[发明专利]一种自然交联聚乙烯电缆绝缘层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种聚乙烯的制备方法，具体地说，是一种自然交联聚乙烯电缆绝缘层材料的制备方法。

背景技术

在塑料工业中聚乙烯的产量最大、用途最广、消费量最大，其废旧塑料量也相当惊人。据不完全统计，废旧聚乙烯量占整个废旧塑料量的48％。由于分子结构等原因，聚乙烯废弃物在自然环境中很难降解，对环境造成污染。随着聚乙烯消费市场的不断扩大，聚乙烯类消费产品的不断增多和多样化，其废弃物数量也在日益增加，对废旧聚乙烯的回收利用是废旧塑料回收利用的重点。使用聚乙烯交联改性可以提高聚乙烯塑料的物理机械强度，并显著改善其耐环境应力开裂性、耐腐蚀性、抗蠕变性及耐候性，从而拓宽了其应用。交联改性有辐射交联、化学交联、硅烷交联等；硅烷交联聚乙烯的传统工艺是把混合有硅烷醇缩合催化剂的硅烷接枝聚乙烯泡于温水或水蒸汽中完成的，交联所需要的水分是从外界扩散而来的。硅醇基团的脱水缩合反应是一个可逆反应，在水、催化剂及加热等条件下，反应很快就达到平衡状态。同时，聚乙烯的非亲水性使水在制品中的扩散速率很慢，限制了交联速率，而且在结晶部分扩散得更慢，造成交联不均。另外，交联所需要的时间随着制品厚度的增加而增加。

交联电缆生产中采用的化学交联方法有两种，一种是过氧化物交联，主要用于10kV以上电缆的制造，其交联过程是绝缘料挤出后在温度达400℃的交联管中完成，该方法要求使用专用的悬链式生产线；另一种是硅烷交联，主要用于低压电缆制造，绝缘电缆用普通挤出机挤出即可，但挤出后的绝缘线芯必须在100℃沸水中煮8～10h绝缘层才能完成交联。该方法虽节省了设备投资，但在水煮过程中电缆极易进水，使用时容易造成击穿，从而使绝缘寿命下降。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种简化了硅烷交联的工艺过程，增强了制品的性能稳定性，降低生产成本和提高生产效率，取代进口的自然交联聚乙烯电缆绝缘层材料和制备方法。

本发明的第一目的通过以下技术方案实现：

本发明提出一种自然交联聚乙烯电缆绝缘层材料料，包括85-95重量份A料和15-5重量份B料：

A料组分及各组分重量配比为：

B料组分名称及组分重量配比为：

优选的，述的一种自然交联聚乙烯电缆绝缘层材料，其特征在于，所述A料组分及各组分重量配比为：

所述B料组分及各组分重量配比为：

其中，所述的聚乙烯塑料包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或几种

其中，所述的硅烷为乙烯基硅烷，尤其是乙烯基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三氯硅烷，乙烯基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。其作用是接枝到聚乙烯上形成交联网状结构，提高基体的机械性能与耐热性能。

其中，所述引发剂为过氧化物引发剂，包括DCP，化学名称为过氧化二异丙苯；DTBP,化学名称为：叔丁基过氧化物；TBPB,化学名称为：过氧化苯甲酸叔丁基；BPO，化学名称为：过氧化苯甲酰中任选一种。

其中，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，即抗氧剂1010；三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，即抗氧剂168；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯,即为抗氧剂1076中的一种或几种。其作用是抑制制品老化，提高制品的耐温性能。

其中，所述催化剂为月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺化乙酰、甲苯磺酸、甲苯硫化乙酰、甲磺化乙酰等，选择其中的一种或几种。其作用是通过催化剂本身的活性、吸水性来加速交联反应的发生及提高反应速度，保证制品在一定时间内达到一定的交联度。并且可以克服传统硅烷交联聚乙烯只能在温水浴或蒸汽环境中才能完成交联反应的局限性。

其中，所述的硬脂酸为有机类硬脂酸。

本发明中的硅烷自然交联废旧聚乙烯塑料的制备方法为两步法，包括制备A料和B料，在具体使用时A料与B料混合。

A料为硅烷接枝料，B料为催化剂母粒。制备步骤为：

1)A料的制备：将聚乙烯塑料在80℃的烘箱内干燥10h，与引发剂、硅烷、硬脂酸按权利要求1的配比在混合机中混合均匀，备用；

2)B料的制备：将将聚乙烯、催化剂、抗氧剂、氧化锌按权利要求1的配比混合均匀，备用；

3)将A料和B料混合挤出。