán)境的電力供電系統(tǒng)中均采用油紙電力電纜，即用油浸紙包裹在導(dǎo)體表面進(jìn)行絕緣，這種電力電纜在使用過(guò)程中，由于其油紙層中的油易外滲，因而造成其絕緣性能差、耐溫等級(jí)低、使用壽命短;因此國(guó)內(nèi)逐漸采用聚氯乙烯全塑電力電纜代替原有的油紙電纜。但聚氯乙烯全塑電力電纜因其工作溫度很低、介質(zhì)損耗角正切較高、載流量低、易老化、易開(kāi)裂等缺點(diǎn)，限制了它的使用。目前，國(guó)內(nèi)外均采用交聯(lián)電力電纜代替全塑電纜，交聯(lián)方法主要有兩種化學(xué)交聯(lián)和輻照交聯(lián);在國(guó)內(nèi)較通用的電力電纜乃化學(xué)交聯(lián)聚乙烯電力電纜。如蘭州化學(xué)工業(yè)公司1989年研制的用于化學(xué)交聯(lián)的電力電纜料以高壓低密度聚乙烯為基料，在其中添加二枯基過(guò)氧化物作為交聯(lián)引發(fā)劑，添加4，4′-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基)苯酚作為抗氧劑，然后經(jīng)化學(xué)交聯(lián)、成纜工藝制成電力電纜;這種電力電纜因其絕緣層采用化學(xué)交聯(lián)，使得添加劑反應(yīng)不完全，造成雜質(zhì)殘留，因而其絕緣性能差;另外采用化學(xué)交聯(lián)易出現(xiàn)水樹(shù)、偏心、熔流現(xiàn)象，因而其電性能和機(jī)械性能較差，并且其工藝條件難以控制，使其進(jìn)一步推廣生產(chǎn)受到限制。在國(guó)外已研制出額定電壓1kV、耐溫90℃的輻照交聯(lián)電纜，這種電纜在需耐溫105℃占80%的動(dòng)力電纜中使用已受限制。
本發(fā)明的目的是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種使電纜具有工作溫度高、載流量大、抗氧化老化能力強(qiáng)、絕緣性能和電性能、機(jī)械性能較好的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方。
本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，含有聚乙烯樹(shù)脂和各種添加劑，以聚乙烯樹(shù)脂為基料，在其中添加各種添加劑;其配方組份為聚乙烯樹(shù)脂100份，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇脂0.2-0.5份硫代二丙酸雙硬脂醇酯 0.1-0.5份金屬減活劑MDA-7(天津市合成材料研究所) 0.3-0.5份乙撐雙硬脂酰胺 0.1-0.3份鍛燒陶土 8-15份本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)配方中的聚乙烯樹(shù)脂為熔融指數(shù)為0.3、1.3、2.0的高壓低密度聚乙烯;配方中的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯可用2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯代替，其配方組份不變;硫代二丙酸雙硬脂醇酯用硫代二丙酸二月桂酯、N-異丙基-N′-苯基對(duì)苯二胺代替，其配方組份不變;金屬減活劑MDA-7可用MDA-2、MDA-5代替，其配方組份不變;乙撐雙硬脂酰胺可用甲撐雙硬脂酰胺代替，其配方組份不變。
一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其配方組份為高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉 0.2-0.4份硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.3份金屬減活劑MDA-2 0.3-0.4份甲撐雙硬脂酰胺 0.1-0.2份鍛燒陶土 8-10份一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，配方組份為高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯 0.3-0.5份N-異丙基-N′-苯基對(duì)苯二胺 0.35-0.5份金屬減活劑MDA-5 0.4-0.5份乙撐雙硬酯酰胺 0.2-0.3份陶土 10-12份一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，配方組份為高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯0.2-0.5份硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.5份金屬減活劑MDA-7 0.3-0.4份乙撐雙硬酯酰胺 0.1-0.3份陶土 10-15份一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，配方中的物質(zhì)按組份混合后，經(jīng)密煉、開(kāi)煉、擠出，再進(jìn)行輻照交聯(lián)，輻照劑量為20-30Mrad。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的配方中以高壓低密度聚乙烯為基料，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯作為抗氧劑和硫代二丙酸雙硬脂醇酯作輔助抗氧劑，二者具有協(xié)同效應(yīng)，提高了絕緣層抗熱、氧、老化能力，使其抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率變化率超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高了耐溫性能。
2、本發(fā)明的配方中添加金屬減活劑MDA-7，抑制了銅、鋁導(dǎo)體對(duì)絕緣層的加速老化作用，致使絕緣層的耐溫等級(jí)在額定電壓為1kV時(shí)從90℃提高到105℃。
3、本發(fā)明的配方中的物質(zhì)按組份混合后，再進(jìn)行輻照交聯(lián)，避免了采用化學(xué)交聯(lián)造成的熔流、偏心、水樹(shù)等現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的機(jī)械性能和載流量，載流能力高出1-2個(gè)截面檔次，電纜允許短路電流高出2個(gè)截面檔次。
5、本發(fā)明的配方組份少、工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品性能好、安全可靠。
本發(fā)明還將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例一取聚乙烯樹(shù)脂100份，作為基料，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇脂0.5份、硫代二丙酸雙硬脂醇酯0.1份、金屬減活劑MDA-7(天津市合成材料研究所)0.3份、乙撐雙硬脂酰胺0.2份、鍛燒陶土10份。
先將配方中的聚乙烯樹(shù)脂加入高速捏合機(jī)中，然后按配方中的組份依次加入上述物質(zhì)，開(kāi)動(dòng)攪拌器攪拌2分鐘后，再在密煉機(jī)中密煉8分鐘，密煉溫度為138℃、密煉機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分;并在開(kāi)煉機(jī)中開(kāi)煉2分鐘后切粒，開(kāi)煉機(jī)的前輥溫度為100℃、后輥溫度為90℃;然后再將切粒的料加入擠出機(jī)中，在擠出機(jī)上擠包在已絞制好的導(dǎo)體表面，經(jīng)火花試驗(yàn)后，按每分鐘20米的速度進(jìn)行輻照交聯(lián)，其輻照劑量為20Mrad，然后成纜。
