一种绝缘电缆护套材料及其制备方法和应用与流程

专利2026-09-26  9


本发明涉及材料,尤其涉及一种绝缘电缆护套材料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、绝缘电缆作为电力传输的重要媒介,在现代社会中扮演着至关重要的角色。而绝缘电缆护套材料,作为保护电缆内部结构、确保电力传输安全稳定的关键组成部分,其性能的好坏直接影响着电缆的使用寿命和安全性。

2、目前,绝缘电缆护套材料大多采用聚乙烯等塑料材料,这些材料虽然具有一定的绝缘性和机械强度,但在实际应用过程中仍存在诸多问题。比如,一方面,传统的聚乙烯护套材料在长时间使用过程中,由于增塑剂等添加剂的迁移,容易导致材料性能下降,如硬度降低、韧性减弱等,进而影响电缆的绝缘性能和机械保护能力。增塑剂的迁移不仅缩短了电缆的使用寿命,还可能引发安全隐患。另一方面,随着现代电力系统和通信网络的不断发展,对电缆护套材料的耐热老化性能提出了更高的要求。传统的聚乙烯材料在高温环境下容易发生老化,导致材料性能衰退,影响电缆的正常运行。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本发明提供了一种绝缘电缆护套材料及其制备方法和应用。

2、第一方面,本发明提供了一种绝缘电缆护套材料,以重量份数计,所述绝缘电缆护套材料包括以下组分:

3、第一聚乙烯55~65份、第二聚乙烯30~45份、填料12~20份、相容剂10~15份、增塑剂20~40份、迁移抑制剂0.2~0.5份、抗氧剂1~5份和润滑剂1~5份;

4、其中,所述第一聚乙烯为低密度聚乙烯,所述第二聚乙烯为超高分子量聚乙烯,所述迁移抑制剂为含双苯环结构的冠醚类化合物。

5、进一步地,所述第一聚乙烯和所述第二聚乙烯的重量比为1.5:1。

6、进一步地,以重量份数计,所述绝缘电缆护套材料包括以下组分:

7、第一聚乙烯60份、第二聚乙烯40份、填料17份、相容剂12.5份、增塑剂30份、迁移抑制剂0.3份、抗氧剂3份和润滑剂3份。

8、进一步地,所述低密度聚乙烯的密度为0.91~0.93g/cm³;所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为300万~500万。

9、进一步地,所述含双苯环结构的冠醚类化合物包括二苯并-15-冠醚-5、二苯并-18-冠醚-6和二苯并-24-冠醚-8中的至少一种。

10、进一步地,所述填料包括碳酸钙粉;所述相容剂包括poe-g-mah和poe-g-aa中的至少一种;所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二环己酯和对苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

11、进一步地,所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种;所述润滑剂包括硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。

12、第二方面,本发明提供了一种第一方面任一项所述的绝缘电缆护套材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

13、将第一聚乙烯、第二聚乙烯、增塑剂和迁移抑制剂进行加热混合,得到第一混合料;

14、向所述第一混合料中加入剩余组分进行混炼,得到第二混合料;

15、将所述第二混合料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,得到所述绝缘电缆护套材料。

16、进一步地,所述加热混合的工作条件参数包括:温度为75~90℃,搅拌转速为300~400rpm,搅拌时间为15~25分钟;

17、所述混炼的工作条件参数包括:温度为110~120℃,时间为10~20分钟;

18、所述双螺杆挤出机的工作条件参数包括:双螺杆挤出的机身温度为185℃~210℃,挤出机头温度为190℃~205℃,螺杆转速100r/min~150r/min。

19、第三方面,本发明提供了第一方面任一项所述的绝缘电缆护套材料和第二方面任一项所述的制备方法所制得的绝缘电缆护套材料在制备高压绝缘电缆中的应用。

20、本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点:

