本发明专利技术公开了一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料及其制备方法，轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料的原料组分包括：茂金属聚乙烯25～40份，双峰聚乙烯30～50份，马来酸酐接枝聚丙烯10～40份，云母粉5～15份，润滑剂2～3份，色母粒4～6份，抗氧剂0.4～0.8份和紫外光稳定剂0.3～0.6份，所述份数为质量份数。本发明专利技术的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，具有优异的抗收缩性能，良好的机械性能和电气性能，优良的耐候性能和耐环境应力开裂性能，同时聚乙烯护套生产挤出表面光亮；制备方法简单易操作，易于推广。
【技术实现步骤摘要】
轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料及其制备方法
本专利技术涉及一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料及其制备方法，属于电缆低收缩聚乙烯护套料领域。
技术介绍
随着气化铁路的发展，对能源输送的要求也越来越高。电力电缆用于传输和分配电能，在能源的输送过程中具有重要的作用和地位。一般轨道交通用电力电缆采用阻燃聚乙烯或非阻燃聚乙烯材料做外护套，由于聚乙烯材料具有环保、质量轻、力学性能好、电性能优异和耐低温性能优良等优点，在电力电缆行业中有着广泛的应用。受自然环境和外界因素影响，在电缆敷设安装完成后，对于一些长期受到光照和其他自然气候影响的电缆，其护套需具备优异的耐候性能和耐环境应力开裂性能。聚乙烯是一种典型的半结晶高分子聚合物，对电线电缆来说，不仅会在制造环节发生挤出成型收缩，而且可能在储存和使用等环境中发生回缩。聚乙烯护套的收缩容易引起电缆附件与电缆本体脱离，轻者影响终端或者中间接头防水性能，严重情况下会导致金属屏蔽层/铠装层断路，影响电气安全性能。由于电缆行业标准制定的有关聚乙烯护套热收缩要求≤3％，这个范围宽泛，很难真正严格控制电缆材料性能，导致目前行业内已出现多起因护套料收缩引发的事故。目前也有关于低收缩聚乙烯材料的相关报道，主要方法包括：1、添加大量填充物降低聚乙烯树脂的比例，影响聚乙烯大分子量的运动，降低后期收缩；2、添加相容性较好的弹性体材料，降低聚乙烯材料的结晶度，减小收缩；3、添加成核剂，通过异相成核作用促进结晶，提高结晶程度，降低因结晶不充分引起的后收缩；上述技术方法虽然对降低收缩有一定的作用，但存在如下问题：1、添加大量填充会引起材料密度偏大，不能满足产品要求；2、添加弹性体材料可以适当降低聚乙烯材料的收缩，但经过验证，效果不显著，同时弹性体价格偏高；3、聚乙烯电缆护套料经单螺杆高温熔融挤出后经冷却水槽冷却成型，成核剂虽然能加快异相成核作用促进结晶，但聚乙烯材料迅速冷却，分子链来不及重排充分结晶，经实践对改善聚乙烯护套的收缩性能效果甚微。因此，迫切需求开发一种极低收缩的聚乙烯护套料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，具有优异的抗收缩性能，良好的机械性能和电气性能，优良的耐候性能和耐环境应力开裂性能，同时聚乙烯护套生产挤出表面光亮；制备简单，成本低廉。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其原料组分包括：茂金属聚乙烯25～50份，双峰聚乙烯20～40份，马来酸酐接枝聚丙烯10～40份，云母粉5～15份，润滑剂2～3份，色母粒4～6份，抗氧剂0.4～0.8份和紫外光稳定剂0.3～0.6份，所述份数为质量份数。聚乙烯是一种典型的半结晶高分子聚合物，收缩性的问题一直难以很好克服，经过长期的研发实践发现，聚合物结晶所引起的收缩首先与材料本身的结晶度有关；此外，电缆护套生产过程中聚乙烯往往会被较快的冷却到常温，这导致聚乙烯的分子链还没有充分的完成结晶和松弛就被“冻结”在一个暂时稳定的状态，一旦温度升高到聚乙烯分子链可以比较容易移动的程度，那么这些分子链将会重新开始结晶及松弛，产品的尺寸也随之进一步缩小，这就聚乙烯成型后收缩的主要原因。将茂金属聚乙烯、双峰聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯以特定的比例混合，不仅能保证电缆护套料良好的机械性能、电气性能和挤出加工性能升，尤其是抗收缩的性能极为优异。为了减少聚乙烯护套材料的收缩，茂金属聚乙烯mPE的密度为0.916～0.921g/cm3，熔融指数为0.5～0.8g/10min(190℃/2.16kg)，较低密度的mPE结晶度较低，同时茂金属工艺合成的聚乙烯树脂分子链分布窄，原材料收缩较分子量分布宽的树脂小。为了降低护套材料收缩、提高挤出加工性能，双峰聚乙烯的密度为0.920～0.935g/cm3，熔融指数为0.60～0.90g/10min(190℃/5kg)。为了进一步降低产品的收缩，选用马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.900～0.910g/cm3，接枝率为1～1.2％，熔融指数为20～23g/10min(190℃/1.2kg)，利用聚丙烯本身收缩较小，与聚乙烯有较好的相容性，极性马来酸酐与金属屏蔽/铠装层的之间较大的粘合力，降低收缩。为了再次提升产品的稳定性，减小后期收缩，云母粉目数800～2000，白度50％～80％，云母粉呈六方形片状晶型，较球状晶型材料二氧化硅、碳酸钙等对材料结构尺寸的稳定作用效果更好。润滑剂可使用现有各种类型，然而，当润滑剂为EBS、硅酮母粒、聚乙烯蜡、硬脂酸锌或氟化物时，可以更好地促进各物料之间的协同效应，进而可以进一步减少收缩提升加工性能。优选，润滑聚乙烯蜡和硬脂酸锌质量比为(1～2):1的混合物。