一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电力电缆领域，具体涉及一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料及其制备方法，用于解决现有的电力电缆耐冻性能不佳，可能导致电缆开裂甚至断裂，会引发大面积停电等灾难性事故的问题；该制备方法通过向用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料中添加防冻抗裂剂能够有效的提高用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料的柔性，使其在韧性大幅度提升，在低温下仍然保持良好的力学性能，降低其低温脆化温度，耐冻性能好，降低受冻开裂甚至断裂的几率发生。甚至断裂的几率发生。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电力电缆领域，具体涉及一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。随着我国经济的迅速发展，能源需求也在不断增加，这对我国的输配电行业就有了更高的要求。电力输送，尤其是长距离输送，电缆仍然是主要的输送模式，因此电缆系统的稳定性将直接影响到输送能力和输送效率。
[0003]尤其在自然条件比较恶劣的高纬度地区，电缆的耐候性问题尤为重要。在寒冷的冬季，覆冰是一种广泛分布的自然现象，比如，雾凇是一种美丽的自然景观。但对于输电线路，严重的覆冰则可能导致电缆开裂甚至断裂，会引发大面积停电等灾难性事故。
[0004]如何改善现有的电力电缆耐冻性能不佳，可能导致电缆开裂甚至断裂，会引发大面积停电等灾难性事故是本专利技术的关键，因此，亟需来解决一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料及其制备方法以上问题。

技术实现思路

[0005]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料及其制备方法：通过将高密度聚乙烯、防冻抗裂剂、碳纤维、硅微粉、抗氧剂、光稳定剂以及分散剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料，混合料加入至混炼机中混炼，得到混炼料，将混炼料加入至挤出机中熔融挤出，造粒，将粒料放置于真空干燥箱中干燥，得到该用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料，解决了现有的电力电缆耐冻性能不佳，可能导致电缆开裂甚至断裂，会引发大面积停电等灾难性事故的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：按照重量份称取高密度聚乙烯80
‑
100份、防冻抗裂剂12
‑
36份、碳纤维8
‑
16份、硅微粉5
‑
15份、抗氧剂1
‑
3份、光稳定剂1.5
‑
3.5份以及分散剂2
‑
6份，备用；
[0009]步骤二：将高密度聚乙烯、防冻抗裂剂、碳纤维、硅微粉、抗氧剂、光稳定剂以及分散剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料；
[0010]步骤三：将混合料加入至混炼机中，在温度为50
‑
60℃的条件下混炼10
‑
15mi n，之后升温至110
‑
125℃的条件下继续混炼25
‑
35mi n，得到混炼料；
[0011]步骤四：将混炼料加入至挤出机中熔融挤出，造粒，将粒料放置于真空干燥箱中，在温度为70
‑
75℃的条件下干燥8
‑
10h，得到该用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1024中的一种，所述光稳定剂为光稳定剂TH
‑
944、光稳定剂770中的一种，所述分散剂为聚乙二醇200、聚乙二醇
400中的一种。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述防冻抗裂剂由以下步骤制备得到：
[0014]步骤s1：将3，3'
‑
二氨基二丙胺、4
‑
溴代苯酐以及二甲苯加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为130
‑
135℃，搅拌速率为400
‑
500r/mi n的条件下搅拌反应10
‑
15h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体1；
[0015]反应原理如下：
[0016][0017]步骤s2：将对羟基苯甲醛、苯酚以及N，N
‑
二甲基乙酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为45
‑
50℃，搅拌速率为400
‑
500r/mi n的条件下搅拌反应15
‑
25mi n，之后加入无水氯化锌和对甲苯磺酸继续搅拌反应20
‑
25h，反应结束将反应产物加入至二氯甲烷中，析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤2
‑
3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60
‑
65℃的条件下干燥2
‑
3h，得到中间体2；
[0018]反应原理如下：
[0019][0020]步骤s3：将中间体1、中间体2、无水碳酸钾、甲苯以及N
‑
甲基吡咯烷酮加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为140
‑
145℃，搅拌速率为400
‑
500r/mi n的条件下搅拌反应1.5
‑
2.5h，之后升温至175
‑
180℃的条件下继续搅拌反应5
‑
