【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆料，具体涉及一种高洁净高压可交联聚乙烯电缆料及其制备方法。
技术介绍
1、高压输电具有长距离、大容量、低损耗的优点，代表着当今输电技术的最高水平和发展趋势，日益受到世界各国的关注。国际上高压输电技术经历了从高压、超高压向特高压发展的历程和趋势。电线电缆是电力运输的关键部件，其中的绝缘材料是决定电缆耐压能力的关键因素之一。交联聚乙烯(xlpe)因具有优异的介电性能和良好的耐热型、加工性能而成为近年来高压电缆的主要绝缘材料。目前，国际上110-220kv电缆普遍使用xlpe绝缘，部分500kv级xlpe绝缘电缆线路也开始运行。
2、目前，我国35kv及以下可交联聚乙烯电缆料已完全实现国产化，产品质量与世界上先进国家的水平相差不远，但110kv以上的可交联聚乙烯绝缘料，特别是220kv及以上等级的可交联聚乙烯电缆料，至今都无法生产。电缆料的纯净度低和电缆料质量的长期稳定性低制约了国内高压可交联聚乙烯电缆料的生产，并且已经成为制约国内生产高压可交联聚乙烯电缆料的瓶颈问题。
3、反应挤出是高分子化学改性的重要手段之一，由于反应挤出的反应时间受挤出设备的约束，一般时间较短。在较短的时间内完成改性过程，有时难以达到理想的结果。近年来，为寻求更理想的改性手段，出现了多种设想和努力。其中，助剂的固相浸润技术是较为成熟的设想之一，正在成为高分子化学改性技术的研究热点。助剂的固相浸润技术是将助剂喷洒在高分子材料上，在一定的时间和温度条件下，使助剂迁移至高分子材料内部，为进一步的反应改性提供基础。
5、如中国专利文献cn108285565a公开了一种超高压电缆用超洁净化学交联聚乙烯绝缘料及制备方法，该超洁净化学交联聚乙烯绝缘料包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯90～110份，抗氧剂0.1～0.4份，交联剂1.5～2.5份。其制备方法包括如下步骤：s1、物料准备；s2、低密度聚乙烯和抗氧剂在往复螺杆挤出机中混合、过滤、挤出、造粒；s3、粒子混合料a经脱水、筛分、硫化、除杂、交联剂的混入、干燥；s4、混合料b经保温、渗透、扩散、后吸收；s5、成品冷却、除杂、检测、包装。
6、中国专利文献cn106467631a公开了一种超高压电缆用绝缘材料及其生产方法。该方案是通过在原材料重塑化过程中加入抗氧剂、液体分散剂和防焦剂，挤出造粒后再采用后吸收的方法加入交联剂，随后出来的成品经过金属分离器，杂质分离器来实现的。
7、但是，采用上述现有的助剂固相浸润技术来添加助剂，再进行热处理以使助剂向成型料的内部迁移时，需要助剂由成型料的外部向成型料的内部扩散，这种扩散方向不尽合理，不可避免会损失一部分助剂。同时，助剂难以分散均匀。除此之外，混合过程中，混合物和混合器自身产生过多的磨损，特别是混合器的自身磨损导致混合过程中会产生新的金属粉末，这无疑给后期产品带来潜在的质量隐患，进而影响后续加工问题。
8、目前，一步法化学交联是在温度小于120℃下将交联剂加入到具有抗氧剂的熔融态低密度聚乙烯中，通过单螺杆低温挤出造粒，使聚乙烯树脂、抗氧剂和交联剂混合得到化学交联绝缘料。此种方法的缺点是：1、低温强剪切加工破坏树脂结构，降低绝缘料电性能；2、加工温度低，聚乙烯粘度大，难以保证抗氧剂和交联剂的均匀分散；3、单螺杆挤出造粒温度低，无法加装高目数过滤网，产品杂质无法控制。
9、而对于双螺杆超洁净化学交联聚乙烯绝缘料生产，目前主要采用高温将聚乙烯树脂和抗氧剂熔融经过滤网过滤，配合后吸收工艺生产。此种方法的缺点是：1、双螺杆温度控制工艺简单，螺杆内部局部区域可因温度不均匀及物料停留时间过长，产生焦料，导致生产产能低、生产周期短且需频繁更换高目数过滤网，降低了生产效率并增加了生产成本；2、生产过程中灰尘较大，对生产环境和操作人员的健康具有危害性，而且绝缘料中杂质数量及尺寸无法得到有效控制。
10、针对上述现有技术中制备高压可交联聚乙烯电缆料时存在的技术问题，中国专利文献cn106346624a公开了一种高压可交联聚乙烯电缆料的生产方法，具体步骤为：聚乙烯粒料由吸料机吸入不锈钢储料罐对失重式粒料电子称间断供料，聚乙烯粒料和抗氧剂混炼，混炼后的物料吸入熔体泵内并注入连续走网式熔体过滤器内过滤杂质；过滤后的熔体与交联剂dcp混炼，将含有交联剂dcp的聚乙烯挤出并造粒，然后脱水，将可交联聚乙烯颗粒部分分流至杂质检测仪，检测合格后将可交联聚乙烯颗粒剩余部分送入干燥机中干燥，得到高压可交联聚乙烯电缆料。
11、中国专利文献cn101733855a公开了一种高压可交联聚乙烯电缆料的生产方法，具体步骤为：聚乙烯粒料和抗氧剂混炼，混炼后的物料吸入熔体泵内并注入连续走网式熔体过滤器内过滤杂质；过滤后的熔体与交联剂dcp混炼，将含有交联剂dcp的聚乙烯挤出并造粒，然后脱水，将可交联聚乙烯颗粒部分分流至杂质检测仪，检测合格后将可交联聚乙烯颗粒剩余部分送入干燥机中干燥，得到高压可交联聚乙烯电缆料。
12、上述两篇文献中的技术方案比较相似，制备电缆料时都需要三步完成，首先聚乙烯物料和抗氧剂在双螺杆混炼机或第一单螺杆往复式混炼机均匀混炼，混炼后经过熔体过滤器，过滤杂质；然后过滤后的熔体进入第二单螺杆往复式混炼机内，同时交联剂dcp注入第二单螺杆往复式混炼机内；第三步将含有交联剂dcp的聚乙烯从单螺杆往复式混炼机中挤出造粒。整个试验过程涉及三台混炼挤出机，不仅工艺流程长，增加了生产成本，同时采用dcp为交联剂(1.0h半衰期温度为132℃)，分解温度较低，挤出过程存在分解并使聚乙烯提前交联的风险，难以保证产品质量。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种高洁净高压可交联聚乙烯电缆料及其制备方法，以克服现有的高压可交联聚乙烯电缆料存在的杂质含量多，不能满足更高耐压等级电缆料的应用需求，以及现有的高压可交联聚乙烯电缆料的制备方法存在工艺流程长，生产成本高的技术问题。
