[发明专利]一种新型UV-LED紫外光交联聚乙烯电缆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型UV‑LED紫外光交联聚乙烯电缆料及其制备方法，涉及化工材料技术领域。本发明的用于紫外光辐照的交联聚乙烯包括以下重量份的组分：聚乙烯100份，自由基光引发剂0.1‑3.0份，多官能团交联剂0.1‑3.0份，引发辅助剂0.1‑3.0份，复合抗氧剂0.1‑2.0份。本发明的交联聚乙烯非常适用于紫外光辐照并形成紫外光交联聚乙烯，提高了其交联度并缩短了交联时间，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及化工材料技术领域，尤其涉及一种新型UV-LED紫外光交联聚乙烯电缆料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯具有优异的电绝缘性、耐化学性和良好的加工性能而被广泛应用于国民生产的各个领域。但在某些特殊场合，聚乙烯还不能完全满足人们对材料性能的要求，如耐热性能等。因此对聚乙烯材料进行一系列的改性是必要的，其中最为有效的方式是使聚乙烯交联。聚乙烯经过交联后，其分子结构就有线性的变成了三维网络状结构，其力学强度、耐热性能、耐环境性能和耐化学性能等都得到了不同程度的提高，扩大了聚乙烯的应用范围。目前，交联聚乙烯凭其独特的分子结构和优异的性能已被广泛应用于电线电缆等领域。

目前比较成熟的聚乙烯的交联方式主要有辐射交联、过氧化物交联、硅烷交联和紫外光交联。其中辐射交联是发展最早、应该最广泛的一种交联方式，但辐射交联存在设备投资高、维护费用大、挤出和交联工艺不连续、生产效率低等缺点，并不能在中小电线电缆企业中得到广泛应该。过氧化物交联是通过加热、加压的方式引发聚乙烯交联，其生产速度慢，并且伴随着大量的能源消耗。硅烷交联是利用硅烷接枝到聚乙烯大分子链上，然后在侧基发生水解，在催化剂的存在下，脱水缩合形成交联，这种方式因为涉及水解反应，因此所得制品的稳定性较差，同时制品的耐温等级也较低，并且同业存在生产工艺不连续的缺点。紫外光交联是近年来发展起来的一种新的交联方式，通过向聚乙烯中添加光引发剂，经紫外光辐照后，光引发剂吸收特定波长的光能转变为激发态，形成自由基，快速生产具有三维网状结构的交联聚乙烯。紫外光辐照交联技术已经成功应用于电线电缆行业，该项技术具有独特的优势：所需交联设备投资低、工艺简单、操作维护方便，节能环保、生产效率高、产品成本低，耐高温特性和力学性能优良，同时由于采用紫外光作为辐照源，可适用于制造不同尺寸的产品。

然而目前紫外光辐照设备主要是以高压汞灯作为光源，高压汞灯是在电源的高压激发下，使灯管内部的汞雾化而发出紫外光。但其产生的紫外光只占10％左右，主要分布在250nm-400nm，其余主要为红外，造成了大量的能量浪费。同时红外光谱在紫外光辐照交联聚乙烯材料的过程中不产生有效作用，反而会因为红外产生大量的热量，一方面造成辐照温度过高，容易使聚乙烯材料分解，另一方面，高温对辐照设备造成损失，例如高温会使得辐照交联设备中的反光板受热变形，而起不到反射紫外光的作用。随着技术的不断发展，出现了一种新的基于LED光源的UV-LED紫外光光源，该光源更加的节能、环保、不含汞、可在低温条件下工作，使用寿命更长。与传统的高压汞灯相比，UV-LED具有许多特点：1、使用寿命更长，可超过30000小时；2、能耗低、相比传统高压汞灯，可节能90％；3、冷光源，无红外热辐射；4、不含汞，安全环保；5、光输出稳定；6、维护成本低，更加经济。UV-LED发射的紫外光为单峰紫外光谱，其光源的发射谱带宽度大约为10nm。目前市场上UV-LED光源的波峰主要集中在365-395nm。但现有的紫外光辐照交联聚乙烯的光引发剂的吸收光谱在该范围内吸收有限，故无法提供足够的引发活性，交联效率低下，无法达到电缆材料对交联度的要求。因此开发与UV-LED相匹配的，具有更强吸光能力和更高引发活性的适用于紫外光辐照的交联聚乙烯材料是非常需要的。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种新型UV-LED紫外光交联聚乙烯电缆料及其制备方法，主要目的是解决紫外交联聚乙烯在UV-LED辐照下交联效率低的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：