專利名稱：：一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在阻燃聚乙烯電纜料巳大量用于電線、電纜，尤其是超高壓電纜護(hù)套，由于聚乙烯本身優(yōu)異的機(jī)械性能和加工性能，阻燃聚乙烯電纜料在電力電纜的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但是由于其本身的特性，加入了有鹵阻燃劑，機(jī)械性能因阻燃劑的加入有所下降，若阻燃劑分散性不好，更容易導(dǎo)致阻燃聚乙烯電纜料機(jī)械性能下降且數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率比未加阻燃劑前分別降低約40%和35%。除了機(jī)械性能，其耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能受到的影響尤為突出，由于超高壓電纜護(hù)套需要保證一定硬度和機(jī)械性能，須在配方中添加較多高密度聚乙烯樹脂，而高密度聚乙烯樹脂的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能較差，特別是在吸納了大量阻燃劑后，此性能表現(xiàn)的更差。除了性能上的減弱，加工性能也比通用聚乙烯電纜料稍差。填有溴類阻燃劑的聚乙烯電纜料的表面較差，直至現(xiàn)在，市場上依然有一定數(shù)量的電纜制造商表示較難接受有鹵阻燃聚乙烯電纜料的表面。目前，有齒阻燃聚乙烯需求量較大，但又存在以上三點(diǎn)問題。因此，如何進(jìn)行阻燃聚乙烯電纜料的改性工作，是本領(lǐng)域亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的主要是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟1)硅垸接枝聚乙烯的制備將硅烷接枝到聚乙烯樹脂上制得硅烷接枝聚乙烯；2)以硅垸接枝聚乙烯為原料之一，與阻燃聚乙烯電纜料的其他原料按照配比配料后，經(jīng)混料、擠出造粒和烘千工藝制備阻燃聚乙烯電纜料。所述有鹵阻燃聚乙烯電纜料是以高密度聚乙烯樹脂和線性低密度聚乙烯樹脂為基材，添加含溴類阻燃劑，以達(dá)到阻燃效果的電纜料，應(yīng)用于超高壓電纜外護(hù)套。所述步驟1)中硅垸接枝聚乙烯的制備過程為線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發(fā)劑經(jīng)混料、擠出造粒及干燥工藝制得硅烷接枝聚乙烯。4優(yōu)選的，所述硅垸接枝聚乙烯的制備過程中，線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發(fā)劑的重量份數(shù)分別為線性低密度聚乙烯樹脂100、硅烷0.2~0.7、弓l發(fā)劑0.01-0.06。優(yōu)選的，所述線性低密度聚乙烯樹脂的熔指為2士0.5g/10min，產(chǎn)自中石化。優(yōu)選的，所述硅烷為德固賽的VTMO。優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為阿克蘇的DCP。優(yōu)選的，所述混料工藝為于常溫下，先將線性低密度聚乙烯樹脂倒入捏合鍋，低速轉(zhuǎn)動(dòng)混合槳葉，將硅烷慢慢地、均勻地滴加入線性低密度聚乙烯樹脂，在捏合鍋中混合總時(shí)間不超過5min。優(yōu)選的，所述擠出造粒工藝的溫度范圍為150230°C。優(yōu)選的，所述干燥工藝為使用6065X:除濕干燥23小時(shí)，烘干后粒料中含有的水分不超過0.05%。優(yōu)選的，所述步驟l)中，還需要對制得的硅烷接枝聚乙烯進(jìn)行包裝，包裝工藝為鋁塑復(fù)合袋，抽真空包裝。所述步驟2)中的阻燃聚乙烯電纜料為添加有鹵阻燃劑的聚乙烯電纜料。所述步驟2)中，阻燃聚乙烯電纜料的其他原料包括高密度聚乙烯樹脂、線性低密度聚乙烯樹脂、阻燃劑、抗氧劑、加工助劑和炭黑。優(yōu)選的，所述步驟2)中，阻燃聚乙烯電纜料的其他原料還包括大熔指線性低密度聚乙烯樹脂。優(yōu)選的，所述步驟2)的阻燃聚乙烯電纜料的原料的各組分名稱及各組分的重量份數(shù)為高密度聚乙烯樹脂4570、線性低密度聚乙烯樹脂3055、硅烷接枝聚乙烯520、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂2.55、阻燃劑35~65、抗氧劑0.5~2、加工助劑3~6、炭黑2.35~2.85。所述阻燃劑選自十溴二苯乙垸或十溴二苯醚，優(yōu)選為十溴二苯乙烷。所述抗氧劑為四[3—(3'，5'—二叔丁基—4'—羥基苯萄丙酌季戊四醇酯，優(yōu)選的，所述抗氧劑為瑞士汽巴公司生產(chǎn)的Irganox1010型抗氧劑。所述加工助劑為潤滑劑，所述潤滑劑選自PE蠟或硬脂酸鋇中的一種或多種，優(yōu)選的，所述PE蠟產(chǎn)自浦東富發(fā)，硬脂酸鋇產(chǎn)自延安油脂。優(yōu)選的，所述高密度聚乙烯樹脂的熔指為0.2士0.05g/10min，產(chǎn)自中石化。