[发明专利]35kV及以下线缆用抗预交联一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其环保制备方法与应用

说明书

本发明公开了35kV及以下线缆用抗预交联一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其环保制备方法与应用，其各原料组分按重量份的构成为：线性低密度聚乙烯100份，低密度聚乙烯5‑20份，高密度聚乙烯5‑20份，聚丙烯5‑20份，聚烯烃弹性体5‑20份，不饱和硅烷偶联剂0.5‑5份，引发剂0.05‑0.5份，长诱导期催化剂母料0.5‑3份。本发明的抗预交联一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料具有环保、高性能、诱导期长、交联效率高和制备方法简便等特点，材料和相关技术可用于制造中高压电缆、智能装备和新能源汽车等领域。

技术领域

本发明属于电线电缆材料技术领域，具体涉及一种一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料。

背景技术

交联聚乙烯材料因其优异的耐热性、绝缘性以及用作线缆料时易加工等特点，被广泛应用于工厂电缆、核电站电缆以及各类控制电缆中，且在中低压电缆材料中处于主导的地位。与其他的电缆料如过氧化物交联电缆料(中国专利CN102093580C等)和辐照交联料(中国专利CN101812208A等)相比来说，硅烷交联电缆料具有加工挤出工艺简单、设备要求低、成本低、能增强聚乙烯料的力学性能等优点，因此在低压电缆领域稳压其他材料一筹。

目前最为大众熟知的硅烷接枝聚乙烯的方式主要是共聚法、一步法和两步法这三种。相对于共聚法聚合工艺复杂、聚合度难以控制，两步法综合成本较高的特点来说，一步法因其工艺简单、成本较低，越来越被大众所接受。

已有技术中使用的硅烷交联法制得的电缆料存在以下技术缺陷：一是环境不友好，如已授权的公告号为CN101824199B的专利中就使用了重金属锡催化剂，对环境产生危害；二是存在预交联反应，生产电缆料过程中，若是材料产生了预交联，会影响材料的加工流变性以及力学性能；三是耗费能源、时间以及劳动成本高。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种35kV及以下线缆用抗预交联一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其环保制备方法，使其具有环保、诱导期可控、各项电气性能优异的优势，同时使其在生产和使用过程中不发生预交联现象。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的35kV及以下线缆用抗预交联一步法硅烷交联聚乙烯绝缘材料，其各原料组分按重量份的构成为：

线性低密度聚乙烯100份；

低密度聚乙烯5-20份；

高密度聚乙烯5-20份；

聚丙烯5-20份；

聚烯烃弹性体5-20份；

不饱和硅烷偶联剂0.5-5份；

引发剂0.05-0.5份；

长诱导期催化剂母料0.5-3份。

进一步地，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.5-24g/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指数为2-18g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.6-8g/10min，所述聚丙烯的熔融指数为1.5-10g/10min。通过采用三种不同的聚乙烯来调节基体树脂的基本特性，其中，线性低密度聚乙烯具有优异的电绝缘性和耐热性，低密度聚乙烯引入到体系中可以提高体系的伸长率和透明度，高密度聚乙烯引入到体系中可以提高体系的耐热性、机械强度和耐环境应力开裂性能，同时也可提高对水蒸气和气体的阻隔性。

进一步地，所述聚烯烃弹性体包括密度为0.8-20g/10min的乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，最优选为乙烯-辛烯共聚物。乙烯-辛烯共聚物的强度高且分子链柔性好，可以提高聚乙烯体系的强度，降低材料的热延伸率。