[发明专利]环保型一步法硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电线电缆材料制备技术领域，具体涉及一种环保型一步法硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法。

背景技术

由于交联聚乙烯材料具有良好的耐热性、优异的绝缘性能以及制成电缆后敷设方便等优点，因而广泛应用于电力电缆、架空电缆和各类控制电缆等，并且成为中低压电缆领域的主导材料。与过氧化物交联电缆料（如中国专利CN1325540C和CN102093580C，等等）和辐照交联电缆料（如中国专利CN1282699C、CN101724191A和CN101812208A，等等）相比，由于硅烷交联电缆料具有电缆挤出工艺简单、设备成本低并且可以提高聚乙烯的强度和耐热性（使用温度可提高到90℃左右），等等，因此在低压电缆领域的占有率是其它电缆料无法与其比拟的。

公知的硅烷接枝聚乙烯的方式主要有共聚法、一步法及两步法三种，共聚法因聚合工艺复杂，聚合度难以控制等原因，只有国外一些大型石化厂（如陶氏化学、北欧化工）拥有该技术；一步法工艺分两步完成，第一步，由电缆料生产厂商将硅烷复合助剂物理吸附至聚乙烯树脂内部，第二步，由电缆生产厂商将吸附好的混合树脂进行挤出成缆，其接枝反应和交联反应都是由电缆生产厂商在生产过程中完成，该方法工艺简单，综合成本低，使用越来越为广泛；两步法工艺由接枝的A料也称A组份和催化的B料也称B组份组成，接枝的A料是将不饱和硅烷通过化学反应接枝到聚乙烯分子链上，催化的B料主要由催化剂、抗氧剂和润滑剂组成，在电缆生产厂商使用时需先将A、B料混合均匀。该工艺加工性能优异，长期储存稳定性好，但综合成本稍高于一步法。

已有技术中广为使用的硅烷温水交联聚乙烯电缆料存在以下技术问题：一是交联速度慢，需在蒸汽房中长时间蒸煮，并且存在铜导体因受热受潮而氧化发黑、绝缘层绝缘性能下降等风险；二是生产效率低，当交联料成缆完毕后，必须完成交联才能进入下一道工序，生产周期较长；三是耗能、耗时及劳动力成本高，因为交联电缆在蒸煮过程中不仅要消耗大量的水电，还需安排相关人员去完成这些过程。并不限于归纳的这些技术问题长期以来困扰于电线电缆生产厂商。尽管报道有硅烷自然交联聚乙烯（如中国专利CN100513470C和CN101838410B，等等），但其在自然条件下的交联速度并不能达到业界期取的程度。

在公开的中国专利文献中可见诸硅烷交联聚乙烯电缆料的技术信息，如授权公告号CN101824199B推荐有“一步法硅烷交联聚乙烯电缆料”，其催化剂母料按重量份数配比为：低密度聚乙烯100份、抗氧剂5份、抗铜剂3份和催化剂二月桂酸二丁基锡3份（也可以是：月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、双马来酸单辛酯二正丁基锡的一种或以上的组合）；又如公布号CN102443211A提供有“一种硅烷交联聚乙烯电缆料及其制备工艺”，配方由低密度聚乙烯树脂、交联剂、交联剂引发剂、催化剂月桂酸二正丁基锡、抗氧化剂和聚乙烯蜡组成；再如授权公告号CN1062284C介绍有“一种硅烷交联乙烯电缆料的制备方法”，催化剂采用二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡，等等。并非限于例举的这些专利技术方案由于使用了重金属有机锡作为催化剂，因此有失环保。如业界所知，近年来对聚乙烯电缆料的无毒环保要求日益严苛，例如欧洲电缆厂商已明确要求硅烷交联聚乙烯电缆料中禁止使用重金属催化剂，从而在一定程度上对我国硅烷交联聚乙烯电缆料的生产厂商提出了挑战，因此如果不能加以突破，那么势必会对我国电线电缆面向国际市场形成制约。鉴此，本申请人作了有益的探索，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种环保型一步法硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，该方法有助于摒弃重金属有机锡作为催化剂而藉以体现无毒环保并且有利于显著改善在室温下的交联特性而藉以提高生产效率以及具有工艺条件不苛刻，工艺过程简练的长处。

本发明的任务是这样来完成的，一种环保型一步法硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：

A）配制聚乙烯复合树脂，按重量份数称取低密度聚乙烯＜60份、线型低密度聚乙烯30-80份和中密度聚乙烯10-20份，得到聚乙烯复合树脂；

B）配制硅烷复合剂，将按重量份数称取的不饱和硅烷偶联剂1-5份、引发剂0.03-0.5份、抗氧剂0.05-0.5份，交联促进剂0.5-1.5份、催化剂0.5-2份、预交联抑制剂0.5-2份和抗铜剂0.3-0.7份投入搅拌容器中预混合，并且控制搅拌容器的转速和预混合时间，得到硅烷复合剂，其中：所述的催化剂为钛酸酯类衍生物；