優(yōu)選的，所述線性低密度聚乙烯樹脂的熔指為2士0.5g/10min，產(chǎn)自中石化。優(yōu)選的，所述大熔指線性低密度聚乙烯樹脂的熔指為10-20g/10min，產(chǎn)自?？松?。所述步驟2)中的混料工藝為先將阻燃聚乙烯電纜料的原料中除硅烷接枝聚乙烯以外的其它原料混合后，再加入硅烷接枝聚乙烯混合。因?yàn)樘缂尤牖旌系脑?，會因混合產(chǎn)生的摩擦熱導(dǎo)致剩余的部分未接枝硅垸的揮發(fā)，造成硅烷利用率降低和對工人健康的影響，也不利于產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。優(yōu)選的，所述混料工藝中，先將粒料混合均勻，再倒入粉料，與粒料分散均勻，再加入油料，使油料均勻分布在粒料表面，與粉料共同均勻包覆于粒料上。所述步驟2)中的擠出造粒工藝的溫度范圍為100~140°C。所述步驟3)中的烘干工藝為使用8085'C熱風(fēng)流動(dòng)干燥23小時(shí)，烘干后粒料中含有的水分不超過0.05%。如果粒料中水分含量過高，將導(dǎo)致電纜料在擠制過程中表面出現(xiàn)鯊魚皮。優(yōu)選的，所述有鹵阻燃聚乙烯電纜料干燥完畢后，須及時(shí)包裝，全抽真空鋁塑復(fù)合袋包裝。優(yōu)選的，所述有鹵阻燃聚乙烯電纜料在存放時(shí)，外包裝不能與水接觸，也不能堆積太高以免破包，最好在6個(gè)月內(nèi)用完，否則可能影響到電纜料擠出后的表面。優(yōu)選的，所述的有鹵阻燃聚乙烯電纜料在使用前須檢查包裝袋是否漏氣，開包后要及時(shí)用掉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法具有下述優(yōu)點(diǎn)一、利用硅烷，對線性低密度聚乙烯樹脂進(jìn)行接枝，使其添加到阻燃聚乙烯電纜料中后，更好的吸納填料并使阻燃劑分散均勻，保證質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高了阻燃聚乙烯電纜料的機(jī)械性能；二、在電纜制造商那里擠制電纜護(hù)套時(shí)，在20(TC左右的高溫下引發(fā)劑引發(fā)硅烷使聚乙烯樹脂分子間產(chǎn)生部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加固分子間作用力，延長了阻燃聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力開裂時(shí)間FO，避免阻燃聚乙烯電纜料做成電纜護(hù)套后的開裂現(xiàn)象；三、一定程度上改善了阻燃聚乙烯的擠出表面。圖1硅烷接枝聚乙烯的生產(chǎn)工藝流程圖。圖2硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的生產(chǎn)工藝流程圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例11、先按以下配方制備硅垸接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸(德固賽的VTMO)0.2kg、引發(fā)劑(阿克蘇的DCP引發(fā)劑)O.Olkg;6配好料后進(jìn)行混料，混料時(shí)于常溫下，先將線性低密度聚乙烯樹脂倒入捏合鍋，低速轉(zhuǎn)動(dòng)混合槳葉，將硅垸慢慢地、均勻地滴加入線性低密度聚乙烯樹脂，在捏合鍋中混合總時(shí)間不超過5min。然后下料，進(jìn)行擠出造粒、切粒及包裝。生產(chǎn)工藝流程圖如圖l所示。加工溫度設(shè)定如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速不大于350rpm，雙螺桿主機(jī)電流不大于350A，濾網(wǎng)40目，真空度不小于0.02Mpa。加工完后以6065'C除濕干燥23小時(shí)，并及時(shí)裝袋，抽真空鋁塑包裝。存放時(shí)應(yīng)注意外包裝不能沾到水，使用前須檢查包裝袋是否漏氣，開包后要及時(shí)用掉。2、按照下列配方進(jìn)行配料高密度聚乙烯樹脂70kg、線性低密度聚乙烯樹脂30kg、硅垸接枝聚乙烯20kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂5kg、阻燃劑(十溴二苯乙烷)65kg、抗氧劑(瑞士汽巴公司生產(chǎn)的Irganox1010型抗氧劑)2kg、加工助劑(潤滑劑:PE蠟)6kg、炭黑2.85kg。配好料后進(jìn)行混料，混料時(shí)先投入除硅烷接枝聚乙烯以外的其他粒料混合約1分鐘至均勻，再投入粉料混合2分鐘至均勻，最后投入硅烷接枝聚乙烯再混合約30秒，然后下料，進(jìn)行擠出造粒、切粒。生產(chǎn)工藝流程圖如圖2所示。加工溫度設(shè)定如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速不大于400rpm，雙螺桿主機(jī)電流不大于110A;單螺桿主機(jī)電流不大于60A。