專利名稱：：繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種繞組電纜絕緣材料，特別是一種既具有橡膠的柔軟性，同時(shí)又具有交聯(lián)聚乙烯的機(jī)械和電性能，尤其是低電力損耗的繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯。
背景技術(shù)：
：中高壓繞組電纜為滿足繞線和嵌線，要求具有一定的柔軟性，因此其絕緣基本都采用橡皮例如乙丙膠(EPR)，例如中國(guó)專利CN1431665公開的柔軟高壓繞組電纜，采用二元乙丙橡膠為主材料絕緣；中國(guó)專利CN1652261公開的中壓繞組電纜，由70-90%三元乙丙膠與10-30腿VA組成絕緣。橡皮絕緣雖然具有較好的柔軟性，但橡膠例如EPR的四大電氣參數(shù)(耐電強(qiáng)度Ekp、絕緣電阻Pv、介電常數(shù)e和介質(zhì)損耗角正切tg5)均相對(duì)較差，特別是e和tg5太大，造成傳輸功率損耗很大，功率損耗相對(duì)較交聯(lián)聚乙烯大1000倍以上(表l)，而且易引起電機(jī)、變壓器發(fā)熱。而交聯(lián)聚乙烯絕緣(XLPE)，有極佳的電氣性能，特別是低是電力損耗，但其為剛硬體，其柔軟性差，難以滿足繞組電纜繞線和嵌線要求，繞線和嵌線十分困難，因此至今未有報(bào)導(dǎo)中高壓繞組電I1S絕緣采用交聯(lián)聚乙烯。現(xiàn)有技術(shù)，人們也有提出對(duì)交聯(lián)聚烯烴進(jìn)行柔軟性改性，例如中國(guó)專利CN1962741公開的硅垸交聯(lián)聚烯烴電纜料，采用40-85機(jī)％乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，15-60wt^乙丙膠(EPM、EPDM)和Nv或硅橡膠(SiR)。使電纜彎曲半徑可以達(dá)到電纜直徑的5倍左右。中國(guó)專利CN1730531公開的6KV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣，由100份交聯(lián)聚乙烯，15-30份乙烯/醋酸乙烯，1.5-3份過(guò)氧化物交聯(lián)劑改性。上述交聯(lián)聚乙烯矛軟改性，所用改性物均會(huì)導(dǎo)致介電常數(shù)(e)和介質(zhì)損耗角正切(tg5)增高，從而造成傳輸功率損耗增加。例如EVA必須加高量才有明顯軟化作用，而EVA的tgS為0.0030.02，比PE、XLPE高幾十倍到200倍；EPR更是使XLPE的4大電性大幅度下降；石圭橡膠(SiR)的e和tg5分別為3.3和0.30.8,這些均易造成改性XLPE的介電常數(shù)(O和介質(zhì)損耗角正切(tgS)增高，并且難以達(dá)到中高壓用XLPE絕緣要求，因此上述軟化改性只能用于低電狀態(tài)。由此，現(xiàn)有技術(shù)單一用t象j狡改性XLPE，只是單一考慮柔軟，而未考慮電性能的滿足，尤其是高電壓下的電損耗。因此仍有值得改進(jìn)的地方。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服上述己有技術(shù)的不足，提供一種耐壓等級(jí)高，柔軟性好，功率損耗小的繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是在EVA改'性過(guò)氧化物交聯(lián)的交聯(lián)聚乙烯料中加入聚異丁烯(PISOB)或丁基橡膠(iiR)，使得柔軟改性后的交聯(lián)聚乙烯，既保留交聯(lián)聚乙烯原來(lái)的優(yōu)良電氣性能，同時(shí)又得到柔軟改性，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的(表2)。具體說(shuō)，本發(fā)明繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，其特征是包括低密度聚乙烯(LDPE)100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)3555重量份聚異丁烯(PIS0B)或丁基橡膠(iiR)3045重量份過(guò)氧化交聯(lián)劑1.52.2重量份，交聯(lián)而成。本發(fā)明物料中低密度聚乙烯(LDPE)也與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，還可以包括線性低密度聚乙烯(LLDPE)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EVA中尤以含醋酸乙烯酯(VA)20-28wt。/。為更好，可以使s和tgS保持較低值，從而獲得更好的電性能。