[发明专利]一种抗水树抗击穿的阻燃电力电缆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗水树抗击穿的阻燃电力电缆料及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是一种用途非常广泛的通用塑料，根据添加增塑剂的量不同，可以制成硬质、半硬质和软质制品，还可以与其他聚合物共混进行改性，做成种类繁多、性能各异的制品，用量非常大，是世界五大通用塑料之一。在全球范围内PVC树脂的需求量和聚乙烯、聚丙烯位列前三位，而在中国其消费量已经升至第一位。聚氯乙烯本身也是本质阻燃材料，其氧指数很高，阻燃效果很好，但纯的PVC是刚性链段，在90℃以上就开始分解，加工就必须加入增塑剂，增塑剂都是易燃物，所以软质PVC须加入阻燃剂才有阻燃效果。而且聚氯乙烯在燃烧时会产生氯化氢气体，具有很大的毒性和腐蚀性，且浓烟较多。随着环保要求的提高，DOP等邻苯类增塑剂已经被禁止，所以说就要进一步发挥聚乙烯电缆料的各项优点。

聚乙烯(PE)是目前产量最大的通用塑料之一，具有耐化学腐蚀性、质轻、电绝缘性、无毒、易加工、价格低廉等特点，广泛应用于电器、化工、包装、食品、交通、建筑等行业。然而PE的氧指数只有17.5%，属于易燃材料，因此需要对其进行阻燃改性处理以扩大其应用范围。还有为了提高聚乙烯电缆料的介电特性，如空间电荷集聚、体积电阻率和击穿强度等，目前高压直流电缆一般采用传统方法来改性聚乙烯绝缘料。其中共混技术是提高聚乙烯介电性能使用最多的一种方法，但是不同组分的共混会形成两相结构的微观界面，甚至出现向材料表面渗透和分离现象，影响共混物的其他介电性能，如共混可能会导致介电强度降低。因此，最好的方法是使用两种化学结构相似、相容性好的组分来进行共混，从而消除两种材料的微观界面的不良影响。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种抗水树抗击穿的阻燃电力电缆料及其制备方法。本发明中添加沸石分子筛、蒙脱土等无机多孔粒子具有吸附特性，使水分在电缆料上的分布更为均匀，不会聚集成水滴，因而可以提高产品的抗水树性能，适合生产潮湿环境中使用的电缆。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抗水树抗击穿的阻燃电力电缆料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯84-86、十溴联苯醚15-17、三氧化二锑7-9、茂金属聚乙烯2-3、纳米氢氧化镁2-3、环己烷4-5、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3、硬脂酸钙3-4、蒙脱土4-6、三烯丙基异氰脲酸酯0.1-0.2、沸石分子筛8-10、异丁烯三乙氧基硅烷1.2-1.5、低密度聚乙烯13-15、微晶蜡2-3。

所述一种抗水树抗击穿的阻燃电力电缆料，由以下具体步骤制成：

（1）将十溴联苯醚、三氧化二锑加入到高速混合机中，在80-90℃下混合15-20分钟，然后将一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合机中，90-100℃下混合10-15分钟，最后将混合好的物料置于开炼机中，在145℃下塑炼8-10分钟出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小时，即得到阻燃母料；

（2）将纳米氢氧化铝与茂金属聚乙烯分别放在80℃电热恒温干燥箱内热处理6小时待用；将干燥后的纳米氢氧化铝超声分散于环己烷中，形成悬浮液，然后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超声分散20分钟后将悬浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60℃的温度下烘干24小时，得到表面改性的纳米粉；干燥后的茂金属聚乙烯与表面改性的纳米粉放入混料机中，以140℃的温度混料30分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，制成抗击穿改性母料；

（3）将蒙脱土与沸石分子筛混合后，过200目筛，然后加入异丁烯三乙氧基硅烷，放入高速混合机中，以1000转/分的速度搅拌30分钟后，得到表面改性的混合粉末待用；将低密度聚乙烯、三烯丙基异氰脲酸酯放入密炼机中，在120-130℃的共混10分钟，然后加入表面改性的混合粉末，继续共混10分钟后，送入双螺杆挤出机中造粒，得到混合物料；

（4）将阻燃母料、抗击穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙烯以及其余剩余成分放入高速混合机中，在温度为160℃，500转/分的速度下混合15分钟，再以2000转/分的速度混合10分钟下料，然后放入双螺杆挤出机挤出造粒，最后将粒料在80℃烘箱中干燥24小时即得。