[发明专利]一种聚丙烯基高压直流电缆料及其制备方法

说明书

一种聚丙烯基高压直流电缆料及其制备方法，按质量份数计，含β成核剂的等规聚丙烯10～50份，乙烯丙烯嵌段共聚聚丙烯50～90份以及抗氧剂0.10.5份；其中，含β成核剂的等规聚丙烯与乙烯丙烯嵌段共聚聚丙烯的质量份数之和为100份，含β成核剂的等规聚丙烯中β成核剂的质量分数为0.3％～1％。本发明通过采用添加β成核剂以及等规聚丙烯与嵌段聚丙烯共混的办法制备含β晶体的共混聚丙烯材料通过EPC与β‑iPP的共混，解决等规聚丙烯脆性大，低温冲击差以及EPC的介电击穿强度低的问题，提供一种绿色可回收同时力学、电学性能良好的的可替代XLPE的聚丙烯基直流高压电缆材料。

技术领域

本发明涉及热塑性直流电缆材料领域，特别是一种聚丙烯基高压直流电缆料及其制备方法。

背景技术

XLPE具有优异的机械性能和电气性能，是挤压型塑料电缆的主要绝缘材料。但是由于交联过程产生的副产物，对直流电缆的空间电荷积累产生较大影响。空间电荷的积聚会导致电缆绝缘内部电场发生畸变，从而导致电缆绝缘的局部放电和击穿，降低材料的绝缘性能。此外，交联聚乙烯是热固性材料，电缆退役后无法降解和回收利用，只能通过焚烧和填埋处理，对环境造成极大的污染。因此迫切的需要满足环保要求的热塑性电缆材料的研发来代替交联聚乙烯。聚丙烯不仅有良好的电气性能和耐热性能，而且作为热塑性材料，在寿命终止后可以循环利用，有可能代替交联聚乙烯作为电缆材料。然而，等规聚丙烯脆性很大，低温冲击性能较差，这些缺点限制了其在高压直流电缆的使用。国内外的研究人员选取了共混、共聚、改变晶型和化学改性等方法改善等规聚丙烯的脆性和低温性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚丙烯基高压直流电缆料及其制备方法，该方法制备的高压直流电缆绝缘料，具有优异的机械性能和电气性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种聚丙烯基高压直流电缆料，按质量份数计，含β成核剂的等规聚丙烯10～50份，乙烯丙烯嵌段共聚聚丙烯50～90份以及抗氧剂0.1～0.5份；其中，含β成核剂的等规聚丙烯与乙烯丙烯嵌段共聚聚丙烯的质量份数之和为100份，含β成核剂的等规聚丙烯中β成核剂的质量分数为0.3％～1％。

本发明进一步的改进在于，含β成核剂的等规聚丙烯通过以下过程制得：

1)制备含β成核剂的聚丙烯母料：将等规聚丙烯、β成核剂加入双螺杆混料机中熔融共混，经过双螺杆混合均匀后挤出，得到含β成核剂的聚丙烯母料；其中，β成核剂的质量为含β成核剂的聚丙烯母料质量的5％～10％；

2)制备半成品料：将含β成核剂的聚丙烯母料与聚丙烯加入双螺杆混料机中熔融共混，经双螺杆混合均匀后挤出，得到含β成核剂的等规聚丙烯；其中，β成核剂占含β成核剂的等规聚丙烯的质量百分数为0.3％～1％。

本发明进一步的改进在于，等规聚丙烯的熔融指数为2.9±0.2g/10min。

本发明进一步的改进在于，β成核剂为2,6-苯二甲酸环己酰胺、N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺、TMB-4、TMB-5、稀土成核剂WBG–II中的一种或两种。

本发明进一步的改进在于，乙烯丙烯嵌段共聚聚丙烯中乙烯片段的质量分数为10％～20％，乙烯丙烯嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为2.1±0.2g/10min。

本发明进一步的改进在于，抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、4，4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，当抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、4，4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的两种或三种时，每种抗氧剂占抗氧剂总质量的质量分数不少于10％。