所用過(guò)氧化交聯(lián)劑，與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，例如較常用有過(guò)氧化二異丙苯(DCP)，過(guò)氧化氫異丙苯，二過(guò)氧化氫二異丙苯(DHP)等。使用量也與現(xiàn)有技術(shù)大致相仿。.此外，根據(jù)使用性能要求，還可以加入交聯(lián)聚烯烴常用的添加劑，例如0.30.5重量份抗氧劑(例如抗氧劑300或1010或1035或B835)，以提高使用壽命。本發(fā)明交聯(lián)聚乙烯制備方法與現(xiàn)有技術(shù)基本相仿，可以采用現(xiàn)有制備交聯(lián)聚乙烯方法制備。本發(fā)明繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，較現(xiàn)有技術(shù)，由于將低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)聚異丁烯(PISOB)或丁基橡膠(iiR)，制成三元混合交聯(lián)體系，既保留了交聯(lián)聚乙烯作為絕緣的優(yōu)點(diǎn)，和良好的電性能，e、tgS不增加，Pv不降低，pj直、e值和tgS值分別達(dá)到^10'勺'cm、2.5和《O.0(X)9，絕緣性好，機(jī)械、電氣性能遠(yuǎn)高于橡皮絕緣，滿足高壓電器要求，用此材料制成的高電壓繞組線其傳輸介質(zhì)引起4的功率損耗比EPR的低1000倍，達(dá)到與單一LDPE制成的XLPE高壓交聯(lián)絕緣料同一數(shù)量級(jí)。Wd—軟紐二35000、2ji*50*2.5*0.0009=0.8655(kw/km)。；同時(shí)改善了交聯(lián)聚乙烯的柔軟性，制成的XLPE絕緣料柔軟性達(dá)到電纜用軟聚氯乙烯(PVC)絕緣料相同或更低的柔軟性，彎曲半徑僅為電纜直徑的6-8倍，可以滿足繞組電纜繞線和嵌線要求；此外改性還提高了絕緣料耐低溫性能，試驗(yàn)經(jīng)-5CTC低溫沖擊不開裂，可以滿足電纜不低于-25'C環(huán)境溫度安裝，彎曲次數(shù)大于1000-1100次(按GB/T12706.2-2002試驗(yàn)條件)，并且屏蔽性能得到提高，特別適合于風(fēng)力發(fā)電及水力發(fā)電用高壓電機(jī)或變壓器繞組線絕緣。本發(fā)明交聯(lián)聚乙烯，可以通過(guò)將其做成溶液，用紅外吸收光普檢測(cè)聚異丁烯或丁基橡膠，以及檢領(lǐng)'j電性能，均可以作為本發(fā)明交聯(lián)聚乙烯與通常交聯(lián)聚乙烯的鑒別依據(jù)。以下結(jié)合三個(gè)具體實(shí)施例，示例性說(shuō)明及幫助進(jìn)一歩理解本發(fā)明，但實(shí)施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說(shuō)明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來(lái)，不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，例如以具有相同或相j以技術(shù)效果的技術(shù)特征簡(jiǎn)單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。具體實(shí)施例方式實(shí)施例按表3材料配比稱量，按密煉—雙錐加料單螺桿再塑化水霧(膜)造粒(也可以用雙螺桿造粒)一離心干燥—沸騰干燥一過(guò)篩一計(jì)量包裝，得到本發(fā)明交聯(lián)聚乙烯。其中造粒用水為去離子純凈水，控制干燥后的粒料(成品)含水份《0.010%，減少爭(zhēng)電性。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中最高溫度點(diǎn)不超105°C。加料順序LDPE(或LLDPE)、EVA同時(shí)投入密煉機(jī)混煉0.5-1.0分鐘，再加入PISOB(牌號(hào)B150200)混煉1.5-2.5分鐘后加入DCP及抗氧劑1035混煉1分鐘左右，將混合料投入雙錐加料單螺桿機(jī)內(nèi)再塑化，最后造粒、干燥、過(guò)篩、包裝，得到成品。高位混合工藝高位混合(BUSS控合機(jī))—往復(fù)式螺桿混煉機(jī)混煉一噴水(水膜)切粒一離心干燥一沸騰干燥一篩選—計(jì)量包裝。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中最高溫度點(diǎn)不超105°C。加料順序參照密煉工藝。