[发明专利]高压电缆用绝缘材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃树脂组合物，还涉及包含该树脂组合物的电缆用绝缘材料和电缆。

背景技术

交联聚乙烯(XLPE)自五十年代问世以来，因其性能卓越、制造工艺简单、维修容易等优点，在输配电系统中得到了广泛应用。

目前在我国所制造的交联聚乙烯绝缘料，一般仅用于35kV以下的电力电缆的绝缘层。其制造方法为将绝缘料的各组成组分如聚乙烯、抗氧剂和交联剂一起混合并熔融挤出得到最终绝缘料。这种方法可能导致混合物料发生预交联，该方法制得产品的杂质含量等指标不能满足高压、超高压绝缘料制造的设计要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种聚烯烃树脂组合物，该聚烯烃树脂组合物包含聚烯烃、抗氧剂和交联剂；其中，所述聚烯烃树脂组合物中杂质的尺寸为100μm以下，抗拉强度为17MPa以上，体积电阻率为1.0×10¹⁵Ω·m以上。

本发明的另一个目的在于提供一种聚烯烃树脂组合物的制备方法，该方法包括：在环境条件下，将聚烯烃与抗氧剂在150-200℃的温度下混炼、均化并脱挥发物，得到熔融物料；将该熔融物料在180-230℃下过滤，然后脱水、干燥，然后与交联剂混合。

本发明的另一个目的在于提供一种电缆用绝缘材料，该电缆绝缘材料包括本发明的聚烯烃树脂组合物。

本发明的另一个目的在于提供一种电缆，该电缆包括本发明的电缆用绝缘材料。

根据本发明提供的聚烯烃树脂组合物的制备方法，由于在熔融挤出工艺过程加入聚烯烃树脂组合物的各组成成分时未加入交联剂而是在后续工艺中加入，从而可以防止过早交联并可以在高温下充分熔融混合除交联剂以外的各组分并均匀分散随后挤出；并且可以通过过滤系统有效地去除原料中的杂质，提高产品的洁净度。

根据本发明的制备方法得到的聚烯烃树脂组合物中杂质的尺寸(1000g样品中)为100μm以下，抗拉强度为17Mpa以上、体积电阻率1.0×10¹⁵Ω·m以上，可用于35kV以上、尤其是110-500kV的电力电缆的绝缘层。

具体实施方式

本文所使用的术语“聚乙烯”是指乙烯的均聚物。

本发明提供的聚烯烃树脂组合物包含聚烯烃、抗氧剂和交联剂，基于100质量份聚烯烃，所述抗氧剂的含量可以为0.1-3质量份、优选为0.2-1.5质量份，所述交联剂的含量可以为1-10质量份、优选为2-5质量份。

根据本发明提供的聚烯烃树脂组合物，其中，所述聚烯烃可以为作为乙烯均聚物的聚乙烯、乙烯与至少一种具有3-12个、优选4-8个碳原子的α烯烃共聚的乙烯共聚物、乙烯与(甲基)丙烯酸酯的共聚的乙烯共聚物或它们的混合物。α烯烃可以为丙烯、1-丁烯、1-己烯、4甲基-1-戊烯、1-辛烯。其中乙烯共聚物包括但不限于乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

本发明中的聚乙烯可以是均相或异相的。均相聚乙烯的分子量分布指数(Mw/Mn)范围在1.5-3并具有很均匀的共聚单体分布，表现为单一的相对较低的熔点105℃。异相聚乙烯的分子量分布指数(Mw/Mn)大于3.5，而且共聚物单体分布不均匀。

在优选情况下，本发明的聚烯烃可以为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的至少一种。其中，优选低密度聚乙烯，该低密度聚乙烯的密度通常为0.860-0.950g/cm³、优选为0.870-0.930g/cm³，熔融指数大约为0.1-50g/10min、优选1-5g/10min、更优选1.5-2.5g/10min(190℃，2.16kg)。该低密度聚乙烯可以采用上海石化(DJ210、DJ200A)、扬子巴斯夫石化(2220H)、进口伊朗石化(2102TX00)等。

根据本发明提供的聚烯烃树脂组合物，所述交联剂可以采用本领域技术人员通常使用的各种交联剂，例如可以选自过氧化物类交联剂。所述过氧化物类交联剂的例子包括但不限于氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种。上述交联剂可以通过商购获得。

根据本发明提供的聚烯烃树脂组合物，所抗氧剂可以包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，且基于100重量份聚烯烃，主抗氧剂的含量可以为0.1-5质量份、优选为0.2-2质量份，辅助抗氧剂的含量为0.04-2质量份、优选为0.1-2质量份。