[发明专利]过氧化物交联聚乙烯绝缘材料后吸收工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种电力电缆用绝缘材料，特别涉及一种过氧化物交联聚乙烯绝缘材料后吸收工艺。这种工艺制造的过氧化物交联聚乙烯绝缘材料适用于高中低压电力电缆，尤其适用于35kV及以下电力电缆。

背景技术

聚乙烯英文名称polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量 α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭、无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达-70～-100℃，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，不耐具有氧化性质的酸，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，聚乙烯按产品密度大小分为高密度、中密度、低密度和线性低密度。聚乙烯电绝缘性能优良，聚乙烯是电线电缆中常用的绝缘材料。但是聚乙烯是线性大分子，耐热性能和耐环境应力开裂能力较差等缺点，只有交联形成三维网状结构后，聚乙烯的物理性能和化学性能才能发生以下明显变化：力学性能和燃烧的滴落现象得到很大改善，耐环境应力开裂现象减少甚至消失，耐温等级可提高至90℃，耐溶剂性能、耐化学性明显改善。另外纯的聚乙烯不含极性基因，具有良好的介电性能，聚乙烯的分子量对其介电性能不发生影响，但聚乙烯中若含有杂质，如催化剂、金属灰分及分子中存在极性基团（羟基、羰基）等，则对其介电性能如介电常数、介电耗损（介电损耗角正切）等会发生不良影响，因此在聚乙烯交联过程中需要通过过滤净化等除去杂质，提高聚乙烯的纯度，聚乙烯纯度越高，其介电性能越好。聚乙烯主要有高能辐射、过氧化物交联、硅烷交联三种交联方法，目前使用较为普遍的是对聚乙烯进行过氧化物交联。传统的过氧化物交联聚乙烯绝缘材料制造工艺步骤为：将聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂配料混合—混炼造粒—离心脱水—沸腾干燥——冷却计量包装，过氧化物交联剂主要是采用过氧化二异丙苯（简称DCP），这种传统的制造工艺存在的缺陷如下：（1）由于过氧化物交联剂DCP是在线注入，即聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂三种原料配料同时加入混炼机内进行混炼。由于DCP的分解温度为120～125℃，为了防止DCP的快速分解，混炼造粒只能在低于DCP分解温度以下进行，实际混炼造粒温度要低于120℃，但是抗氧剂一般要达到150～160℃才能充分熔解。这就使得：（1）无法使聚乙烯和高熔点抗氧剂在较高温度下混炼，使得高熔点的抗氧剂无法充分熔融和有效地分散，使抗氧剂与聚乙烯混炼不均匀，出现粉状点等现象，从而使绝缘材料的稳定性、可靠性变差，电性能下降；（2）无法使聚乙烯和高熔点抗氧剂在较高温度下混炼，这使得熔体的粘度大、压力高，无法对原料中的杂质进行过滤（如加装过滤网等，低温高粘度的熔体无法顺利通过过滤网等过滤净化设备），因此传统后吸收工艺中无过滤步骤，生产的绝缘材料杂质含量高，清洁度差，电绝缘性能差；（3）DCP在挤出造粒过程中存在微量分解，产生预交联料，导致产品质量下降。因此找到一种能避免上述缺陷、生产出优质过氧化物交联聚乙烯绝缘材料生产工艺是人们迫切希望解决，却一直无法解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种混炼均匀、后吸收效果好、工艺简单合理、制造出的绝缘材料性能可靠、质量好的新型的过氧化物交联聚乙烯绝缘材料后吸收工艺。

实现上述目的的技术方案是：一种过氧化物交联聚乙烯绝缘材料后吸收工艺，是以聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂为原料制备得到过氧化物交联聚乙烯绝缘材料，所述工艺步骤如下：

（1）配料：将抗氧剂和聚乙烯进行配料，然后进入下一步；

（2）混炼造粒：将配料在混炼机中进行混炼，混炼后的物料经过滤后进行挤出造粒，混炼过滤造粒的操作温度为160～200℃，造粒后的物料进入下一步；

（3）脱水干燥：将上一步造粒得到的物料进行脱水干燥，得到中间体；

（4）再混合：将上一步得到的中间体与过氧化物交联剂进行混合，混合温度为50～90℃，混合时间为5～240min，混合后的物料进入下一步；

（5）后吸收：将上一步得到的物料进行后吸收，后吸收后的物料进入下一步；

（6）冷却：将上一步得到的物料进行冷却，得到过氧化物交联聚乙烯绝缘材料。

进一步，所述聚乙烯、抗氧剂和过氧化物交联剂三者重量比为100：0.15～0.30：1.6～3.0。

进一步，所述的抗氧剂为粉末状抗氧剂，聚乙烯为颗粒状低密度聚乙烯，过氧化物交联剂为经过过滤的液态过氧化物交联剂。

进一步，所述的抗氧剂为300号抗氧剂、1010抗氧剂、168抗氧剂、PS802抗氧剂、1076抗氧剂或1035抗氧剂中任一种。