本发明专利技术提供了一种耐热老化的聚乙烯复合材料，包含如下组分：聚乙烯、交联剂、抗氧剂、聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、水滑石；聚乙烯蜡熔融后在材料表面形成一层蜡膜，起到保护作用；轻质碳酸钙可以填补分子链之间的小空隙；水滑石可以将一些功能性客体物质引入层间空隙将层板距离撑开，填补聚乙烯分子链之间的空隙，使分子链更紧密；各成分相互作用提高了复合材料的热稳定性，使其可长时间在高于100℃的环境中工作，本发明专利技术所述聚乙烯复合材料绝缘性能优异，使用寿命长，用于10～35kV中压电缆绝缘，可以满足中压电缆对绝缘性能的要求，且所述复合材料中各成分配比合理，原料廉价易得，生产成本低。低。
【技术实现步骤摘要】
一种耐热老化的聚乙烯复合材料
[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种耐热老化的聚乙烯复合材料。
技术介绍
[0002]聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，可塑性高；在电缆的绝缘上，聚乙烯得到广泛应用，但是由于其长期工作温度不得超过70℃，高温条件下聚乙烯易出现软化甚至熔化的现象，从而大大限制了聚乙烯电缆的使用范围，使得一些工作温度较高的领域，需要加大成本，使用其他耐高温电缆。
技术实现思路
[0003]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种耐热老化能力强的聚乙烯复合材料，所述聚乙烯复合材料绝缘性能好，使用寿命长，适用于10kV～35kV中压电缆绝缘。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：一种耐热老化的聚乙烯复合材料，包含如下重量百分含量的原料：聚乙烯78.7～86.7％、交联剂2.0％、抗氧剂0.3％、聚乙烯蜡3.0～8.0％、轻质碳酸钙5.0～8.0％、水滑石3.0～5.0％。
[0005]优选地，所述聚乙烯复合材料中各成分的重量百分含量为：聚乙烯81.7％、交联剂2.0％、抗氧剂0.3％、聚乙烯蜡8.0％、轻质碳酸钙5.0％、水滑石3.0％。
[0006]聚乙烯蜡熔融后在材料表面形成一层蜡膜，化学性质稳定，可以起到保护作用。
[0007]轻质碳酸钙粒子半径较小，可以填补分子链之间的小空隙，并且耐热性较强，化学性质比较稳定，可以提高聚乙烯复合材料的绝缘性能，但是轻质碳酸钙添加量过多会导致击穿场强减小。
[0008]水滑石属于阴离子型层状化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开，从而填补了聚乙烯分子链之间的空隙，使分子链更加紧密；本申请中优选为镁铝水滑石。
[0009]优选地，所述交联剂选自双叔丁基过氧异丙基苯(BIPB)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)、二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、乙烯基三乙氧基硅烷(A151)中的一种。
[0010]优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂300、抗氧剂330中的一种。
[0011]本专利技术还提供了上述聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)将聚乙烯在开炼机上进行塑化，熔融，然后依次加入抗氧剂、聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、水滑石，经混炼充分后加入交联剂混炼均匀，取出复合材料基料备用；
[0013](2)将步骤(1)制得的复合材料基料在室温下静置24小时，消除试样在试验之前由于经历的环境条件不同而造成的试验结果偏差；
[0014](3)利用平板硫化机将步骤(2)制得的复合材料基料压片成型，制得片状复合材料
基料；
[0015](4)将步骤(3)制得的片状复合材料基料进行加热交联；
[0016](5)将步骤(4)制得的复合材料在室温下静置24小时，得本申请所述的聚乙烯复合材料。
[0017]优选地，步骤(1)中设置开炼机的温度为100～120℃，优选为110℃。
[0018]优选地，步骤(1)中依次加入抗氧剂、聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、水滑石，具体指的是在熔融状态下，按照顺序依次加入各组分，待前一组分混炼均匀后再加入后一种组分；防止各组分混炼不均匀、减少混炼时间，防止交联剂提前分解。
[0019]优选地，步骤(3)中所述压片成型具体是将复合材料基料利用平板硫化机在115～125℃、9～11MPa条件下压片成型4.5～5.5min。
[0020]优选地，步骤(4)中加热交联的温度为145～155℃，保持14～16min，将线性结构变成紧密的网状结构。
[0021]本专利技术的另一目的是提供所述耐热老化的聚乙烯复合材料在10～35kV中压电缆绝缘中的应用。