濾網(wǎng)40目，真空度不小于0.02Mpa。加工完后以8085。C熱風(fēng)流動(dòng)干燥23小時(shí)，并及時(shí)裝袋，全抽真空包裝。存放時(shí)應(yīng)注意外包裝不能沾到水，也不能壓太高防止破包，最好在6個(gè)月內(nèi)用完。使用前須檢查包裝袋是否漏氣，開包后要及時(shí)用掉。實(shí)施例2硅垸接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸0.3kg、引發(fā)劑0.02kg;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂65kg、線性低密度聚乙烯樹脂35kg、硅烷接枝聚乙烯17kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂4.5kg、阻燃劑(十溴二苯醚)59kg、抗氧劑1.7kg、加工助劑(潤滑劑硬脂酸鋇)5.4kg、炭黑2.75kg。加工生產(chǎn)工藝同實(shí)施例1。實(shí)施例3硅烷接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅烷0.4kg、引發(fā)劑0.03;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂60kg、線性低密度聚乙烯樹脂40kg、硅烷接枝聚乙烯14kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂4kg、阻燃劑53kg、抗氧劑1.4kg、加工助劑(潤滑劑)4.8kg、炭黑2.65kg。加工生產(chǎn)工藝同實(shí)施例1。實(shí)施例4硅烷接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸0.5kg、弓l發(fā)劑0.04kg;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂55kg、線性低密度聚乙烯樹脂45kg、硅垸接枝聚乙烯llkg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂3.5kg、阻燃劑47kg、抗氧劑l.lkg、加工助劑(潤滑劑)4.2kg、炭黑2.55kg。加工生產(chǎn)工藝同實(shí)施例1。實(shí)施例5硅烷接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅垸0.6kg、引發(fā)劑0.05kg;硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂50kg、線性低密度聚乙烯樹脂50kg、硅垸接枝聚乙烯8kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂3kg、阻燃劑41kg、抗氧劑0.8kg、加工助劑(潤滑劑)3.6kg、炭黑2.45kg。加工生產(chǎn)工藝同實(shí)施例1。實(shí)施例6硅垸接枝聚乙烯線性低密度聚乙烯樹脂100kg、硅烷0.7kg、引發(fā)劑0.06kg;硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料高密度聚乙烯樹脂45kg、線性低密度聚乙烯樹脂55kg、硅垸接枝聚乙烯5kg、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂2.5kg、阻燃劑35kg、抗氧劑0.5kg、加工助劑(潤滑劑)3kg、炭黑2.35kg。8加工生產(chǎn)工藝問實(shí)施例1。對實(shí)施例1制得產(chǎn)品進(jìn)行檢測，對比值為未添加硅烷接枝聚乙烯的測試值，典型值為檢測的本實(shí)施例制得產(chǎn)品各性能值。表1實(shí)施例1中制得產(chǎn)品的檢測結(jié)果試驗(yàn)項(xiàng)目名稱測試標(biāo)準(zhǔn)單位指標(biāo)值對比值典型值熔體流動(dòng)速率GB/T3682-2000g/10minS2.00.580.50拉伸強(qiáng)度GB/T1040.3-2006MPa212.515.117.0斷裂伸長率GB/T1040.3-2006%2400580670100土2。C,2德空氣烘箱熱老化后GB/T2951.12-2008拉伸強(qiáng)度MPa212.514.716.1拉伸強(qiáng)度最大變化率%±25墨9-5斷裂伸長率%^400510600斷裂伸長率最大變化率0/0±25-12-102(TC下體積電阻率GB/T1410-20063.(M013耐環(huán)境應(yīng)力開裂FOGB/T2951.41-2008h2500>500>1000低溫沖擊脆化溫度GB/T5470-2008°C-3(TC通過-30°<:通過介電強(qiáng)度GB/Tl權(quán).l-2006KV/m2527氧指數(shù)GB/T2406-1993-2262626由表1可以看出，本實(shí)施例中以硅垸改性的阻燃聚乙烯電纜料經(jīng)檢測，各項(xiàng)參數(shù)均符合指標(biāo)值，并且與未改性阻燃聚乙烯電纜料相比，其機(jī)械性能較大提高，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能更好，且經(jīng)放線驗(yàn)證，改性后的阻燃聚乙烯電纜料表面比未改性的表面有所改進(jìn)。