[发明专利]一种中压电缆用低收缩热塑性聚丙烯绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种中压电缆用低收缩热塑性聚丙烯绝缘材料及其制备方法。该中压电缆用热塑性绝缘材料的原料由以下重量份配比的组分组成：聚丙烯树脂40～60重量份，弹性体40～60重量份，抗氧剂0.3～1.0重量份。将以上各组分按重量份配比混合后，在双螺杆挤出机中以180～230℃、转速200～300r/min条件下熔融共混挤出，制得中压电缆用热塑性聚丙烯绝缘材料。本发明通过选择合适的聚丙烯树脂与一定比例的弹性体和合适的抗氧剂熔融共混解决聚丙烯作为电线电缆材料收缩大、低温韧性差的问题。该材料相比过氧化物交联聚乙烯具有更加优异的力学性能、低收缩性能、易于回收，无需交联即可满足长期工作温度90℃的使用要求。

技术领域

本发明属于电缆材料领域，具体涉及一种中压电缆用低收缩热塑性聚丙烯绝缘材料及其制备方法。

背景技术

过氧化物交联聚乙烯(XLPE)具有良好的绝缘性能、化学稳定性、较强的力学性能等，在电气领域得到了广泛地研究和应用。但XLPE作为热固性材料，存在不可回收利用、不符合环境友好的缺点。另外，过氧化物交联聚乙烯(XLPE)材料生产过程中需要在高温下进行交联，生产过程中能耗高。因此，研究制备环保、低能耗的中压电缆绝缘材料具有重要意义。

聚丙烯(PP)树脂作为一种热塑性材料，耐热性能优异，长期工作温度可达105℃，且电气性能优良，力学性能突出，可以作为一种优异的可回收绝缘材料。但聚丙烯低温韧性差、结晶度高，聚丙烯材料冷却结晶过程中，高分子材料体积发生变化，导致直接生产电缆时，电缆外径尺寸变化较大，电缆绝缘材料易发生收缩现象。电缆外径冷过程中的收缩变化制约了其在电线电缆中的应用。

因此，本领域需要一种具有较好的低收缩性能、耐低温性能和耐热氧老化性、且可以回收的中压电缆用热塑性绝缘材料。

经过检索，中国发明专利申请公布号CN1289795A公开了一种交联聚丙烯树脂材料，包括重量份数60-93份的聚丙烯，5-25份的功能化热塑弹性体，2-15份的功能化填料。本发明的交联聚丙烯树脂材料交联程度高，聚丙烯主链分子断链少，聚丙烯交联树脂材料的综合性能好。本发明的交联聚丙烯树脂材料在建材、化工、农业、汽车、家电等领域中作为结构材料使用，如冷热给排水管材、塑钢异型材门窗、化工物料输送管道、农业排灌管道、汽车仪表盘等。

中国发明专利申请公布号CN114292466A公开了一种中低压电力电缆用改性聚丙烯绝缘料，主要由以下重量份的原材料制备而成：聚丙烯树脂60-95份；热塑性弹性体5-40份；改性接枝料5-10份；纳米氧化物0.5-3份；所述热塑性弹性体为乙烯-辛烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、三元乙丙橡胶中的一种或几种；改性接枝料为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸酯接枝聚丙烯中的一种或几种；纳米氧化物为硅烷偶联剂改性的纳米氧化铝和/或纳米氧化镁。本发明采用同时采用弹性体共混改性、纳米改性以及接枝改性三种方式，引入热塑性弹性体、接枝料和纳米氧化物作为聚丙烯改性剂，使得聚丙烯的性能均有了明显的改善，更加适用于电缆绝缘层的使用要求。

发明内容

本发明开发出一种适用于中压电力电缆的热塑性绝缘材料，相比XLPE其具有更加优异的力学性能、电气性能，材料无需交联可满足长期工作温度90℃的使用要求，具有较好的低收缩性能、耐低温性能和耐热氧老化性、且可以回收的中压电缆用热塑性绝缘材料。

具体而言，本发明提供一种中压电缆用热塑性聚丙烯绝缘材料，所述热塑性聚丙烯绝缘材料的原料包括下列重量份配比的组分：

聚丙烯树脂 40-60重量份；

弹性体     40-60重量份；

抗氧剂     0.3-1.0重量份。

在一个或多个实施方案中，所述聚丙烯树脂选自无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种的组合；优选地，所述聚丙烯树脂为嵌段共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的组合。