[发明专利]中压抗水树交联聚乙烯电缆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电线电缆材料及其制备技术领域，具体涉及一种中压抗水树交联聚乙烯电缆料，并且还涉及其制备方法。

背景技术

前述的中压的概念是业界所熟知的，是指电缆的耐电压或称适用电压等级，例如0.6(线电压)/1KV(相电压)及以下为低压电缆，3.6(线电压)/6KV(相电压)至25KV为中压电缆，35-110KV为高压电缆，220KV以上为超高压电缆。上面提及的水树是指在水的存在下以及在强电场的作用下，暴露于水中的电缆绝缘材料形成树枝状的缺陷，这种缺陷易导致电缆绝缘击穿强度降低和电路故障。

过氧化物交联聚乙烯材料因其具有良好的耐热性、优异的绝缘性能以及加工方便等优点，广泛应用于中高压电力电缆领域。长期以来我国中压交联聚乙烯绝缘电缆普遍采用普通交联聚乙烯绝缘料作为电缆绝缘，但据近年来国家电力部门统计显示，由于其长期敷设在地下潮湿环境中，因而使用超过5年后中压交联聚乙烯电缆绝缘层就开始出现水树现象，随着水树的不断增加(蔓延)会加剧电缆绝缘的快速老化，从而导致电力故障频发。

为了减缓或者抑制电缆水树的形成，国内外专家学者提出了很多解决方案。公知的技术方案主要以以下两种思路为主，第一，从聚乙烯分子结构出发，通过在分子链上接枝或共聚一些特殊基团以阻止水份的局部凝聚，进而起到抑制水树的作用，如发明专利授权公告号CN1078225C(专利号为ZL90106964.7)推荐的“具有特定水树生长率共聚物的制备方法”公开了由乙烯、4-甲基-1-戊烯及乙烯基硅烷等单体共聚而成的聚合物并复合含镁、钛、卤素和电子给体的催化剂而成的复合体系具有优异的抗水树性能；第二，选择一些能兼顾与基材具有较好相容性并具有优异抗水树特性的添加剂，该添加剂多为一些具备一定亲水特性的极性材料，在整个体系中能起到分散水份的作用，如美国专利US6828505B1报道不同分子量的聚乙二醇添加剂在交联聚乙烯体系中表现出优异的抗水树功能。中国专利公开号CN101367972公开了芳香性共聚物和EVA的组合可作为水树抑制剂的使用。

尽管国内外对于中压抗水树交联聚乙烯的研究已取得了一定的成果，但仍未能达到业界所期取的程度，例如存在诸如相容性差、成本高、易挥发等技术难题依然困扰着电线电缆生产厂商。随着近年来国内全面使用抗水树交联料替代普通交联料的呼声的不断高涨，如果不能加以突破，那么势必会对我国电线电缆面向国内国际市场形成制约。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有助于显著改善抗水树性能、有利于体现理想的机械物理性能及可加工性能、有益于体现优异的绿色环保效果的中压抗水树交联聚乙烯电缆料。

本发明的另任务在于提供一种中压抗水树交联聚乙烯电缆料的制备方法，由该方法得到的中压抗水树交联聚乙烯电缆料能保障优异的抗水树性能、理想的机械物理性能及可加工性能和绿色环保。

本发明的任务是这样来完成的，一种中压抗水树交联聚乙烯电缆料，其是由以下按重量份数配比的原料构成：聚烯烃复合树脂60-75份、聚乙烯硅烷接枝料15-25份、抗水树复合催化母粒5-10份和交联剂2-5份；所述的聚烯烃复合树脂由以下按重量份数配比的原料构成：低密度聚乙烯60-80份和乙烯醋酸乙烯共聚物20-40份；所述的抗水树复合催化母粒由以下按重量份数配比的原料构成：低密度聚乙烯70-80份、催化剂3-5份、成核剂10-15份、抗氧剂2-5份、交联剂0.1-0.2份和助交联剂3-5份。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的低密度聚乙烯为熔融指数为1.8-2.2g/10min的低密度聚乙烯；所述的乙烯醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯(VA)的质量百分含量为18-28％的乙烯醋酸乙烯共聚物。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的聚乙烯硅烷接枝料的熔融指数为1.5-1.8g/min，并且所述的硅烷为乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的催化剂为二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸、十二烷基苯磺酸中的一种或以上的组合；所述的成核剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6-二叔丁基对甲基苯酚、(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或以上的组合。