所述實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。9權(quán)利要求1、一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟1)硅烷接枝聚乙烯的制備將硅烷接枝到聚乙烯樹脂上制得硅烷接枝聚乙烯；2)以硅烷接枝聚乙烯為原料之一，與阻燃聚乙烯電纜料的其他原料按照配比配料后，經(jīng)混料、擠出造粒和烘干工藝制備阻燃聚乙烯電纜料。2、如權(quán)利要求1所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟1)中硅烷接枝聚乙烯的制備過程為線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發(fā)劑經(jīng)混料、擠出造粒及干燥工藝制得硅烷接枝聚乙烯。3、如權(quán)利要求2所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述線性低密度聚乙烯樹脂、硅烷和引發(fā)劑的重量份數(shù)分別為線性低密度聚乙烯樹脂100、硅垸0.2~0.7、引發(fā)劑0.01-0.06。4、如權(quán)利要求2所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述混料工藝為常溫下，先將線性低密度聚乙烯樹脂倒入捏合鍋，低速轉(zhuǎn)動(dòng)混合槳葉，將硅烷滴加入線性低密度聚乙烯樹脂，在捏合鍋中混合總時(shí)間不超過5min。5、如權(quán)利要求2所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述擠出造粒工藝的溫度為150~230°C，干燥工藝的溫度為6065'C。6、如權(quán)利要求1所述的用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中，阻燃聚乙烯電纜料的其他原料包括高密度聚乙烯樹脂、線性低密度聚乙烯樹脂、阻燃劑、抗氧劑、加工助劑和炭黑。7、如權(quán)利要求6所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述阻燃聚乙烯電纜料的其他原料還包括大熔指線性低密度聚乙烯樹脂。8、如權(quán)利要求7所述的用硅病改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述阻燃聚乙烯電纜料的原料的各組分名稱及各組分的重量份數(shù)為高密度聚乙烯樹脂45~70、線性低密度聚乙烯樹脂30~55、硅垸接枝聚乙烯520、大熔指線性低密度聚乙烯樹脂2.55、阻燃劑35~65、抗氧劑0.5~2、加工助劑3~6、炭黑2.35~2.85。9、如權(quán)利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中的混料工藝為先將阻燃聚乙烯電纜料的其他原料混合后，再加入硅烷接枝聚乙烯混合。10、如權(quán)利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中的擠出造粒工藝的溫度范圍為100~140°C。11、如權(quán)利要求1所述的用硅垸改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，其特征在于，所述步驟2)中的烘干工藝為使用8085'C熱風(fēng)流動(dòng)干燥2~3小時(shí)。12、一種阻燃聚乙烯電纜料，由權(quán)利要求l-ll中任一權(quán)利要求所述用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法制得。全文摘要本發(fā)明涉及一種用硅烷改性阻燃聚乙烯電纜料的方法，包括下列步驟用硅烷接枝聚乙烯樹脂；以硅烷接枝聚乙烯樹脂作為原料之一，與其他原料按照配比混合，經(jīng)混料、擠出造粒和干燥工藝制備阻燃聚乙烯電纜料。本發(fā)明將硅烷接枝到聚乙烯樹脂上加入阻燃聚乙烯配方中，來改善阻燃聚乙烯電纜料的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、阻燃劑分散性及阻燃聚乙烯擠制電纜護(hù)套后的表面，解決了阻燃聚乙烯電纜護(hù)套易開裂及機(jī)械性能差這一問題。文檔編號C08L23/00GK101565525SQ200910052559公開日2009年10月28日申請日期2009年6月4日優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日發(fā)明者汪曉明,顧曉蘭申請人:上海凱波特種電纜料廠有限公司