[发明专利]轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202110191017.X 申请日: 2021-02-20
公开(公告)号: CN112961422A 公开(公告)日: 2021-06-15
发明(设计)人: 姚鑫;刘雄军;狄洪杰 申请(专利权)人: 江苏上上电缆集团新材料有限公司;江苏上上电缆集团有限公司
主分类号: C08L23/06 分类号: C08L23/06;C08L51/06;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/098;H01B3/44
代理公司: 南京科阔知识产权代理事务所(普通合伙) 32400 代理人: 苏兴建
地址: 213399 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 轨道交通 电力电缆 用极低 收缩 聚乙烯 护套 料及 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料及其制备方法,轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料的原料组分包括:茂金属聚乙烯25~40份,双峰聚乙烯30~50份,马来酸酐接枝聚丙烯10~40份,云母粉5~15份,润滑剂2~3份,色母粒4~6份,抗氧剂0.4~0.8份和紫外光稳定剂0.3~0.6份,所述份数为质量份数。本发明的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料,具有优异的抗收缩性能,良好的机械性能和电气性能,优良的耐候性能和耐环境应力开裂性能,同时聚乙烯护套生产挤出表面光亮;制备方法简单易操作,易于推广。

技术领域

本发明涉及一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料及其制备方法,属于电缆低收缩聚乙烯护套料领域。

背景技术

随着气化铁路的发展,对能源输送的要求也越来越高。电力电缆用于传输和分配电能,在能源的输送过程中具有重要的作用和地位。一般轨道交通用电力电缆采用阻燃聚乙烯或非阻燃聚乙烯材料做外护套,由于聚乙烯材料具有环保、质量轻、力学性能好、电性能优异和耐低温性能优良等优点,在电力电缆行业中有着广泛的应用。受自然环境和外界因素影响,在电缆敷设安装完成后,对于一些长期受到光照和其他自然气候影响的电缆,其护套需具备优异的耐候性能和耐环境应力开裂性能。

聚乙烯是一种典型的半结晶高分子聚合物,对电线电缆来说,不仅会在制造环节发生挤出成型收缩,而且可能在储存和使用等环境中发生回缩。聚乙烯护套的收缩容易引起电缆附件与电缆本体脱离,轻者影响终端或者中间接头防水性能,严重情况下会导致金属屏蔽层/铠装层断路,影响电气安全性能。由于电缆行业标准制定的有关聚乙烯护套热收缩要求≤3%,这个范围宽泛,很难真正严格控制电缆材料性能,导致目前行业内已出现多起因护套料收缩引发的事故。

目前也有关于低收缩聚乙烯材料的相关报道,主要方法包括:1、添加大量填充物降低聚乙烯树脂的比例,影响聚乙烯大分子量的运动,降低后期收缩;2、添加相容性较好的弹性体材料,降低聚乙烯材料的结晶度,减小收缩;3、添加成核剂,通过异相成核作用促进结晶,提高结晶程度,降低因结晶不充分引起的后收缩;上述技术方法虽然对降低收缩有一定的作用,但存在如下问题:1、添加大量填充会引起材料密度偏大,不能满足产品要求;2、添加弹性体材料可以适当降低聚乙烯材料的收缩,但经过验证,效果不显著,同时弹性体价格偏高;3、聚乙烯电缆护套料经单螺杆高温熔融挤出后经冷却水槽冷却成型,成核剂虽然能加快异相成核作用促进结晶,但聚乙烯材料迅速冷却,分子链来不及重排充分结晶,经实践对改善聚乙烯护套的收缩性能效果甚微。因此,迫切需求开发一种极低收缩的聚乙烯护套料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题,本发明提供一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料,具有优异的抗收缩性能,良好的机械性能和电气性能,优良的耐候性能和耐环境应力开裂性能,同时聚乙烯护套生产挤出表面光亮;制备简单,成本低廉。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:

一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料,其原料组分包括:茂金属聚乙烯25~50份,双峰聚乙烯20~40份,马来酸酐接枝聚丙烯10~40份,云母粉5~15份,润滑剂2~3份,色母粒4~6份,抗氧剂0.4~0.8份和紫外光稳定剂0.3~0.6份,所述份数为质量份数。

聚乙烯是一种典型的半结晶高分子聚合物,收缩性的问题一直难以很好克服,经过长期的研发实践发现,聚合物结晶所引起的收缩首先与材料本身的结晶度有关;此外,电缆护套生产过程中聚乙烯往往会被较快的冷却到常温,这导致聚乙烯的分子链还没有充分的完成结晶和松弛就被“冻结”在一个暂时稳定的状态,一旦温度升高到聚乙烯分子链可以比较容易移动的程度,那么这些分子链将会重新开始结晶及松弛,产品的尺寸也随之进一步缩小,这就聚乙烯成型后收缩的主要原因。将茂金属聚乙烯、双峰聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯以特定的比例混合,不仅能保证电缆护套料良好的机械性能、电气性能和挤出加工性能升,尤其是抗收缩的性能极为优异。

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