[发明专利]高耐温等级聚丙烯电缆绝缘料及其制备方法

说明书

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种高耐温等级聚丙烯电缆绝缘料及其制备方法，该高耐温等级聚丙烯电缆绝缘料，按重量份数计包括以下组分：聚丙烯100份、耐高温母粒2‑3份、交联剂5‑10份、相容剂5‑10份、填料20‑30份；其中，耐高温母粒包括重量份的聚乙烯40‑50份、抗氧化剂20‑30份、分散剂5‑8份、稳定剂1‑3份，氮化硅4‑6份。本发明通过在聚丙烯材料中加入耐高温母粒以及接枝改性后的相容剂可有效提高聚丙烯材料的耐高温性能和力学性能；进一步的通过分步改性制备的聚丙烯电缆绝缘料具有高耐温等级、韧性好、抗老化、绝缘性好的优点。

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种高耐温等级聚丙烯电缆绝缘料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是目前三大通用塑料中密度小，绝缘强度高，使用温度比较高的材料，用其做电缆绝缘材料很适合。聚丙烯共聚物作为电线电缆的绝缘料是上世纪60年代美国的Himont公司(现Montell公司)首先开发并利用的。聚丙烯是非极性材料，具有较好的电性能和耐热性能，而且它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响，它具有较高的介电系数、抗电压和击穿电压，耐电弧性好，高频绝缘性能优良，因此特别适用于信号传输电缆。

聚丙烯虽然相对于普通的橡胶材料其耐热性较高，工作温度在70-90℃之间，但是用作耐热电缆，其性能还是不能达到要求。特别是聚丙烯分子链上含有叔碳原子，在高温或紫外辐射条件下，其分子链容易被活性原子攻击，发生断裂，耐高温性能和抗老化性能相对较差，因此会大幅度降低使用寿命。同时聚丙烯与铜接触易老化，又因其本身的韧性，耐低温冲击性较差使得聚丙烯需要对其整体的耐高温及力学性能进行改性，以用作具备优异性能的高耐温等级的电缆材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐温等级聚丙烯电缆绝缘料及其制备方法，该聚丙烯电缆绝缘料具有高耐温等级(125℃)、韧性好、抗老化、绝缘性好的优点。

为实现上述目的，本发明提供一种高耐温等级聚丙烯电缆绝缘料，按重量份数计包括以下组分：聚丙烯100份、耐高温母粒2-3份、交联剂5-10份、相容剂5-10份、填料20-30份；其中，

所述耐高温母粒包括重量份的聚乙烯40-50份、抗氧化剂20-30份、分散剂5-8份、稳定剂1-3份，氮化硅4-6份。具体地，氮化硅粒径小于100nm。

作为优选，聚丙烯与抗氧化剂的质量比为100:0.5-1。

本技术方案中以聚丙烯为主要原料，通过添加耐高温母粒改善其耐高温性能，通过交联剂来增加其分子链上叔碳离子的稳定性，通过添加填料来增强其韧性，通过相容剂来改善其力学性能。同时各组分通过协同增效，整体提高聚丙烯电缆绝缘料的耐高温性能、力学性能、抗老化性能以及绝缘性能。

进一步地，上述技术方案中所述耐高温母粒的制备方法是：将聚乙烯、抗氧化剂、分散剂和氮化硅按照配方量加入到研磨搅拌器中，预混合8-10min；然后加入稳定剂继续搅拌10-20min后，转入到双螺杆挤出机中；控制双螺杆挤出机温度控制在260-290℃，挤出造粒、冷却、过筛，得到耐高温母粒。

聚乙烯是一种热塑性树脂，加工性能优异，吸水性小，在低温环境下也可以保持良好的力学性能。抗氧化剂与聚乙烯一同使用可保持其原材料的物理性能，同时可以增强制品的耐候性、抗老化作用。分散剂主要作用是将各组分分散成细微、稳定和能均匀分散的颗粒。氮化硅是一种超硬物质，具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体，高温时抗氧化。

本技术方案中通过将聚乙烯、抗氧化剂、分散剂、氮化硅预先混合均匀，然后加入稳定剂增强混合物的综合性能，各组分相互配合使制成的母粒具有耐高温性能。通过耐高温母粒的改性后的电缆绝缘料中可有效防止聚丙烯的热氧老化，维持产品力学性能和耐热性能的稳定性，可有效延长聚丙烯电缆绝缘料的使用寿命。

进一步地，上述技术方案中，所述抗氧化剂为6-叔丁基间甲酚和4-己基间苯二酚中的任一种；所述分散剂为偏聚磷酸钠和聚乙烯蜡中的任一种。