【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆绝缘材料制备，具体涉及一种提升非交联聚丙烯电缆绝缘材料批量稳定制备方法。
技术介绍
1、目前聚丙烯作为电缆绝缘材料得到广泛的研究，主要是由于其本身具有优异的热性能、电性能和加工性能。然而，纯聚丙烯在力学性能、耐老化性能以及导热性能等方面存在一定的不足，限制了其在高压直流电缆等领域的应用。为了克服这些局限性，研究者们对聚丙烯进行了多种改性研究，包括共聚改性、纳米粒子改性、共混改性和接枝改性等，其中共混改性是制备非交联聚丙烯电缆绝缘材料常用的方法之一。
2、然而，在非交联聚丙烯电缆绝缘材料的批量制备过程中还存在一些问题。传统的制备方法难以保证每一批次材料性能的稳定性，在原材料混合环节，由于不同批次原材料的颗粒大小、密度等存在差异，容易导致混合不均匀，从而影响绝缘材料的最终性能。在加工工艺方面，温度、压力等加工参数的波动也会对非交联聚丙烯的结晶度、分子取向等微观结构产生影响，进而影响其绝缘性能和机械性能。而且，现有的制备过程中缺乏有效的质量监控和反馈调整机制，不能及时发现和纠正生产过程中的偏差，使得批量生产的稳定性难以保证。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种提升非交联聚丙烯电缆绝缘料批量稳定制备方法。所述方法通过分步优化，使非交联聚丙烯电缆绝缘料的批量生产变得更加稳定，材料性能也更加可靠，满足了高性能电缆的实际需求。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种提升非交联聚丙烯电缆绝缘料批
4、(1)使用震动筛分别对不同批次的原料聚丙烯及弹性体进行筛选，得到尺寸均匀的原料；
5、(2)将经过筛选的聚丙烯与弹性体在高速混合机中混合，得到初步混合料；
6、(3)将初步混合料在双螺杆挤出机中进行预分散，得到预分散母料；
7、(4)将预分散母料与经过筛选的聚丙烯混合，在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒，得到非交联聚丙烯电缆绝缘材料颗粒。
8、进一步地，步骤(1)所述震动筛的筛网孔径根据原料的平均颗粒直径设定。
9、震动筛的筛网孔径大小是指筛网上的空洞大小，它对于筛选效果和生产效率有重要影响，不同原料的颗粒大小不同，筛网孔径的选择应考虑以下因素：
10、(a)原料粒度大小：根据原料的粒度特性，选择相应的筛网孔径。一般来说，原料粒度越细，所需的筛网孔径越小。
11、(b)筛分效率要求：根据筛分效率的要求，选择合适的筛网孔径。例如对细小粒料的筛分效果要求较高，筛网孔径相应减小。
12、(c)工艺参数：考虑到生产工艺参数的影响，选择合适的筛网孔径。如果原料的湿度、黏度等参数对筛分效果有影响，需进行考虑。
13、进一步地，步骤(1)所述震动筛的频率为35-65hz，振幅为2-4mm。
14、不同批次的聚丙烯和弹性体原料在初始状态下可能包含不同大小的颗粒以及附着于原料表面的粉末，而这些过大、过小的颗粒以及粉末会影响后续绝缘材料制备的稳定性和性能。使用震动筛对聚丙烯和弹性体原料进行筛选操作，震动筛通过特定的振动频率和振幅，使原料在筛网上产生复杂的运动轨迹，促使不符合要求的颗粒和粉末与合格原料分离。根据对聚丙烯和弹性体原料的颗粒大小特性的精确分析来选择合适的筛网孔径。这种分析可以借助先进的颗粒分析仪器(如激光粒度分析仪)进行测量，确保筛网孔径能够精准地筛选出符合要求的原料颗粒，从而保证进入后续工序的原料在颗粒大小方面具有均一性，为制备稳定性能的非交联聚丙烯电缆绝缘材料奠定基础。
15、进一步地，所述弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)三嵌段共聚物、聚烯烃弹性体(poe)、丙烯基弹性体、二元乙丙橡胶(epr)、三元乙丙橡胶(epdm)中的一种或多种。
16、进一步地，步骤(2)中所述初步混合料中弹性体的质量占比为75-85％。
17、进一步地，步骤(2)中所述高速混合机的转速为100-500r/min，混合时间为10-15分钟。
18、本专利技术设定的转速范围和混合时间是经过实验优化得出的。在这个转速区间内，搅拌桨对原料产生足够的剪切力，使原料在混合机内部不断翻动、碰撞，从而促使原料在微观层面实现充分混合。当转速低于100r/min时，搅拌桨对原料产生的剪切力不足，原料在混合机内的翻动和碰撞不够剧烈，难以使不同成分的原料在微观层面充分接触和混合，容易导致原料混合不均匀。而当转速高于500r/min时，虽然能够产生较大的剪切力，但可能会对原料的分子结构造成破坏，特别是对于聚丙烯和弹性体原料，可能会影响其物理和化学性能，进而影响最终非交联聚丙烯电缆绝缘材料的性能。混合时间的设定确保了原料有足够的时间达到均匀混合的状态，避免因混合不充分而导致的局部成分差异，进而影响最终绝缘材料的性能。在混合初期，原料中的不同成分处于相对分散的状态，随着混合时间的增加，在搅拌桨的作用下，原料之间的接触和混合逐渐变得充分。如果混合时间短于10分钟，可能会出现部分原料尚未完全混合的情况，导致最终产品中存在成分不均匀的区域，影响产品的绝缘性能、机械性能等。而混合时间超过15分钟，在已经达到充分混合的情况下继续混合，不仅会增加能源消耗，而且可能由于过度搅拌对原料产生不必要的影响。