2、为此，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份，抗氧剂0.1～0.3份，交联剂1.5～2.2份和防焦剂0.5-1.5份；
4、其中，所述交联剂为1.0h半衰期温度大于140℃的含有过氧键的化合物。
5、可选的，所述交联剂选自二叔丁基过氧化物(1.0h半衰期温度141℃)、二异丙苯过氧化氢(1.0h半衰期温度154℃)、异丙苯过氧化氢(1.0h半衰期温度166℃)、叔丁基过氧化氢(1.0h半衰期温度185℃)中的至少一种。
6、优选的，所述高洁净高压可交联聚乙烯电缆料包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份，抗氧剂0.15-0.25份，交联剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份，抗氧剂0.1～0.3份，交联剂1.5～2.2份和防焦剂0.5-1.5份；
2.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述交联剂选自二叔丁基过氧化物、二异丙苯过氧化氢、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份，抗氧剂0.15-0.25份，交联剂1.6-2.0份和防焦剂0.7-1.2份。
4.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为(1.8-2.2)g/10min，密度为0.919-0.923g/cm3，重均分子量为5.5×104-7.5×104，分子量分布为5.0-6.5，支化度14.5‰-17.0‰。
5.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自硫代双酚类、含硫受阻酚类和硫代脂类抗氧剂中的至少一种；优选的，所述抗氧剂选自
6.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述防焦剂选自分子量超过2500的聚乙烯蜡、加工助剂PPA、MD-1024中的至少一种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述往复式螺杆挤出机中，往复式螺杆的转速为100～400rpm，螺杆温度为100～150℃；熔体泵转速为40～70rpm，熔体泵温度为130～180℃，熔体泵出口压力为130～200bar；法兰温度为130～180℃，换网器的温度为130～180℃。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述往复式螺杆挤出机中，往复式螺杆的转速为200～300rpm，螺杆温度为120～150℃；熔体泵转速为50～70rpm，熔体泵温度为130～160℃，熔体泵出口压力为150～180bar；法兰温度为130～160℃，换网器温度为130～160℃。
10.如权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述换网器为加装的四层不锈钢过滤网，所述加装的四层不锈钢过滤网中过滤网目数最高为600目；优选所述加装的四层不锈钢过滤网的结构为200-400目/300-500目/500-600目/200-400目。
...【技术特征摘要】
1.一种高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份，抗氧剂0.1～0.3份，交联剂1.5～2.2份和防焦剂0.5-1.5份；
2.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述交联剂选自二叔丁基过氧化物、二异丙苯过氧化氢、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯100份，抗氧剂0.15-0.25份，交联剂1.6-2.0份和防焦剂0.7-1.2份。
4.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为(1.8-2.2)g/10min，密度为0.919-0.923g/cm3，重均分子量为5.5×104-7.5×104，分子量分布为5.0-6.5，支化度14.5‰-17.0‰。
5.如权利要求1所述的高洁净高压可交联聚乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自硫代双酚类、含硫受阻酚类和硫代脂类抗氧剂中的至少一种；优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂300、抗氧剂1035、抗氧剂736和ps800中的至少一种。
6.如权利要求1所述的高洁净高压可...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏福庆，邸麟婷，高艳，许惠芳，王福善，李广全，于国滨，黄安平，熊华伟，罗小城，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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