10kV及以下电缆用过氧化物XLPE绝缘料配方与工艺的开发

【摘要】研究了XLPE绝缘料的交联方法和工艺特点、探讨了过氧化物XLPE绝缘料的基础树脂与配合剂的选择、确定了试验配方、检测了粒料性能、验证了成品放线工艺。结果表明：其物理性能满足JB/T 10437-2004中YJ-10指标要求；工艺性能满足造粒加工与放线挤出要求。

【关键词】电缆 过氧化物 绝缘料 XLPE配方

1 概述

XLPE是PE通过交联反应，使分子结构从二维线状变为三维网状，材料的化学和物理特性得到增强，耐温、耐压性能提高。PE的交联方法有物理交联（即辐照交联）和化学交联（分为硅烷交联和过氧化物交联）。

辐照交联：采用经过改性的PE绝缘料，将挤出冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。

硅烷化学交联：采用硅烷在引发剂的作用下与熔融的聚合物反应，形成硅烷接枝聚合物，并在硅烷醇缩合催化剂的存在下，遇水发生水解，从而形成网状的氧烷链交联结构。

过氧化物交联：采用加入过氧化合物交联剂的PE绝缘材料，挤出后连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管道完成交联过程。惰性气体交联，也即干法化学交联。传热媒体为氮气（惰性气体），交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500KV级。

交联聚乙烯绝缘电缆的长期允许工作温度可达90℃。在130℃温度以下保持弹性状态，相对同等截面的聚氯乙烯绝缘电缆，它的载流量可提高约25%。它结构简单、耐热好、耐化学腐蚀，已被用户广泛地认同。

本文是远东电缆有限公司开发10kV及以下电缆用过氧化物XLPE绝缘料配方与工艺的具体试验结果。

2 主要仪器设备及原辅材料2.1 主要试验仪器

熔体流动速率仪、小开炼机、平板硫化机、冲片机、热延伸试验装置、绝缘电阻测试仪、XLPE颗粒杂质测试仪、低温冲击脆化试验仪、微控电子拉力试验机、老化试验箱、自动电子密度（比重）仪等。

2.2 主要生产设备

塑料自动加料机、双螺杆挤出造粒机组、三层共挤半悬链干法交联线。2.3 主要原辅材料

低密度聚乙烯、DCP、抗氧剂300。

3 10kV及以下电缆用过氧化物XLPE绝缘料配方的设计原则

3.1 性能指标要求

配方性能指标按JB/T 10437-2004要求设计。

3.2 PE树脂的选择

基料PE树脂选择扬子石化巴斯夫有限责任公司生产的低密度聚乙烯2420H，它的主要技术指标见表1。

表1 2420H的主要技术指标生产过程中，因三种原材料所需温度控制和加热时间不同，加料时分开加入，通过流量控制来实现配比，流量控制详见表2。

挤塑机各温区加热方式和参数控制情况为：DCP：用水加热，温度设在54℃；机头：用油加热，温度设在106℃；机筒：用油加热，温度设在82℃。

5 10kV及以下电缆用过氧化物XLPE绝缘粒料性能及产品放线工艺

5.1 绝缘粒料性能

绝缘粒料用模压法制片，将粒料在115-120℃的小开炼机上塑化、出片，再到平板硫化机上（180±2）℃*15min、压力在15Mpa以上，交联后测试胶片性能，详见表3。

表3 粒料和成品主要性能

6 结束语

采用低密度聚乙烯2420H、交联剂DCP和抗氧剂300研制的10kV及以下电缆用过氧化物XLPE绝缘料配方与工艺，其物理力学性能满足JB/T 10437-2004中YJ-10指标要求；工艺性能满足造粒加工与放线挤出要求。在远东电缆有限公司已经投入正常生产。

参考文献

[1] 杨芳，姚自余，贾慧青，赵家琳. 通过物性分析对电缆绝缘料LDPE 2210H进行质量优化[J].塑料科技，2011（03）