21、本发明实施例提供了一种绝缘电缆护套材料,本发明通过以适宜配比的低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯作为基料体系,同时引入含双苯环结构的冠醚类化合物作为迁移抑制剂,不仅降低了绝缘电缆护套材料中增塑剂迁移率,还增强了其耐热老化性能,弥补了现有绝缘电缆护套材料的不足,具有广泛的应用前景。具体来说:

22、1.基料体系的选择与配比:低密度聚乙烯(ldpe):作为第一聚乙烯,ldpe具有良好的加工性能和柔韧性,其较低的密度有助于减轻电缆重量,同时提供足够的绝缘性能;超高分子量聚乙烯(uhmwpe):作为第二聚乙烯,uhmwpe具有极高的分子量和出色的机械强度、耐磨性以及化学稳定性。本发明通过以适宜配比的低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯作为基料体系,不仅可以显著提高护套材料的整体强度和耐久性,有助于形成更紧密的分子结构,增强了机械强度和耐热性;同时,有利于增强与含双苯环结构的冠醚类化合物之间的配伍性,从而降低增塑剂迁移率。

23、2.迁移抑制剂的创新应用:本发明首次发现可将含双苯环特殊结构的冠醚类化合物作为迁移抑制剂应用于绝缘电缆护套材料中,双苯环特殊结构的存在可以增强冠醚分子间的π-π堆积作用、疏水作用等,有利于通过其空穴结构与增塑剂分子形成稳定的络合物,不仅减缓了增塑剂的迁移,还通过增强分子间相互作用力,提高了护套材料的整体稳定性。



技术特征:

1.一种绝缘电缆护套材料,其特征在于,以重量份数计,所述绝缘电缆护套材料包括以下组分:

2.根据权利要求1所述的绝缘电缆护套材料,其特征在于,所述第一聚乙烯和所述第二聚乙烯的重量比为1.5:1。

3.根据权利要求1所述的绝缘电缆护套材料,其特征在于,以重量份数计,所述绝缘电缆护套材料包括以下组分:

4.根据权利要求1所述的绝缘电缆护套材料,其特征在于,所述低密度聚乙烯的密度为0.91~0.93g/cm³;所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为300万~500万。

5.根据权利要求1所述的绝缘电缆护套材料,其特征在于,所述含双苯环结构的冠醚类化合物包括二苯并-15-冠醚-5、二苯并-18-冠醚-6和二苯并-24-冠醚-8中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的绝缘电缆护套材料,其特征在于,所述填料包括碳酸钙粉;所述相容剂包括poe-g-mah和poe-g-aa中的至少一种;所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二环己酯和对苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的绝缘电缆护套材料,其特征在于,所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种;所述润滑剂包括硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。

8.一种权利要求1~7任一项所述的绝缘电缆护套材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的绝缘电缆护套材料的制备方法,其特征在于,所述加热混合的工作条件参数包括:温度为75~90℃,搅拌转速为300~400rpm,搅拌时间为15~25分钟;

10.一种权利要求1~9任一项所述的绝缘电缆护套材料在制备高压绝缘电缆中的应用。


技术总结
本发明涉及一种绝缘电缆护套材料及其制备方法和应用,涉及材料技术领域,以重量份数计,所述绝缘电缆护套材料包括以下组分:第一聚乙烯55~65份、第二聚乙烯30~45份、填料12~20份、相容剂10~15份、增塑剂20~40份、迁移抑制剂0.2~0.5份、抗氧剂1~5份和润滑剂1~5份。本发明通过以适宜配比的低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯作为基料体系,同时引入含双苯环结构的冠醚类化合物作为迁移抑制剂,不仅降低了绝缘电缆护套材料中增塑剂迁移率,还增强了其耐热老化性能,弥补了现有绝缘电缆护套材料的不足,具有广泛的应用前景。

技术研发人员:雷全治,罗阳
受保护的技术使用者:成都宏鑫源新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
转载请注明原文地址: https://tieba.8miu.com/read-24926.html

最新回复(0)