【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，尤其是一种热塑性绝缘聚乙烯电缆材料及其制备方法。
技术介绍
1、在传统电缆制造及应用行业中，交联聚乙烯(xlpe)因其化学交联网状结构带来的优异电气性能、机械性能和耐热性能，成为挤包电力电缆绝缘材料的首选。但由于xlpe是热固性材料，电缆退役后固体废弃物难以回收造成环境污染，且电缆交联及脱气工序增加了生产周期、成本、能耗，不满足节能低碳和绿色环保需求。热塑性聚乙烯基材料作为其中一种潜在的可替代材料，在电缆退役后仍可进行回收利用；在生产过程中无需交联及脱气等工序，缩短生产周期，并可减少碳排放达40％，应用前景广阔。
2、目前，在电缆材料中，铜、铝的再生利用率达95％以上，而绝缘材料交联聚乙烯及其他有机材料的再利用率仅为3％，非交联绝缘电缆使用的热塑性材料，在达到寿命周期后废旧料仍可通过筛选熔融、过滤挤出的工艺重新使用，减少电缆生产厂家的原材料成本。目前相邻电压等级的不同电缆绝缘料之间的价格差约为50％左右，若将绝缘料回收，熔融过滤后降级使用则可回收50％的绝缘料成本，以此推算能降低电缆制造成本的20％；同时免去了垃圾废料处理的开销，在有效降低电缆成本的同时减轻了环保的压力。不能继续使用在电缆回收的聚烯烃，则可应用于其他性能要求较低的塑料制品行业、公路运输行业等，进一步提高电缆废弃材料的综合回收率，降低有机树脂材料在整个社会应用的综合经济成本。
3、热塑性聚乙烯基非交联绝缘材料具有优于xlpe的电气，加工工艺简单、生产能耗低并可回收，是最具应用前景的新型环保电缆绝缘材料之一。但是其与交
4、因此，需要提供一种便于加工的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，克服现有技术中热塑性聚乙烯加工难度高、性能仍有待提高的缺陷，提供一种便于加工的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料。
2、本专利技术的另一目的在于，提供所述热塑性绝缘聚乙烯电缆材料的制备方法。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：
5、60-70份线性低密度聚乙烯a，15-25份线性低密度聚乙烯b，10-20份高密度聚乙烯，0-5份抗氧剂；
6、上述组分满足如下条件：
7、(1)mfra<mfrb；其中，mfra表示线性低密度聚乙烯a在190℃、2.16kg下的熔融指数，mfrb表示线性低密度聚乙烯b在190℃、2.16kg下的熔融指数；
8、(2)tma、tmb、tmc任意两者之间的差值小于等于15℃；其中，tma表示线性低密度聚乙烯a的熔融温度，tmb表示线性低密度聚乙烯b的熔融温度，tmc表示高密度聚乙烯的熔融温度。
9、本专利技术选用熔融温度相近的聚乙烯树脂基体材料，可以显著改善材料的加工性能；同时还搭配不同熔融指数的线性低密度聚乙烯，在同一加工温度下，两种熔融指数的线性低密度聚乙烯在相互作用下，聚乙烯基体中可以形成海岛结构，具有较高熔融指数的线性低密度聚乙烯b具有较好的流动性，在熔融状态下可以流动到与高密度聚乙烯的界面处，部分分子链穿插到高密度聚乙烯中，提高聚乙烯海岛界面的相容性，提高聚乙烯电缆材料的机械性能。
10、熔融指数在上述范围内的线性低密度聚乙烯均可用于本专利技术中。所述线性低密度聚乙烯的密度在0.9～0.95g/cm3范围内。
11、优选地，所述线性密度聚乙烯a的密度为0.910-0.935g/cm3。
12、优选地，所述线性密度聚乙烯a在190℃、2.16kg的熔融指数mfra＝0.1-4.0g/10min。
13、优选地，所述线性密度聚乙烯b的密度为0.905～0.919g/cm3。
14、优选地，所述线性密度聚乙烯b在190℃、2.16kg的熔融指数mfrb＝1-20g/10min。
15、优选地，所述热塑性绝缘聚乙烯电缆材料中，不同种类的聚乙烯的熔融温度独立地选自110-130℃范围内。即：
16、优选地，所述线性低密度聚乙烯a的熔融温度tma＝110-130℃。
17、优选地，所述线性低密度聚乙烯b的熔融温度tmb＝110-130℃。
18、优选地，所述高密度聚乙烯的熔融温度tmc＝110-130℃。
19、各聚乙烯的熔融温度在上述范围内，有利于熔融挤出加工。
20、优选地，上述各聚乙烯的熔融温度的大小关系进一步满足：tmb<tma<tmc。聚乙烯材料在整个加工过程，是聚乙烯材料熔融、再结晶的一个过程，聚乙烯的熔融温度大小关系满足该条件时，在降温再结晶的过程中，具有较高流动性的线性低密度聚乙烯b先结晶，在线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯界面处形成微晶，形成高强度界面过渡层，将高密度聚乙烯进行均匀的固定分散在聚乙烯基体中；然后随着温度的降低，线性低密度聚乙烯a和高密度聚乙烯依次结晶，得到的聚乙烯电缆材料具有更高的强度、耐热性能和电气性能。