實(shí)施例二取聚乙烯樹(shù)脂100份，作為基料，在其中添加四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇脂0.2份、硫代二丙酸雙硬脂醇酯0.5份、金屬減活劑MDA-7(天津市合成材料研究所)0.5份、乙撐雙硬脂酰胺0.1份、鍛燒陶土8份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為30Mrad。
實(shí)施例三取高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉0.4份、硫代二丙酸二月桂酯0.1份、金屬減活劑MDA-2 0.4份、甲撐雙硬脂酰胺0.1份、鍛燒陶土8份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為25Mrad。
實(shí)施例四取高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉0.2份、硫代二丙酸二月桂酯0.3份、金屬減活劑MDA-2 0.3份、甲撐雙硬脂酰胺0.2份、鍛燒陶土10份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為28Mrad。
實(shí)施例五取高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯0.5份、N-異丙基-N′-苯基對(duì)苯二胺0.35份、金屬減活劑MDA-5 0.5份、乙撐雙硬酯酰胺0.2份、陶土10份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為26Mrad。
實(shí)施例六取高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯0.3份、N-異丙基-N′-苯基對(duì)苯二胺0.5份、金屬減活劑MDA-5 0.4份、乙撐雙硬酯酰胺0.3份、陶土12份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為29Mrad。
實(shí)施例七取高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯0.4份、硫代二丙酸二月桂酯0.3份、金屬減活劑MDA-7 0.3份、乙撐雙硬酯酰胺0.2份、陶土12份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為22Mrad。
實(shí)施例八取高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯0.2份、硫代二丙酸二月桂酯0.5份、金屬減活劑MDA-7 0.4份、乙撐雙硬酯酰胺0.1份、陶土15份。
與實(shí)施例一同，制成電力電纜，其輻照劑量為24Mrad。
權(quán)利要求
1.一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，含有聚乙烯樹(shù)脂和各種添加劑，其特征是以聚乙烯樹(shù)脂為基料，在其中添加各種添加劑；其配方組份為聚乙烯樹(shù)脂100份，在其中添加四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.2-0.5份硫代二丙酸雙硬脂醇酯 0.1-0.5份金屬減活劑MDA-7(天津市合成材料研究所) 0.3-0.5份乙撐雙硬脂酰胺 0.1-0.3份煅燒陶土 8-15份
2.如權(quán)利要求1所述的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其特征是配方中的聚乙烯樹(shù)脂為熔融指數(shù)為0.3、1.3、2.0的高壓低密度聚乙烯。
3.如權(quán)利要求1所述的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其特征是配方中的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯可用2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯代替，其配方組份不變;硫代二丙酸雙硬脂醇酯可用硫代二丙酸二月桂酯、N-異丙基-N′-苯基對(duì)苯二胺代替，其配方組份不變;金屬減活劑MDA-7可用MDA-2、MDA-5代替，其配方組份不變;乙撐雙硬脂酰胺可用甲撐雙硬脂酰胺代替，其配方組份不變。
4.如權(quán)利要求1所述的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其特征是配方組份為高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉 0.2-0.4份硫代二丙酸二月桂酸 0.1-0.3份金屬減活劑MDA-2 0.3-0.4份甲撐雙硬脂酰胺 0.1-0.2份鍛燒陶土 8-10份
5.如權(quán)利要求1所述的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其特征是配方組份為高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯 0.3-0.5份N-異丙基-N′-苯基對(duì)苯二胺 0.35-0.5份金屬減活劑MDA-5 0.4-0.5份乙撐雙硬酯酰胺 0.2-0.3份陶土 10-12份
6.如權(quán)利要求1所述的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其特征是配方組份為高壓低密度聚乙烯100份，在其中添加三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯0.2-0.5份硫代二丙酸二月桂酯 0.1-0.5份金屬減活劑MDA-7 0.3-0.4份乙撐雙硬酯酰胺 0.1-0.3份陶土 10-15份
7.如權(quán)利要求1所述的電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，其特征是配方中的物質(zhì)按組份混合后，經(jīng)密煉、開(kāi)煉、擠出，再進(jìn)行輻照交聯(lián)，輻照劑量為20-30Mrad。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力電纜聚乙烯絕緣層的配方，以聚乙烯樹(shù)脂為基料，在其中添加四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、硫代二丙酸雙硬脂醇酯、金屬減活劑、乙撐雙硬脂酰胺和煅燒陶土；將上述物質(zhì)按組分混合后再進(jìn)行捏合、密煉、開(kāi)煉、造粒、擠出、輻照后成纜即可制成電力電纜，該電纜耐溫等級(jí)高、耐老化性能好、具有優(yōu)良的電絕緣性和機(jī)械性能，適用于環(huán)境溫度高、載流量大的額定電壓1kV及以下的輸配電路。
文檔編號(hào)H01B9/00GK1063377SQ9210031
公開(kāi)日1992年8月5日 申請(qǐng)日期1992年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月14日
發(fā)明者滕人瑞, 周才輝, 周知明, 劉振浩, 葛寶全, 周振安, 馬思溫, 梁天強(qiáng), 黃漢卿, 王卓 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所