7h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后将反应产物加入至盐酸溶液中，析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼依次用蒸馏水、无水乙醇洗涤2
‑
3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为90
‑
95℃的条件下干燥3
‑
4h，得到中间体3；
[0021]反应原理如下：
[0022][0023]步骤s4：将芴、1
‑
溴己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为
‑5‑
0℃，搅拌速率为400
‑
500r/mi n的条件下边搅拌边逐滴加入叔丁醇钾溶液，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应10
‑
15h，反应结束后将反应产物加入至冰水中，析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为70
‑
75℃的条件下干燥5
‑
6h，得到中间体4；
[0024]反应原理如下：
[0025][0026]步骤s5：将中间体4、三氯甲烷以及N
‑
溴代琥珀酰亚胺加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为60
‑
65℃，搅拌速率为400
‑
500r/mi n的条件下搅拌反应3
‑
4h，反应结束后将反应产物加入至蒸馏水中，之后静置分层，将有机相用无水硫酸镁干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除溶剂，得到中间体5；
[0027]反应原理如下：
[0028][0029]步骤s6：将中间体5、四氢呋喃以及正丁基锂加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按照重量份称取高密度聚乙烯80
‑
100份、防冻抗裂剂12
‑
36份、碳纤维8
‑
16份、硅微粉5
‑
15份、抗氧剂1
‑
3份、光稳定剂1.5
‑
3.5份以及分散剂2
‑
6份，备用；步骤二：将高密度聚乙烯、防冻抗裂剂、碳纤维、硅微粉、抗氧剂、光稳定剂以及分散剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料；步骤三：将混合料加入至混炼机中，在温度为50
‑
60℃的条件下混炼10
‑
15min，之后升温至110
‑
125℃的条件下继续混炼25
‑
35min，得到混炼料；步骤四：将混炼料加入至挤出机中熔融挤出，造粒，将粒料放置于真空干燥箱中，在温度为70
‑
75℃的条件下干燥8
‑
10h，得到该用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料。2.根据权利要求1所述的一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1024中的一种，所述光稳定剂为光稳定剂TH
‑
944、光稳定剂770中的一种，所述分散剂为聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种。3.根据权利要求1所述的一种用于电缆的柔软防冻抗裂聚烯烃绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述防冻抗裂剂由以下步骤制备得到：步骤s1：将3，3'
‑
二氨基二丙胺、4
‑
溴代苯酐以及二甲苯加入至三口烧瓶中搅拌反应，反应结束将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发，得到中间体1；步骤s2：将对羟基苯甲醛、苯酚以及N，N
‑
二甲基乙酰胺加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后加入无水氯化锌和对甲苯磺酸继续搅拌反应，反应结束将反应产物加入至二氯甲烷中，析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到中间体2；步骤s3：将中间体1、中间体2、无水碳酸钾、甲苯以及N
‑
甲基吡咯烷酮加入至三口烧瓶中搅拌反应，反应结束将反应产物冷却至室温，之后将反应产物加入至盐酸溶液中，析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到中间体3；步骤s4：将芴、1
‑
溴己烷加入至四口烧瓶中，边搅拌边逐滴加入叔丁醇钾溶液，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物加入至冰水中，析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼干燥，得到中间体4；步骤s5：将中间体4、三氯甲烷以及N
‑
溴代琥珀酰亚胺加入至三口烧瓶中搅拌反应，反应结束后将反应产物加入至蒸馏水中，之后静置分层，将有机相干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体5；步骤s6：将中间体5、四氢呋喃以及正丁基锂加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后依次加入硼酸三异丙酯、盐酸溶液、去离子水继续搅拌反应，反应结束后将反应产物萃取，合并萃取液并用无水硫酸镁干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体6；步骤s7：将中间体3、中间体6、四(三苯基膦)钯、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志亮，翟立锋，刘峥，王怡瑶，仲月，
申请(专利权)人：双登电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：