虽然现有常用抗氧剂均能满足产品的性能要求，但抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂DLTP与其他物料之间的协同促进效应最为明显，进而使得耐候性和力学性能均有明显提升。优选，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为1:(1～2)的混合物。为了提高产品的耐候性，优选，紫外光稳定剂为苯并三唑型、二苯甲酮型或空间位阻受阻胺型中的至少一种。优选，紫外光稳定剂为苯并三唑型和二苯甲酮型质量比1:(0.9～1.1)的混合物。上述轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料的制备方法，包括如下步骤：1)将轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料的原料组分中的粒料和粉料分别混合混匀，得粒料混合物和粉料混合物，再将粒料混合物和粉料混合物混合均匀，得混合料，这样能更好地确保原料混合的均匀性，进而确保所得产品的均匀性；2)将步骤1)所得的混合料放入双螺杆挤出机料筒中，经双螺杆挤出机挤出、水下切粒，所得粒子80±5℃干燥至恒重、冷却，得轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料。双螺杆挤出机各区的温度设置也是非常关键的因素，不仅会影响物料的挤出，同时还会对产品性能造成影响，优选，步骤2)中，双螺杆挤出机各区温度设置：机筒一区：145±5℃，机筒二区：155±5℃，机筒三区：165±5℃，机筒四区：170±5℃，机筒五区：175±5℃，机筒六区：180±5℃，机筒七区：180±5℃，机筒八区：190±5℃，机筒九区：195±5℃，机头：195±5℃。由上述轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料制备电缆的方法，由轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套经单螺杆挤出机挤出制得；为了确保电缆性能，单螺杆挤出机区温度设定：机身一区：182±5℃，机身二区：183±5℃，机身三区：183±5℃，机身四区：184±5℃，机身五区：185±5℃，机头一区：188±5℃，机头二区：190±5℃，机头三区：190±5℃，机头四区：190±5℃，挤出压力20～30MPa；螺杆转速15～30rpm，牵引速度优选10～20m/min。这样能在保证电缆生产效率的同时提高护套材料的结晶程度，降低收缩。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术的轨道交通电力电缆用极低收缩聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，其原料组分包括：茂金属聚乙烯25～50份，双峰聚乙烯20～40份，马来酸酐接枝聚丙烯10～40份，云母粉5～15份，润滑剂2～3份，色母粒4～6份，抗氧剂0.4～0.8份和紫外光稳定剂0.3～0.6份，所述份数为质量份数。/n
【技术特征摘要】
1.一种轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，其原料组分包括：茂金属聚乙烯25～50份，双峰聚乙烯20～40份，马来酸酐接枝聚丙烯10～40份，云母粉5～15份，润滑剂2～3份，色母粒4～6份，抗氧剂0.4～0.8份和紫外光稳定剂0.3～0.6份，所述份数为质量份数。
2.根据权利要求1所述的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，茂金属聚乙烯的密度为0.916～0.921g/cm3，熔融指数为0.5～0.8g/10min(190℃/2.16kg)。
3.根据权利要求1或2所述的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，双峰聚乙烯的密度为0.935g/cm3，熔融指数为0.60～0.90g/10min(190℃/5kg)。
4.根据权利要求1或2所述的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.900～0.910g/cm3，接枝率为1～1.2％，熔融指数为22g/10min(190℃/1.2kg)。
5.根据权利要求1或2所述的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，云母粉目数为800～2000目，白度70％～90％。
6.根据权利要求1或2所述的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特征在于，润滑剂为EBS、聚乙烯蜡、硬脂酸锌或氟化物中的至少一种；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂DLTP中的至少一种；紫外光稳定剂为苯并三唑型、二苯甲酮型或空间位阻受阻胺型中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的轨道交通电力电缆用极低收缩聚乙烯护套料，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚鑫，刘雄军，狄洪杰，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团新材料有限公司，江苏上上电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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