[0022]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0023]本专利技术所述聚乙烯复合材料以聚乙烯为基础，在其中添加一定量的聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、水滑石和交联剂和抗氧剂，利用各成分的相互作用提高了聚乙烯复合材料的热稳定性，使其可长时间在高于100℃的环境中工作，拓宽了应用领域；
[0024]本专利技术所述聚乙烯复合材料中各成分配比合理，原料廉价易得，生产成本低，绝缘性能优异，使用寿命长；
[0025]本专利技术所述聚乙烯复合材料适用于10～35kV中压电缆绝缘，可以满足中压电缆对绝缘性能的要求。
【具体实施方式】
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，本专利技术用以下具体实施例进行说明，但绝非仅限于此；以下所述为本专利技术较好的实施例，仅仅用于描述本专利技术，不能理解为对本专利技术的限制，应当指出的是在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
[0027]实施例1
[0028]组分质量比/％聚乙烯81.7交联剂2.0抗氧剂0.3聚乙烯蜡8.0轻质碳酸钙5.0水滑石3.0
[0029](1)按照上表分别称取各组分，设置开炼机的温度为110℃，将聚乙烯放置在开炼机上进行塑化、熔融，然后依次加入抗氧剂1010、聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、水滑石(待前一组分混炼均匀后，加入后一组分)，经混炼充分后加入交联剂BIPB，混炼充分后制得复合材料
基料；
[0030](2)将步骤(1)制得的复合材料基料置于室温下静置24小时；
[0031](3)采用平板硫化机将复合材料基料在120℃、10MPa条件下压片成型5min；
[0032](4)将步骤(3)制得的片状复合材料基料进行加热交联，控制加热交联温度为150℃，保持15min；使得复合材料的线性结构变成网状结构；
[0033](5)将步骤(4)制得的复合材料在室温下静置24小时。
[0034]实施例2
[0035]组分质量比/％聚乙烯86.7交联剂2.0抗氧剂0.3聚乙烯蜡3.0轻质碳酸钙5.0水滑石3.0
[0036](1)按照上表分别称取各组分，设置开炼机的温度为120℃，将聚乙烯放置在开炼机上进行塑化、熔融，然后依次加入抗氧剂264、聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、水滑石(待前一组分混炼均匀后，加入后一组分)，经混炼充分后加入交联剂DCP，混炼充分后制得复合材料基料；
[0037](2)将步骤(1)制得的复合材料基料置于室温下静置24小时；
[0038](3)采用平板硫化机将复合材料基料在120℃、10MPa条件下压片成型5min；
[0039](4)将步骤(3)制得的片状复合材料基料进行加热交联，控制加热交联温度为150℃，保持15min；使得复合材料的线性结构变成网状结构；
[0040](5)将步骤(4)制得的复合材料在室温下静置24小时。
[0041]实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种耐热老化的聚乙烯复合材料，其特征在于，包含如下重量百分含量的原料：聚乙烯78.7～86.7％、交联剂2.0％、抗氧剂0.3％、聚乙烯蜡3.0～8.0％、轻质碳酸钙5.0～8.0％、水滑石3.0～5.0％。2.根据权利要求1所述的耐热老化的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述聚乙烯复合材料中各成分的重量百分含量为：聚乙烯81.7％、交联剂2.0％、抗氧剂0.3％、聚乙烯蜡8.0％、轻质碳酸钙5.0％、水滑石3.0％。3.根据权利要求1所述的耐热老化的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述交联剂选自双叔丁基过氧异丙基苯(BIPB)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)、二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、乙烯基三乙氧基硅烷(A151)中的一种。4.根据权利要求1所述的耐热老化的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂300、抗氧剂330中的一种。5.权利要求1～4任一项所述聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽丽，章迁平，储贤民，谭景洋，李翔宇，刘文凤，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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