一种用于电线的绝缘层材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种用于电线的绝缘层材料及其制备方法 (Insulating layer material for electric wire and preparation method thereof ) 是由 张世泉 于 2020-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于电线的绝缘层材料,所述绝缘层材料包裹于导体外部,所述绝缘层包括如下重量份的原料：80份聚烯烃,35-40份聚磷酸铵,20-30份超细季戊四醇,10-13份乙烯-醋酸乙烯共聚物,12-18份第一阻燃剂,5-10份第二阻燃剂,2-3份抗氧化剂,3-5份加工助剂,方法包括(1)改性季戊四醇；(2)混料成型；(3)辐照交联；(4)挤出切粒过筛。本发明的优点在于通过将季戊四醇阻燃体系以及聚烯烃/膨胀性阻燃体系通过辐照交联,从而极大提升整体材料的阻燃性能以及防火性能,提升整体在水汽以及杂质影响下的绝缘性能,使用寿命更加长,从而与城市建筑设计寿命同步。(The invention discloses an insulating layer material for an electric wire, which is wrapped outside a conductor and comprises the following raw materials in parts by weight: 80 parts of polyolefin, 35-40 parts of ammonium polyphosphate, 20-30 parts of superfine pentaerythritol, 10-13 parts of ethylene-vinyl acetate copolymer, 12-18 parts of first flame retardant, 5-10 parts of second flame retardant, 2-3 parts of antioxidant and 3-5 parts of processing aid, and the method comprises (1) modified pentaerythritol; (2) mixing and forming; (3) performing irradiation crosslinking; (4) extruding, granulating and sieving. The invention has the advantages that the flame retardant performance and the fireproof performance of the whole material are greatly improved by crosslinking the pentaerythritol flame retardant system and the polyolefin/expansible flame retardant system through irradiation, the insulating performance of the whole material under the influence of water vapor and impurities is improved, the service life is prolonged, and the service life is synchronous with the design life of urban buildings.)
技术领域
本发明涉及电线绝缘外层制备技术领域，特别涉及一种用于电线的绝缘层材料及其制备方法。
背景技术
据不完全统计，国内外建筑领域发生的电气火灾中，有８５％以上是因电线电缆老化致使线路短路打火引起的。大量老建筑物中使用的暗敷电线已经出现护套和绝缘老化现象，迫切需要更换。随着城市智能化、建筑高层化发展步伐的加快，建筑用材和建筑物设计寿命同步是未来发展的方向。暗敷电线是建筑用材的重要组成部分，为防止中途换线对建筑结构造成损坏，暗敷电线应尽量与７０年房屋产权同寿命。同时，随着我国配套体系的不断完善，暗敷电线也应跟上绿色步伐。现有暗敷电线外层的绝缘性能低，在水汽或者导电杂质的影响下影响电线的绝缘性能以及使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电线的绝缘层材料及其制备方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种用于电线的绝缘层材料，所述绝缘层材料包裹于导体外部，其特征在于，所述绝缘层包括如下重量份的原料：80份聚烯烃，35-40份聚磷酸铵，20-30份超细季戊四醇，10-13份乙烯-醋酸乙烯共聚物，12-18份第一阻燃剂，5-10份第二阻燃剂，2-3份抗氧化剂，3-5份加工助剂。
优选的，所述聚烯烃包括占聚烯烃整体质量30~40%的马来酸酐接枝茂金属聚乙烯，占聚烯烃整体质量30%~40%的乙烯-辛烯共聚物，余量为茂金属聚乙烯。
优选的，所述第一阻燃剂选自三聚氰胺尿酸盐、三聚氰胺尿酸三烯丙酯、硼酸铵中的一种。
优选的，所述聚磷酸铵为高聚合度聚磷酸铵，所述聚磷酸铵聚合度大于1500。
优选的，所述抗氧化剂选自抗氧剂300，抗氧剂1010或2,6-二叔丁基对甲酚中的一种。
优选的，所述加工助剂选自高岭土、碳酸钙、有机化蒙脱土中的一种或多种。
优选的，所述第二阻燃剂选自二乙基次膦酸铝、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