19、进一步地，步骤(3)中所述双螺杆挤出机的参数设置如下：一区温度：170-190℃，二区温度：200-220℃，三区温度：180-200℃，转速：200-300r/min。
20、步骤(3)制备得到弹性体占比75-85％的预分散母料，通过精确控制弹性体的添加量，能够使母料在后续与聚丙烯基体共混时赋予非交联聚丙烯电缆绝缘材料特定的性能。
21、进一步地，步骤(4)中所述所述双螺杆挤出机的参数设置如下：一区温度：180-200℃，二区温度：200-220℃，三区温度：220-240℃，转速：80-150r/min。
22、进一步地，步骤(4)中所述聚丙烯与预分散母料的质量比为1：0.1-0.5。
23、弹性体含量为75-85％的母料与聚丙烯基体在熔融共混挤出过程中相互作用。弹性体的存在能够改善聚丙烯的柔韧性、抗冲击性等性能，而聚丙烯基体则为整个绝缘材料提供基本的结构支撑和绝缘性能。在挤出机内的熔融状态下，两种原料的分子链在螺杆的剪切和推动作用下相互穿插、缠绕，形成均匀的混合体系，然后通过特定的模具挤出，形成颗粒状的非交联聚丙烯电缆绝缘材料。这个过程中，母料与聚丙烯基体的混合比例、挤出温度、螺杆转速等参数都经过精心调整，以保证非交联聚丙烯电缆绝缘材料的批量稳定制备。
24、本专利技术的方法中使用震动筛对原料进行筛选，消除不同批次原料中存在的颗粒尺寸差异，同时去除原料颗粒表面附着的粉末，筛选后的原料在后续混合和加工过程中分布更加均匀，有助于材料性能的一致性，同时可以减少颗粒大小差异对混合和加工设备的影响，提高生产稳定性。根据原料特性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提升非交联聚丙烯电缆绝缘材料批量稳定制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述震动筛的筛网孔径根据原料的平均颗粒直径设定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述震动筛的频率为35-65Hz，振幅为2-4mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)三嵌段共聚物、聚烯烃弹性体(POE)、丙烯基弹性体、二元乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述初步混合料中弹性体的质量占比为75-85％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述高速混合机的转速为100-500r/min，混合时间为10-15分钟。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述双螺杆挤出机的参数设置如下：一区温度：170-190℃，二区温度：200-220℃，三区温度：180-200℃，转速：200-300r/min
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中所述所述双螺杆挤出机的参数设置如下：一区温度：180-200℃，二区温度：200-220℃，三区温度：220-240℃，转速：80-150r/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中所述聚丙烯与预分散母料的质量比为1：0.1-0.5。
...【技术特征摘要】
1.一种提升非交联聚丙烯电缆绝缘材料批量稳定制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述震动筛的筛网孔径根据原料的平均颗粒直径设定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述震动筛的频率为35-65hz，振幅为2-4mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)三嵌段共聚物、聚烯烃弹性体(poe)、丙烯基弹性体、二元乙丙橡胶(epr)、三元乙丙橡胶(epdm)中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述初步混合料中弹性体的质量占比为75-85％。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫轰达，杨威，赵健康，严智民，周榆晓，王菲，李慧，段琪君，王晟伍，
申请(专利权)人：北京智慧能源研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。