[发明专利]物理发泡聚丙烯电缆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力电缆用轻质内护层的物理发泡聚丙烯电缆料及其制备方法，尤其涉及一种物理发泡聚丙烯电缆料及其制备方法。

背景技术

电力电缆对于现代生活就像人体的动脉血管一样必不可少，广泛深入到我们生活的方方面面，我们无法想象没有电的生活。目前输电用电力电缆敷设于地下或敷设专用电缆桥架上。为了不让电缆受到外部机械力的损伤，在电缆结构设计时，除了最外层用塑料或橡胶做外护套之外，其主要保护作用的内护套多用镀锌钢带或镀锌钢丝，这样的结构已经在电缆行业使用了上百年。但是由于钢带和钢丝比重大，为7.85g/cm³，所以钢带或钢丝重量在电缆总重比例达到20～60％，甚至70％，所以在制造和施工过程中需要大型叉车或吊车或牵引车搬运和拖动施工。人们开始考虑采用轻量化材料代替钢带和钢丝用于电缆内护层。可内护层要求强度高、低成本、生产效率高，起到保护电缆内绝缘的作用，采用物理发泡聚丙烯内护层可以满足要求：一方面比起绕包钢带或钢丝工艺相比简单，用常规挤出机挤出，可以大幅度提高生产效率，二是显著降低电缆重量，因为发泡聚丙烯密度只有0.6～0.7g/cm³，至少可以降低20～50％的重量，便于搬运和施工；三是成本低廉。

物理发泡聚丙烯电缆料技术难点主要在于：1.发泡基材必须用高熔体强度聚丙烯。普通聚丙烯树脂由于熔体强度低，根本无法发泡，即使发泡也容易破泡，产生塌陷，韧性差，强度低，无法使用；2.另一方面传统化学发泡剂存在分散性差，分解产物腐蚀金属模具、等缺点，从而造成发泡度不稳定、发泡度低；3.再一方面工艺方面采用传统的简单共混方法很容易造成分散不均匀导致发泡不均匀，易产生缺陷，最终影响产品质量。

发明内容

本发明的目的在于克服困扰该项技术三大缺点，提供一种物理发泡聚丙烯电缆料及其制备方法，采用高熔体强度聚丙烯树脂为基本原料，通过添加乙烯-辛烯共聚物树脂进一步提高熔体强度和韧性，添加乙烯-丁烯共聚物树脂改善加工性能，添加一种可发泡膨胀微球，加热可显著膨胀数倍，其发泡度在30～40％，产生均匀、细密、封闭的泡沫，添加低分子聚乙烯蜡降低熔体粘度，使发泡母粒再挤出造粒过程中不会提前发泡，在挤出电缆内护层生产过程中可均匀发泡，密度达到0.6～0.7g/cm³，并保持适当抗张强度和抗压强度以及弯曲性能，替代钢带或钢丝，大幅度降低电缆重量。其制备方法设计合理，操作简便。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明物理发泡聚丙烯电缆料其特征在于，其主要成份和重量份数是：高熔体强度聚丙烯树脂50至60份，乙烯-辛烯共聚物树脂20至30份，乙烯-丁烯共聚物树脂20至30份，聚乙烯蜡5至8份，膨胀微球2至3份，流变剂0.1份。

前述的物理发泡聚丙烯电缆料，其中，根据权利要求1所述的物理发泡聚丙烯电缆料，其特征在于，所述高熔体强度聚丙烯树脂为熔指为0.5～2.0/10min，密度为0.90g/cm³，熔体强度不小于20cN的高熔体强度聚丙烯树脂；乙烯-辛烯共聚物树脂为熔指为0.5～2.0g/10min，密度为0.87g/cm³的乙烯-辛烯共聚物树脂；乙烯-丁烯共聚物树脂为熔指为15～30g/10min，密度为0.885g/cm³的乙烯-丁烯共聚物树脂；聚乙烯蜡为分子量为2000至3000，熔点为105至110℃的低分子聚乙烯蜡；膨胀微球为粒径28至40微米，起始膨胀温度为135至150℃的未膨胀微球干粉；流变剂为为四氟乙烯-偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

本发明所述的物理发泡聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，将除了高熔体强度聚丙烯以外原料按照各自重量份数配好计量后投入混合机混合均匀，接着在双螺杆挤出机中共混、挤出、过滤、拉条，再经水槽冷却，通过鼓风机干燥，进入切粒机切成发泡母粒，再按照1：1的比例与高熔体强度聚丙烯混合均匀，最后包装，得到成品。

所述的物理发泡聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述混合机的混合时间为5～10分钟；所述挤出机是直径为50mm的双螺杆挤出机，其挤出温度为100至130℃，挤出速度为200至300转/分钟；所述冷却后包装的温度是50℃以下。