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)±或普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如以丁基橡膠代替聚異丁烯，過(guò)氧化交聯(lián)劑品5種的改變，等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例基本相同功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說(shuō)，均屬于本專利保護(hù)范圍。表l乙丙膠(EPR)與交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電氣參數(shù)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*乙丙橡膠的四個(gè)電性指標(biāo)，由于各單位配方的差異故為范圍值。按電纜傳輸絕緣體引起的損耗Wd計(jì)算出差異為Wd=U2"Ctg5=U22nfCtgS(w/cm)^式中C為電纜的電容C=S75為絕緣厚度A為電板截面，此為導(dǎo)體表面積。當(dāng)取同規(guī)格導(dǎo)體,絕緣厚度取相同,只是絕緣材料不同，此時(shí)的電容C用e代替。傳輸中介質(zhì)絕緣材料引起功率損耗為Wd-EPR=350002*2n*50*3.5*0.30=40388.25*106(w/cm)=403.88(kw/km)Wd，E=350002*2:n*50*2.35*5*10—4=451963.75*102(w/cm)=0.45196(kw/km)交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣的傳輸介質(zhì)損耗，比乙丙膠(EPR)低1000倍，具有明顯的節(jié)畬l效果，而且不易引起發(fā)熱，電機(jī)、變壓器使用安全、壽命長(zhǎng)。表2低密度聚乙烯(LDPE),EVA和聚異丁烯(PIS0B)電氣參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3實(shí)施<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注LLDPE為線性低密度聚乙烯。權(quán)利要求1、繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，其特征是包括低密度聚乙烯(LDPE)100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)35～55重量份聚異丁烯(PISOB)或丁基橡膠(iiR)30～45重量份過(guò)氧化交聯(lián)劑1.5～2.2重量份，交聯(lián)而成。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，其特征在于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含醋酸乙烯酯(VA)20-28wt%。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，其特征在于改性劑為聚異丁烯。4、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，其特征在于還有0.30.5重量份抗氧劑。全文摘要本發(fā)明涉及一種繞組電纜絕緣用交聯(lián)聚乙烯，特征是包括100重量份的低密度聚乙烯(LDPE)，35～55重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，30～45重量份的30～45重量份，1.5～2.2重量份的過(guò)氧化交聯(lián)劑，交聯(lián)而成。不僅保留了交聯(lián)聚乙烯作為絕緣的優(yōu)秀電氣性能，特別是具有交聯(lián)聚乙烯的低電損耗，同時(shí)改善了交聯(lián)聚乙烯的柔軟性，可以滿足繞組電纜繞線和嵌線要求，還提高了絕緣料耐低溫性能，試驗(yàn)經(jīng)-50℃低溫沖擊不開裂，可以滿足電纜不低于-25℃環(huán)境溫度安裝，彎曲次數(shù)大于1000-1100次(按GB/T12706.2-2002試驗(yàn)條件)，特別適合于風(fēng)力發(fā)電及水力發(fā)電用高壓電機(jī)或變壓器繞組線絕緣。文檔編號(hào)C08K5/00GK101580610SQ20091003276公開日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月8日優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日發(fā)明者健華,華洪彬,張林銳,胡富慶申請(qǐng)人:無(wú)錫市華美電纜有限公司