一种硅烷交联聚乙烯料及其制备方法技术

本申请属于功能性电缆母粒的技术领域，具体公开了一种硅烷交联聚乙烯料。本申请的一种硅烷交联聚乙烯料，主要包括以下重量份的组分制得：聚乙烯复合树脂240

【技术实现步骤摘要】
一种硅烷交联聚乙烯料及其制备方法


[0001]本申请涉及功能性电缆母粒的
，尤其是涉及一种硅烷交联聚乙烯料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代电力系统的不断发展，交联聚乙烯材料由于具有良好的耐热性、优异的电绝缘性能以及制成电缆后敷设方便等优点，从而广泛应用于电力电缆、架空电缆和各类控制电缆等，并且逐渐成为中低压电缆领域的主导材料。
[0003]现有技术中，通常是将聚乙烯材料作为主体，再通过物理化学方法混入其他助剂，以增强成品聚乙烯材料的综合性能。同时，通过相关交联技术(如辐射交联、紫外光交联、过氧化物交联和硅烷交联等)制成各类交联聚乙烯电缆料，以改善其他理化性能，如弹性、硬度、韧性、耐用性和化学稳定性等；但是半成品的交联聚乙烯电缆料通常需要在水温大约90℃的温水池或高温蒸气房里(温度在80℃以上)蒸煮约8
‑
10个小时后才能完成分子从线性结构到网状结构的交联转变。
[0004]针对上述技术，专利技术人认为现有的交联聚乙烯电缆料在后续温水加工步骤中，不仅容易将水引入导体层使其氧化，导致导体的导电率降低；而且对于温水加工场地条件具有较高的要求，且需要消耗较多的能源。因此，研发一种能够快速完成交联转变的聚乙烯电缆料十分必要。

