[发明专利]超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料及其制备技术

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料及其制备技术。

背景技术

目前国内大多数低压电缆(线)是用聚氯乙烯包覆的，短路或火灾时会放出窒息性气体和烟雾，危及人的生命。交联聚乙烯具有耐热性好、负载能力强、不熔化、耐腐蚀、机械性能高、电性能优异、不含铅类稳定剂等优点，正在逐渐代替传统的聚氯乙烯塑料，被广泛应用于生产电力电缆、控制电缆、架空电缆和通信电缆等方面。

聚乙烯的交联可以采用化学交联、辐照交联和硅烷交联三种方法。其中：化学交联是以有机过氧化物做交联剂，由于交联过程中所需的温度、压力要求较为苛刻，带来了工艺上的困难；辐照交联是利用高能辐射进行交联，其缺点是设备造价高、安全防护复杂且高能辐射对材料性能损伤大；硅烷交联相对以上两种交联方法具有投资少、适应性强、工艺简便等特点。目前国内外150V～1.5kV的低压交联聚乙烯电缆市场主要被硅烷交联聚乙烯电缆占领。

目前随着石油价格的不断上扬，国内的树脂原料价格也步步攀升，各种塑胶制品成本提高。所以如何保证产品性能的同时降低生产成本，成为有关方面迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，利用我公司独有的分散技术解决了填充超细刚性粒子的二次团聚现象，充分发挥超细刚性粒子增强增韧的特性，将超细刚性粒子填充和硅烷交联有机的结合起来，提供一种能在保证性能的前提下降低成本，使用超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

低密度聚乙烯树脂               80～110份；

硅烷                           0.5～5份；

过氧化物引发剂                 0.1～10份；

硅烷醇缩合催化剂               0.1～10份；

抗氧化剂                       0.1～10份；

超细刚性粒子                   1～30份；

偶联剂                         0.05～5份。

其制备技术包括以下步骤：

(1)制备改性的超细粉体：

将超细粉体放入高混机中高速搅拌混合，温度达到80℃～90℃时开始抽湿，温度达到105℃～150℃后，加入偶联剂混合搅拌5～10min，然后将高混机中的混合料放进冷混机中进行冷却，冷却到30℃～50℃后出料得到改性的超细粉体；

(2)制备超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料的催化母料：

将低密度聚乙烯树脂、超细粉体、催化剂、抗氧化剂放入冷混机中，混合搅拌2～10min后放出物料并在双螺杆挤出机上挤出造粒，从喂料口到模头一区温度120～150℃，二区温度140～170℃，三区温度150～180℃，四区温度150～180℃，五区温度150～180℃，六区温度160～190℃，七区温度160～190℃，八区温度170～200℃，九区温度170～200℃，驻留时间为0.5～2min，主机转速为200～600r/min，出料、挤出后切粒、冷却、干燥，即成超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料的催化母料。

(3)制备超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料：

将超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料的催化母料、低密度聚乙烯树脂在真空干燥机中干燥，干燥温度70～90℃，干燥时间5～20min，将干燥后的超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料的催化母料、低密度聚乙烯树脂放入冷混机中，加入交联剂和引发剂，混合搅拌2～10min后出料即成超细刚性粒子填充硅烷交联聚乙烯电缆专用料成品。

而且，所述的低密度聚乙烯树脂熔体流动速率为0.5～3.0g/10min(190℃，2.16kg条件下测得)，密度为0.915～0.928g/cm³。

而且，所述的硅烷通式为RSi(OR′)₃其中R为不饱和的烯烃基团，R′一般为甲基或乙基，可以是乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2—甲氧乙氧基)硅烷或甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的任选一种或几种的混合物。

而且，所述的引发剂为过氧化物引发剂，选自过氧化二异丙苯、二特丁基过氧化物、2，5—二甲基—2，5二特丁基过氧化物或过氧化苯甲酰，所述引发剂分解半衰期在5分钟以下。