21、需要说明的是，本专利技术中，聚乙烯原料的熔融温度通过dsc(差示扫描量热仪)测试得到，测试是从室温条件下，以10℃/min的速率进行升温，直至出现熔融峰后，继续升温至高于出现熔融峰的温度50-70℃。
22、本领域常用的符合上述条件的高密度聚乙烯均可用于本专利技术中，所述高密度聚乙烯的密度在0.940g/cm3以上。
23、优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.940～0.961g/cm3；和/或，所述高密度聚乙烯在190℃、2.16kg下的熔融指数mfrc＝0.6～1.3g/10min。
24、本领域常用的抗氧剂均可用于本专利技术中。所述抗氧剂包括但不限于受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
25、本专利技术还保护所述热塑性绝缘聚乙烯电缆材料的制备方法，包括如下步骤：
26、按照所述重量份，将线性低密度聚乙烯a、线性低密度聚乙烯b、高密度聚乙烯、抗氧剂混合均匀后，加入到挤出机中，在150-180℃下熔融挤出，即可得到所述热塑性绝缘聚乙烯电缆材料。
27、优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。
28、优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比≥30:1，进一步优选为48:1。
29、优选地，所述双螺杆挤出机的转速为180～220r/min。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
31、本专利技术选用熔融温度相近的聚乙烯树脂基体材料，同时还搭配不同熔融指数的线性低密度聚乙烯，可以显著降低聚乙烯材料在加工过程中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述线性密度聚乙烯A的密度为0.910-0.935g/cm3；和/或，所述MFRA＝0.1-4.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述线性密度聚乙烯B的密度为0.905-0.919g/cm3；和/或，MFRB＝1-20g/10min。
4.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的密度为0.940-0.961g/cm3；和/或，所述高密度聚乙烯在190℃、2.16kg下的熔融指数MFRC＝0.6-1.3g/10min。
5.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，满足如下特征中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述熔融温度满足：TmB<TmA<TmC。
7.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，熔融温度满足：
8.权利要求1-7任一项所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机的螺杆的转速为180-220r/min。
...【技术特征摘要】
1.一种热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述线性密度聚乙烯a的密度为0.910-0.935g/cm3；和/或，所述mfra＝0.1-4.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述线性密度聚乙烯b的密度为0.905-0.919g/cm3；和/或，mfrb＝1-20g/10min。
4.根据权利要求1所述的热塑性绝缘聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的密度为0.940-0.961g/cm3；和/或，所述高密度聚乙烯在190℃、2.16kg下的熔融指数mfr...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭向阳，余欣，李银格，于是乎，李端姣，吴吉，范亚洲，王锐，李国强，钟力生，常柏源，高景晖，张宏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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