本發(fā)明屬于電纜料技術領域，具體涉及一種抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料及其制備方法。
背景技術：
高壓輸電具有長距離、大容量、低損耗的優(yōu)點，代表著當今輸電技術的最高水平和發(fā)展趨勢，日益受到世界各國的關注。國際上高壓輸電技術經(jīng)歷了從高壓、超高壓向特高壓發(fā)展的歷程和趨勢。電線電纜是電力運輸?shù)年P鍵部件，其中的絕緣材料是決定電纜耐壓能力的關鍵因素之一。交聯(lián)聚乙烯(xlpe)因具有優(yōu)異的介電性能和良好的耐熱型、加工性能而成為近年來高壓電纜的主要絕緣材料。目前，國際上110～220kv電纜普遍使用xlpe絕緣，部分500kv級xlpe絕緣電纜線路也開始運行。
隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人們對電線電纜的質量要求越來越高，硅烷交聯(lián)聚乙烯的出現(xiàn)，彌補了普通聚乙烯電線電纜的不足。硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料能提高線路的傳輸容量、過載能力，且該材料在制造交聯(lián)電線電纜時，與過氧化物交聯(lián)和輻照交聯(lián)相比，具有所需制造設備簡單，操作方便，綜合成本低等優(yōu)點，作為低壓電力電纜的絕緣材料目前在我國電線電纜行業(yè)中已成為低壓交聯(lián)電纜用絕緣的主導材料。
聚乙烯制造電線電纜絕緣料的主要缺點是耐溫性能差、易燃燒、抗老化性能不是很好，為了提高絕緣材料的綜合性能，提高絕緣材料的使用壽命，通過交聯(lián)的方式使聚烯烴絕緣發(fā)生交聯(lián)，以獲得更好的性能。
高密度聚乙烯價格低廉、質輕、性能優(yōu)良，但高密度聚乙烯的線型分子結構決定了其在較高溫度下存在性能缺陷，如分子間結合力下降、易發(fā)生形變、表現(xiàn)為蠕變增大、剛性和力學性能下降；高密度聚乙烯為非極性聚合物，雖對水等極性溶劑具有良好阻隔性，但對二甲苯等有機溶劑具有較高的透過性，氣體阻隔性也不好。尼龍為極性聚合物，對非極性溶劑、氣體的阻隔性好，但對極性溶劑的阻隔性較差，而且尼龍易吸水，從而降低材料的力學性能。將硅烷交聯(lián)改性的高密度聚乙烯與尼龍進行共混，雖然可以提高電纜料的阻隔性，但功能較為單一，在耐磨性、抗彎曲能力、耐老化程度、易腐蝕狀況、強度和耐日照性等方面還存在缺陷。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料及其制備方法，通過添加2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑、滑石粉、石墨阻燃劑等提高交聯(lián)聚乙烯電纜料的性能，增加其壽命；所述制備方法簡單，設備需求低，適用性廣。
一種抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯45～75份、引發(fā)劑10～20份、接枝劑5～10份、低密度聚乙烯40～50份、催化劑3～10份、抗氧劑3～10份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1～3份、滑石粉7～10份、石墨阻燃劑2～3份、水適量。
優(yōu)選的，所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯50～70份、引發(fā)劑13～18份、接枝劑6～7份、低密度聚乙烯45～48份、催化劑5～8份、抗氧劑4～7份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1～2份、滑石粉8～9份、石墨阻燃劑2～3份、水適量。
優(yōu)選的，所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯60份、引發(fā)劑15份、接枝劑6.5份、低密度聚乙烯46份、催化劑7份、抗氧劑6.3份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1.5份、滑石粉8.2份、石墨阻燃劑2.5份、水適量。
優(yōu)選的，所述接枝劑為乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化苯甲酰，所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物，所述抗氧劑為β（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
優(yōu)選的，所述滑石粉過150目篩。
一種制備所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）將所述滑石粉放入二氧化碳環(huán)境中高溫加熱并勻速攪拌2～3小時，攪拌速度為60轉/分鐘，得到改性滑石粉；
（2）將所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃劑、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均勻加適量水攪拌均勻后放入捏合機中捏合5～10分鐘，得到混合添加劑；
（3）將所述高密度聚、低密度聚乙烯和步驟（3）得到的混合添加劑混合均勻、除雜、高溫干燥20～30分鐘，加入引發(fā)劑、接枝劑、催化劑、抗氧劑等再次進行混合均勻、除雜、高溫干燥等過程，得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料；
（4）將步驟（4）得到的紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料放入造粒機中進行造粒，即可得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料。
優(yōu)選的，所述步驟（2）中捏合機溫度為115～130℃，所述造粒機的溫度為95～100℃。
優(yōu)選的，所述步驟（4）得到的所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料過100目篩。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其具有以下有益效果：
本發(fā)明配方合理，通過添加添加2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑，充分利用2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑吸收紫外線的功能，提高所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜的耐日照性；通過添加滑石粉和石墨阻燃劑，充分利用滑石粉和石墨阻燃劑的耐高溫和耐磨性，提高所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜的性能，增加其使用壽命；所述制備方法簡單、制備設備需求低，適合工業(yè)化生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
本實施例所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯45份、引發(fā)劑10份、接枝劑5份、低密度聚乙烯40份、催化劑3份、抗氧劑3份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1份、滑石粉7份、石墨阻燃劑2份、水適量。
本實施例中，所述接枝劑為乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化苯甲酰，所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物，所述抗氧劑為β（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一種制備所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）將所述滑石粉放入二氧化碳環(huán)境中高溫加熱并勻速攪拌2小時，攪拌速度為60轉/分鐘，得到改性滑石粉，所述滑石粉過150目篩；
（2）將所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃劑、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均勻加適量水攪拌均勻后放入捏合機中捏合5～10分鐘，得到混合添加劑，所述捏合機溫度為115℃；
（3）將所述高密度聚、低密度聚乙烯和步驟（3）得到的混合添加劑混合均勻、除雜、高溫干燥20分鐘，加入引發(fā)劑、接枝劑、催化劑、抗氧劑等再次進行混合均勻、除雜、高溫干燥等過程，得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料；
（4）將步驟（4）得到的紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料放入造粒機中進行造粒，過100目篩，即可得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，所述造粒機溫度為95℃。