技术实现思路

[0005]为了能够快速完成聚乙烯料的交联转变，本申请提供了一种硅烷交联聚乙烯料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供了一种硅烷交联聚乙烯料，包括以下重量份的组分：聚乙烯复合树脂240
‑
>300份、改性硅烷交联剂20
‑
28份、稳定剂12
‑
16份、引发剂10
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16份、抗氧化剂12
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14份、催化剂20
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24份、补强剂50
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70份、弹性体26
‑
30份、吸水剂6
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8份和助剂载体60
‑
70份。
[0007]通过采用上述技术方案，采用聚乙烯复合树脂作为主体，通过加入改性硅烷交联剂以快速在聚乙烯主体长链上接枝硅烷链，以提高其物理性能和稳定性，同时改善对于其他助剂的交联复合程度；配合其他助剂通过助剂载体进行复合，共同混入聚乙烯主体中以增强电缆料的综合性能，如加入稳定剂以抑制空间电荷的产生，从而稳定电缆电压；加入引发剂以提升反应效率及反应产率；加入抗氧化剂以增强电缆料的耐用性，避免老化；加入催化剂同样促进交联缩合反应的反应效率；加入补强剂和弹性体共同改善电缆料的物理机械性能，如强度、弹性、韧性等；加入吸水剂对于成型加工步骤中的套料内部所引入的水分进行吸附干燥。
[0008]优选的，所述改性硅烷交联剂包括以下重量份的组分：二甲基氯硅烷40
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56份、三氟化硼18
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24份、1,7
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辛二烯46
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50份、二乙烯基苯30
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40份、Karstedt催化剂20
‑
28份。
[0009]优选的，所述改性硅烷交联剂的制备方法，包括以下S1、氮气保护下，将1,7
‑
辛二烯、三氟化硼和Karstedt催化剂混合，升温至45
‑
55℃，搅拌活化40
‑
60min，制得反应底料；S2、向步骤S1中的反应底料以10
‑
20mL/min的速度滴加二甲基氯硅烷，滴加完毕后，再加入二乙烯基苯混合均匀，恒温反应10
‑
12h后，减压蒸馏，制得改性硅烷交联剂。
[0010]通过采用上述技术方法，采用二甲基氯硅烷和1,7
‑
辛二烯作为主原料，通过硅氢加成反应制备出功能话封端反应体；再通过Karstedt催化剂以降低反应所需的活化能，以促进反应的速度和进度；同时配合具有酸性的三氟化硼进行自由基共聚合，使主链分子具有高度缺电子特性，从而提升反应中间体的交联活性，且三氟化硼还具有催化效果，有助于反应中间体与同样具有交联作用的二乙烯基苯复配结合，从而使得制得的改性硅烷交联剂具有较高的交联强度，能够促进聚乙烯主体与其他助剂相互结合并快速完成交联转变，提升工业化生产效率。
[0011]优选的，所述稳定剂包括4
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氨基二苯甲酮和9,10
‑
双(4
‑
甲氧基苯基)蒽，且所述4
‑
氨基二苯甲酮和所述9,10
‑
双(4
‑
甲氧基苯基)蒽的质量比为1：(0.30
‑
0.50)。
[0012]通过采用上述技术方法，选用二苯甲酮衍生物作为稳定剂，能够抑制聚乙烯料成型套接直流电缆时产生的空间电荷，捕获强电场下绝缘材料中的高能电子、提高材料的击穿强度，从而提高其电气性能，进一步起到稳定电压的作用。主要为防止外在电极注入的可迁移电荷、被陷阱捕获的载流子和有机或无机杂质的电离形成，以延缓聚乙烯材料的老化，避免发生局部放电导致高分子包裹套被击穿的风险，而严重影响聚乙烯电缆料的可靠性和服役寿命。
[0013]优选的，所述聚乙烯复合树脂包括高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和中密度聚乙烯，且所述高密度聚乙烯、所述线型低密度聚乙烯和所述中密度聚乙烯的质量比为1：(0.50
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1.20)：(0.30
‑
0.40)。
[0014]通过采用上述技术方案，采用三种物理性质不同的聚乙烯材料共混，既能够发挥高密度聚乙烯致密的分子结构，提高共混材料的密度和强度，又能够发挥线型低密度聚乙烯相对松散的分子结构，提高共混材料的柔韧性；通过多次实验发现采用质量比为1：(0.50
‑
1.20)：(0.30
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0.40)的共混比例，能够有效调节混合物的物理性能，如硬度、强度、柔韧性等，同时还能够降低生产成本，使生产工艺更加灵活，以适应不同的生产需求。
[0015]优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
[0016]通过采用上述技术方案，选用过氧化二苯甲酰作为自由基聚合引发剂能够在较低温度发生热分解，以产生大量的自由基促进聚乙烯与其他助剂之间的聚合反应进行。且过氧化二苯甲酰还能够调节体系中聚合反应的分子量并控制缩合反应时间，降低硅硅键之间发生裂解重排反应概率，以生成较大分子量的硅烷接枝料，进一步提高产品聚乙烯料的重均分子量和产率。
[0017]优选的，所述催化剂为异丙辛基三酰氧基钛酸酯和三硬脂酸钛酸异丙酯的一种或多种。
[0018]通过采用上述技术方案，选用钛酸酯类衍生物作为催化剂，其在反应体系中表现出较好的可控性，能够有效地调节反应速率和反应选择性；其具有较高的反应活性和催化效率，在温和的反应条件下便能够发挥较好的催化效果，对于改性硅烷交联剂的原料利用
率高。同时，钛酸酯类衍生物催化剂相较于传统催化剂，不仅具有更高的稳定性，能够反复循环使用多次，且对于环境、人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅烷交联聚乙烯料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚乙烯复合树脂240
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300份、改性硅烷交联剂20
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28份、稳定剂12
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16份、引发剂10
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16份、抗氧化剂12
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14份、催化剂20
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24份、补强剂50
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70份、弹性体26
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30份、吸水剂6
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8份和助剂载体60
‑
70份。2.根据权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯料，其特征在于，所述改性硅烷交联剂包括以下重量份的组分：二甲基氯硅烷40
‑
56份、三氟化硼18
‑
24份、1,7
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辛二烯46
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50份、二乙烯基苯30
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40份、Karstedt催化剂20
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28份。3.根据权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯料，其特征在于，所述改性硅烷交联剂的制备方法，包括以下S1、氮气保护下，将1,7
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辛二烯、三氟化硼和Karstedt催化剂混合，升温至45
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55℃，搅拌活化40
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60min，制得反应底料；S2、向步骤S1中的反应底料以10
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20mL/min的速度滴加二甲基氯硅烷，滴加完毕后，再加入二乙烯基苯混合均匀，恒温反应10
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12h后，减压蒸馏，制得改性硅烷交联剂。4.根据权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯料，其特征在于，所述稳定剂包括4
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氨基二苯甲酮和9,10
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双（4
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甲氧基苯基）蒽，且所述4
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氨基二苯甲酮和所述9,10
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双（4
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甲氧基苯基）蒽的质量比为1：（0.30
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0.50）。5.根据权利要求1所述的一种硅烷交联聚乙烯料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范嘉骏，方栋，范金伟，
申请(专利权)人：杭州科佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：