[发明专利]一种高压电缆超净可交联聚乙烯绝缘料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可交联聚乙烯绝缘料的制备方法。

背景技术

电线电缆是电力运输的关键部件，其中的绝缘材料是决定电缆耐压能力的关键因素之一。交联聚乙烯(XLPE)因具有优异的介电性能和良好的耐热性、加工性能而成为近年来高压电缆的主要绝缘材料。

目前110kV、220kV及以上等级的可交联聚乙烯电缆料的生产存在纯净度不达标，生产过程中易产生凝胶和预交联，以及产品质量稳定性差的问题。

名称为“一种高压可交联聚乙烯电缆料的生产方法(申请号：200910073453.6，申请日：2009年12月18日)”的专利中存在以下问题：

其步骤四：过滤后的熔体进入第二单螺杆往复式混炼机内，同时失重式液体称将融化并过滤后的交联剂DCP注入第二单螺杆往复式混炼机内，失重式液体称的供料速度为每小时10公斤，过滤后的熔体与交联剂DCP均匀混炼，混炼温度为115℃，得到含有交联剂DCP的聚乙烯。

(1)该步骤前熔体已经过净化过滤，但如果在该步骤因意外因素导致混炼机内部温度升高，使交联剂分解，则会发生预交联或形成凝胶，材料洁净度达不到相关标准要求，无法用于高压电缆绝缘。

(2)采用该方法生产时，混炼机内部局部区域可能积存少量含有交联剂的聚乙烯。如果这些材料在混炼机内停留时间过长，在热的作用下可能会逐渐形成凝胶或发生预交联，并进入成品料中，使得材料洁净度达不到相关标准要求。为避免出现该种情况，该方法连续生产时间一般不允许超过7天，正常生产一定时间后必须停机，把混炼机打开清理，这会降低生产效率和增加生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有可交联聚乙烯绝缘料的制备存在纯净度低，容易产生凝胶、预交联，产品质量稳定性差、生产效率低和成本高的问题，而提供了一种高压电缆超净可交联聚乙烯绝缘料的制备方法。

高压电缆超净可交联聚乙烯绝缘料的制备方法按以下步骤进行：一、按照重量份称取100份的聚乙烯树脂、0.2～0.5份的抗氧剂和1.5～2.0份的交联剂；

二、将称取的聚乙烯树脂和抗氧剂同时加入到混炼机中，在温度为130～200℃下混炼均匀，得物料；

三、物料进入熔体泵内，熔体泵使物料流过双工位液压换网过滤器进行过滤，过滤后的物料进入单螺杆造粒机造粒，所得粒料经纯净水冷却并被输送到离心脱水机内进行离心脱水和干燥处理，然后预热到60～90℃，再进入转鼓混料机并保温在60～90℃，将称取的交联剂喷淋到粒料的表面，继续转动至粒料表面干燥，获得混有交联剂的粒料；

四、混有交联剂的粒料进入吸收料仓，在温度为60～90℃的条件下均匀化3～20h，然后冷却至30～50℃，即完成高压电缆超净可交联聚乙烯绝缘料的制备；

其中步骤一中聚乙烯树脂的型号为LD200BW；抗氧剂为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；交联剂为过氧化二异丙苯。

本发明中高压电缆超净可交联聚乙烯绝缘料的制备方法，生产过程中不产生凝胶和预交联；经检测，可交联聚乙烯绝缘料中杂质的数量和尺寸达到进口同类产品的水平(每千克电缆料中70～100μm杂质含量少于10个，不含有大于100μm的杂质)，达到超净要求，且产品质量具有长期稳定性。

本发明与现有方法相比具有以下有益效果：

(1)聚乙烯树脂和抗氧剂在混炼机中均匀混炼、过滤、造粒后，经纯净水冷却并被输送到位于生产线最高处的离心脱水机内，在后面的生产过程中生产线完全密闭，不使用空气输送，完全靠材料的重力逐级下落；这种生产方式避免了空气中的杂质进入过滤净化后的材料，保证成品材料具有较高的纯净度；

(2)利用转鼓混料机使交联剂(过氧化二异丙苯)初步扩散进入粒料(聚乙烯树脂和抗氧剂的熔融共混颗粒)中；转鼓混料机特殊的内部结构保证在其不停地转动过程中使液体状的交联剂和粒料均匀混合，并且在一定温度的作用下向颗粒内部逐渐扩散，在一定时间内颗粒表面达到干燥，这首先保证了交联剂初步扩散的均匀性；转鼓混料机水套加热、连续转动和特殊的内部结构还能保证其内部温度均匀，其内部没有相对运动的部件，不会因摩擦而产生局部高温，避免产生凝胶和预交联；

(3)交联剂初步扩散进入粒料后，该粒料还要在吸收料仓中恒温保持一定时间，直到交联剂在粒料中扩散均匀；

(4)吸收料仓特殊的内部结构可保证其内部的混有交联剂的粒料先进先出，在其内部停留的时间相等，扩散均匀性一致；

(5)可长时间连续生产，正常情况下，生产中不需停机清理，提高了生产效率且降低了生产成本。