一种用于电线的绝缘层材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）先按重量份称取聚磷酸铵与乙烯-醋酸乙烯共聚物，在流变仪中进行熔融共混，制备成母料，再将母料与超细季戊四醇混合均匀后于流变仪中以120-130℃，200-250转/分钟混料10-15分钟制得改性季戊四醇；
（2）按重量份称取其余组分，先将聚烯烃与第二阻燃剂在流变仪中以130-150℃，250-300转/分钟混料15-20分钟，再将步骤（1）所制得的改性季戊四醇与其余组分按相同条件在流变仪中进行混料，混料完成后通过平板硫化机成型；
（3）将步骤（2）中成型的混料进行辐射交联，辐射源为γ60Co，源强为3.5x1015~3.7x1015Bq，在室温下，N2氛围下以10-12kGy/h的辐照剂量对混料进行辐照，辐照时间为3~8；
（4）将步骤（3）辐射交联后的混料送入单螺杆挤出机挤出切粒，其中挤出温度为110～150℃，挤出速度为 200～300转/分钟，过筛后得最终绝缘层材料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过将季戊四醇阻燃体系以及聚烯烃/膨胀性阻燃体系通过辐照交联，从而极大提升整体材料的阻燃性能以及防火性能，提升整体在水汽以及杂质影响下的绝缘性能，使用寿命更加长，从而与城市建筑设计寿命同步。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
实施例1
一种用于电线的绝缘层材料，所述绝缘层材料包裹于导体外部，所述绝缘层包括如下重量份的原料：30份马来酸酐接枝茂金属聚乙烯，25份乙烯-辛烯共聚物，25份茂金属聚乙烯，35份高聚合度聚磷酸铵，20份超细季戊四醇，11份乙烯-醋酸乙烯共聚物，15份三聚氰胺尿酸三烯丙酯，2份二乙基次膦酸铝，2份氢氧化铝，2份抗氧剂300，2份高岭土，2份碳酸钙，聚磷酸铵聚合度大于1500。
（1）先将高聚合聚磷酸铵与乙烯-醋酸乙烯共聚物在流变仪中进行熔融共混，制备成母料，再将母料与超细季戊四醇混合均匀后于流变仪中以120℃，250转/分钟混料15分钟制得改性季戊四醇。
（2）按重量份称取其余组分，先将聚烯烃、二乙基次膦酸铝和氢氧化铝在流变仪中以130℃，300转/分钟混料15-20分钟，再将步骤（1）所制得的改性季戊四醇与其余组分按相同条件在流变仪中进行混料，混料完成后通过平板硫化机成型。
（3）将步骤（2）中成型的混料进行辐射交联，辐射源为γ60Co，源强为3.5x1015Bq，在室温下，N2氛围下以10kGy/h的辐照剂量对混料进行辐照，辐照时间为3h；
（4）将步骤（3）辐射交联后的混料送入单螺杆挤出机挤出切粒，其中挤出温度为120℃，挤出速度为 230转/分钟，过筛后得最终绝缘层材料。
实施例2
一种用于电线的绝缘层材料，所述绝缘层材料包裹于导体外部，所述绝缘层包括如下重量份的原料：25份马来酸酐接枝茂金属聚乙烯，28份乙烯-辛烯共聚物，27份茂金属聚乙烯，37份高聚合度聚磷酸铵，25份超细季戊四醇，13份乙烯-醋酸乙烯共聚物，15份硼酸铵，1份硼酸锌，2份氢氧化镁，3份2,6-二叔丁基对甲酚，1份高岭土，3份有机化蒙脱土，聚磷酸铵聚合度大于1500。
（1）先将高聚合聚磷酸铵与乙烯-醋酸乙烯共聚物在流变仪中进行熔融共混，制备成母料，再将母料与超细季戊四醇混合均匀后于流变仪中以130℃，250转/分钟混料10分钟制得改性季戊四醇。
（2）按重量份称取其余组分，先将聚烯烃、二乙基次膦酸铝和氢氧化镁在流变仪中以130℃，300转/分钟混料18分钟，再将步骤（1）所制得的改性季戊四醇与其余组分按相同条件在流变仪中进行混料，混料完成后通过平板硫化机成型；
（3）将步骤（2）中成型的混料进行辐射交联，辐射源为γ60Co，源强为3.6x1015Bq，在室温下，N2氛围下以11kGy/h的辐照剂量对混料进行辐照，辐照时间为5h。
（4）将步骤（3）辐射交联后的混料送入单螺杆挤出机挤出切粒，其中挤出温度为130℃，挤出速度为 260转/分钟，过筛后得最终绝缘层材料。
实施例3
一种用于电线的绝缘层材料，所述绝缘层材料包裹于导体外部，所述绝缘层包括如下重量份的原料：28份马来酸酐接枝茂金属聚乙烯，30份乙烯-辛烯共聚物，22份茂金属聚乙烯，40份高聚合度聚磷酸铵，26份超细季戊四醇，12份乙烯-醋酸乙烯共聚物，18份三聚氰胺尿酸盐，7份氢氧化镁，3份抗氧剂1010，4份有机化蒙脱土，聚磷酸铵聚合度大于1500。
（1）先将高聚合聚磷酸铵与乙烯-醋酸乙烯共聚物在流变仪中进行熔融共混，制备成母料，再将母料与超细季戊四醇混合均匀后于流变仪中以140℃，270转/分钟混料10分钟制得改性季戊四醇。
（2）按重量份称取其余组分，先将聚烯烃、二乙基次膦酸铝和氢氧化镁在流变仪中以130℃，300转/分钟混料18分钟，再将步骤（1）所制得的改性季戊四醇与其余组分按相同条件在流变仪中进行混料，混料完成后通过平板硫化机成型。
（3）将步骤（2）中成型的混料进行辐射交联，辐射源为γ60Co，源强为3.5x1015Bq，在室温下，N2氛围下以12kGy/h的辐照剂量对混料进行辐照，辐照时间为7h。
（4）将步骤（3）辐射交联后的混料送入单螺杆挤出机挤出切粒，其中挤出温度为150℃，挤出速度为250转/分钟，过筛后得最终绝缘层材料。
本发明通过将季戊四醇阻燃体系以及聚烯烃/膨胀性阻燃体系通过辐照交联，从而极大提升整体材料的阻燃性能以及防火性能，提升整体在水汽以及杂质影响下的绝缘性能，整体的击穿场强大于27MV/m，体积电阻率大于2x1013Ω·m，其余机械性能满足国家标准，使用寿命更加长，从而与城市建筑设计寿命同步。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。
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