實施例2
本實施例所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯75份、引發(fā)劑20份、接枝劑10份、低密度聚乙烯50份、催化劑10份、抗氧劑10份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑3份、滑石粉10份、石墨阻燃劑3份、水適量。
在本實施例中，所述接枝劑為乙烯基三甲氧基硅烷，所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯，所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物，所述抗氧劑為β（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一種制備所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）將所述滑石粉放入二氧化碳環(huán)境中高溫加熱并勻速攪拌3小時，攪拌速度為60轉/分鐘，得到改性滑石粉，過150目篩；
（2）將所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃劑、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均勻加適量水攪拌均勻后放入捏合機中捏合10分鐘，捏合機溫度為130℃，得到混合添加劑；
（3）將所述高密度聚、低密度聚乙烯和步驟（3）得到的混合添加劑混合均勻、除雜、高溫干燥30分鐘，加入引發(fā)劑、接枝劑、催化劑、抗氧劑等再次進行混合均勻、除雜、高溫干燥等過程，得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料；
（4）將步驟（4）得到的紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料放入造粒機中進行造粒，造粒機的溫度為100℃，即可得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料。
實施例3
本實施例所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯50份、引發(fā)劑13份、接枝劑6份、低密度聚乙烯45份、催化劑5份、抗氧劑4份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1份、滑石粉8份、石墨阻燃劑2份、水適量。
在本實施例中，所述接枝劑為乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化苯甲酰，所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物，所述抗氧劑為β（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一種制備所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）將所述滑石粉放入二氧化碳環(huán)境中高溫加熱并勻速攪拌2～3小時，攪拌速度為60轉/分鐘，得到改性滑石粉；
（2）將所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃劑、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均勻加適量水攪拌均勻后放入捏合機中捏合5～10分鐘，得到混合添加劑；
（3）將所述高密度聚、低密度聚乙烯和步驟（3）得到的混合添加劑混合均勻、除雜、高溫干燥20～30分鐘，加入引發(fā)劑、接枝劑、催化劑、抗氧劑等再次進行混合均勻、除雜、高溫干燥等過程，得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料；
（4）將步驟（4）得到的紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料放入造粒機中進行造粒，即可得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料。
實施例4
本實施例所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯70份、引發(fā)劑18份、接枝劑7份、低密度聚乙烯48份、催化劑8份、抗氧劑7份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑2份、滑石粉9份、石墨阻燃劑3份、水適量。
在本實施例中，所述接枝劑為乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化苯甲酰，所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物，所述抗氧劑為β（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一種制備所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）將所述滑石粉放入二氧化碳環(huán)境中高溫加熱并勻速攪拌2～3小時，攪拌速度為60轉/分鐘，得到改性滑石粉；
（2）將所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃劑、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均勻加適量水攪拌均勻后放入捏合機中捏合5～10分鐘，得到混合添加劑；
（3）將所述高密度聚、低密度聚乙烯和步驟（3）得到的混合添加劑混合均勻、除雜、高溫干燥20～30分鐘，加入引發(fā)劑、接枝劑、催化劑、抗氧劑等再次進行混合均勻、除雜、高溫干燥等過程，得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料；
（4）將步驟（4）得到的紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料放入造粒機中進行造粒，即可得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料。
實施例5
本實施例所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括如下重量份的組分：高密度聚乙烯60份、引發(fā)劑15份、接枝劑6.5份、低密度聚乙烯46份、催化劑7份、抗氧劑6.3份、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑1.5份、滑石粉8.2份、石墨阻燃劑2.5份、水適量。
在本實施例中，所述接枝劑為乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷，所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化苯甲酰，所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物，所述抗氧劑為β（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八烷基醇酯。
一種制備所述的抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）將所述滑石粉放入二氧化碳環(huán)境中高溫加熱并勻速攪拌2～3小時，攪拌速度為60轉/分鐘，得到改性滑石粉；
（2）將所述改性滑石粉和所述石墨烯阻燃劑、2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑混合均勻加適量水攪拌均勻后放入捏合機中捏合5～10分鐘，得到混合添加劑；
（3）將所述高密度聚、低密度聚乙烯和步驟（3）得到的混合添加劑混合均勻、除雜、高溫干燥20～30分鐘，加入引發(fā)劑、接枝劑、催化劑、抗氧劑等再次進行混合均勻、除雜、高溫干燥等過程，得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料；
（4）將步驟（4）得到的紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料母料放入造粒機中進行造粒，即可得到所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜料。
從上述實施例可看出，通過添加添加2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑，充分利用2-（2′-羥基-3′，5′-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑吸收紫外線的功能，提高所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜的耐日照性；通過添加滑石粉和石墨阻燃劑，充分利用滑石粉和石墨阻燃劑的耐高溫和耐磨性，提高所述抗紫外線交聯(lián)聚乙烯電纜的性能，增加其使用壽命；所述制備方法簡單、制備設備需求低，適合工業(yè)化生產。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。