高压、超高压电缆绝缘材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高压、超高压电缆绝缘材料的制备方法，属于绝缘材料加工技术领域。

背景技术

目前，国内外高压电缆绝缘料主要是交联聚乙烯材料，制备工艺流程为低密度聚乙烯通过双螺杆或者往复式单螺杆挤出机与适量的固体抗氧剂混炼，确保抗氧剂均匀地分散在低密度聚乙烯树脂中，树脂经高目数过滤网过滤、水下切粒机切粒、干燥后，配合交联剂后渗透工艺，实现高压电缆绝缘材料的超洁净、低焦烧生产。此种方法缺点是：1、往复式单螺杆挤出机螺杆结构复杂、工艺复杂、设备成本高，树脂二次熔融加工对树脂质量和性能有一定影响；2、双螺杆挤出机工艺简单、挤出机因低温强剪切、局部温度过高、物料滞留导致低密度聚乙烯分子被破坏、热老化，出现晶点、色粒等，严重影响绝缘材料品质；3、为减少树脂老化，双螺杆挤出机和往复式单螺杆挤出机一般连续生产时间不超过7天，生产效率低，而且清洁设备和环境系统费时费力，导致生产和维护成本高。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高压、超高压电缆绝缘材料的制备方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高压、超高压电缆绝缘材料的制备方法，具体过程如下：

(1)乙烯单体经压缩后在反应器中高压聚合为低密度聚乙烯，通过高、低压分离器分离后，低密度聚乙烯冷却后直接进入单螺杆挤出机，加入液体抗氧剂，通过导流装置和单螺杆挤出机作用，液体抗氧剂均匀分散在低密度聚乙烯中，经高目数过滤网过滤后造粒，得到含抗氧剂的低密度聚乙烯；

(2)含抗氧剂的低密度聚乙烯经除尘、分级，采用后渗透法加入交联剂，充分搅拌后置于吸收仓中保温，后经降温、除尘、除杂、金属过滤，得到高压、超高压电缆绝缘材料。

进一步地，所述液体抗氧剂为酚类或硫代酚类液体抗氧剂，选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、2,6-二叔丁基对仲丁基苯酚、2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚，优选2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚。

进一步地，所述步骤(1)中得到的含抗氧剂的低密度聚乙烯中抗氧剂的质量分数为0.03％-0.3％。

进一步地，所述步骤(2)中将含抗氧剂的低密度聚乙烯预热至60-80℃后，再加入交联剂混合。

进一步地，保温条件为60-80℃，持续12-36小时。

进一步地，对步骤(2)中得到的高压、超高压电缆绝缘材料进行洁净度检测，排出不符合要求的粒料，将合格的绝缘材料在超洁净环境中完成包装。

有益效果：本发明提供的高压、超高压电缆绝缘材料的制备方法，在低密度聚乙烯合成挤出造粒前，加入液体抗氧剂混合，直接制备出含抗氧剂的低密度聚乙烯颗粒，避免对低密度聚乙烯进行二次熔融加工，减少树脂的热老化，提高了绝缘材料的洁净度和稳定性；本方法设备投入少、工艺简单，可长期连续生产，生产效率高，成本低，便于推广和应用。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种高压、超高压电缆绝缘材料的制备方法，具体过程如下：

(1)乙烯单体经压缩机1压缩后在反应器2中高压聚合为低密度聚乙烯，通过高、低压分离器3分离后，低密度聚乙烯冷却后直接进入单螺杆挤出机6中，通过计量泵4直接加入液体抗氧剂5，经导流装置和单螺杆挤出机6将液体抗氧剂5均匀地分散在低密度聚乙烯中，然后经高目数过滤网7过滤后造粒，存储在储料罐8中，即得到含抗氧剂的低密度聚乙烯。本实施例中使用的液体抗氧剂为2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚。

(2)含抗氧剂的低密度聚乙烯经除尘装置12、分级装置13、临时存储装置14、预热装置15预热至60-80℃，然后移至搅拌仓16；用计量称9量取交联剂10，交联剂10经加热熔融装置11加热熔融后通过计量泵4加入前述预热后的含抗氧剂的低密度聚乙烯中，充分搅拌后，置于吸收仓17中在60-80℃下保温12-36小时，再经除尘、除杂、金属过滤后至储存罐19，通过OCS设备21对材料洁净度进行在线监测，排出洁净度不符合要求的粒料22，洁净度合格的绝缘材料在超洁净环境20中完成包装密封程序，即完成高压、超高压电缆绝缘材料的制备。

采用本发明方法制备的高压、超高压电缆绝缘材料与现有技术中使用往复式单螺杆挤出机混炼工艺制备的绝缘材料相比，性能对比结果如下表1所示；从表1中可以看出，本发明制备的高压、超高压电缆绝缘材料杂质含量为0，洁净度高，且介电常数、介质损耗角正切、体积电阻率等电性能优于现有技术，产品稳定性好。

表1本发明技术与现有技术制备绝缘材料性能对比

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。