一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料及生產設備和工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料及生產設備和工藝，絕緣料，配方為：100份低密度聚乙烯LDPE2100TN00，5～10份炭黑母料，1～20份硅烷，0.5～5份復合引發劑，0.5～5份抗氧劑1010，0.5～5份催化劑，0.3～2份抗預交聯劑；絕緣料中：0.8≤(復合引發劑/抗氧劑)≤2，20≤(硅烷/復合引發劑)≤35；所述復合引發劑為DCP和過氧化苯甲酸。本發明絕緣料經擠塑機擠出，具有耐氣候老化3000h的優異性能，能夠極大的延長架空絕緣電纜使用壽命，同時絕緣料配方組成少且獨特，工藝簡單，各組分料經過精確稱量和均勻混合后直接加入擠塑機中擠出，無任何二次加工過程且生產過程穩定，不僅可以大幅降低架空電纜的生產成本，而且電纜絕緣性能優越且穩定。
【專利說明】
一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料及生產設備和工藝
技術領域
[0001]本發明涉及一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料及生產設備和工藝。
【背景技術】
[0002]硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料一般為兩步法料，分為A料和含催化劑的B料，A料和B料必須分別包裝，該配方料的加工過程需在兩臺擠塑機上完成，不僅增加了加工成本，而且增加了原材料的二次運輸成本。目前，市場上銷售的一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料實為變相的兩步法料，是將A、B料在原材料廠提前混合，為了防止儲運期間A料和B料預交聯，將A料制成未接枝料，B料在其外部包上一層腸衣，以達到緩釋目的，其儲存時間一般不超過3個月，且必須采用真空包裝，一旦敞口，8小時內必須使用完，直接增加了該配方料的二次加工成本和包裝運輸成本。為了實現架空絕緣料的耐人工氣候老化3000h的性能，市場上必須用A料和含催化劑的母料組成的兩步法料，以使得架空絕緣料中的炭黑含量能夠達到一定值，同時保證炭黑在架空絕緣料分布均勻，該二步法料加工成本較普通二步法架空料更高，因此開發一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料及其生產設備和生產工藝，以節約材料加工和運輸包裝成本，也響應了資源節約型和環境友好型的智能制造理念。

【發明內容】

[0003]本發明的第一個目的是提供一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料。
[0004]實現本發明目的的技術方案是一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料，配方為:100份低密度聚乙烯LDPE2100TN00，5?10份炭黑母料，1?20份硅烷，0.5?5份復合引發劑，
0.5?5份抗氧劑11，0.5?5份催化劑，0.3?2份抗預交聯劑;絕緣料中:0.8 < (復合弓I發劑/抗氧劑)<2，20<(硅烷/復合引發劑)<35;所述復合引發劑為DCP和過氧化苯甲酸。
[0005]本發明的第二個目的是提供一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備。
[0006]實現本發明目的的技術方案是一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備，包括LDPE粒料料箱、炭黑母料粒料箱、桶裝液體混合料、第一重量計量料筒、第二重量計量料筒、第三重量計量料筒、混合料箱、擠塑機、冷卻水槽、收線盤、溫水交聯裝置和吸料裝置;所述LDPE粒料料箱，炭黑母料粒料箱和桶裝液體混合料分別通過吸料裝置的出口連通第一重量計量料筒、第二重量計量料筒和第三重量計量料筒;前述計量料筒的出口連通混合料箱；所述混合料箱內設置精確控制混合料箱中混合料的料量上下限的料位計和對混合料箱中混合料進行攪拌的攪拌螺桿;所述混合料箱的出料口連通擠塑機的加料口 ；所述擠塑機的出料口連通冷卻水槽。
[0007]第一重量計量料筒、第二重量計量料筒和第三重量計量料筒的出口分別設置第一計量加料機構、第二加料機構和第三加料機構。
[0008]所述第一重量計量料筒的第一加料機構和第二重量計量料筒的第二加料機構均為螺桿;所述第三重力計量料筒的第二加料機構為高精度液體栗。
[0009]所述混合料箱的出料口設有加料閥門；所述擠塑機內設置擠塑機螺桿；當擠塑機螺桿開始運行時，加料閥門打開進行加料，當混合料箱中料量超過上限時，第一重量計量料筒、第二重量計量料筒和第三重量計量料筒停止加料，當混合料箱中料量低于下限時，第一重量計量料筒、第二重量計量料筒和第三重量計量料筒啟動加料
[0010]本發明的第三個目的是提供一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產工藝。
[0011]實現本發明第三個目的的技術方案是一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產工藝，包括以下步驟:
[0012]步驟一:按照配方:100份低密度聚乙烯LDPE2100TN00，5?10份炭黑母料，I?20份硅烷，0.5?5份復合引發劑，0.5?5份抗氧劑1010，0.5?5份催化劑，0.3?2份抗預交聯劑；絕緣料中:0.8<(復合引發劑/抗氧劑)<2，20<(硅烷/復合引發劑)<35;所述復合引發劑為DCP和過氧化苯甲酸進行配料;低密度聚乙烯LDPE2100TN00放入LDPE粒料料箱;炭黑母料放入炭黑母料粒料箱;其余原料放入桶裝液體混合料；
[0013]步驟二:分別送料至第一重量計量料筒、第二重量計量料筒和第三重量計量料筒；為各重力計量料筒設定料位上限和下限；
[00? 4]步驟三:混料:由混合料箱中的料位計測定混合料箱中混合料量，當料量低于設定的位置時，料位計將信號反饋至第一重量計量料筒、第二重量計量料筒和第三重量計量料筒，各計量料筒啟動各自的加料機構，按照設定的比例向混合料箱中加料，當加料量超過設定的上限料位時，混合料箱停止向混合料箱中加料；
[0015]步驟四:當擠塑機螺桿各區溫度分別達到140 ± 5°C、170 ± 5°C、180 ± 5°C、185 ± 5°C、195 ± 5 °C、195 ± 5 °C、200 ± 5 °C時，開啟擠塑機的擠塑機螺桿，打開出料□的加料閥門，依靠混合料的自重向擠塑機中加料，擠出物料按所需絕緣厚度擠包在指定的導體上。
[0016]所述步驟二中，當第一重量計量料筒中料量低于設置的料量下限20±0.5kg時，啟動吸料裝置進行加料，當加料量大于等于第一重力計量料筒設置的料量上限50 ± 0.5kg時，吸料裝置停止加料；當第二重量計量料筒中料量低于設置的料量下限5 ±0.3kg時，啟動吸料裝置進行加料，當加料量大于等于第二重量計量料筒設置的料量上限20 ± 0.3kg時，吸料裝置停止加料；當第三重量計量料筒中料量低于設置的料量下限0.8±0.1kg時，啟動吸料裝置進行加料，當加料量大于等于第三重量計量料筒設置的料量上限3 ±0.1kg時，吸料裝置停止加料。
[0017]所述步驟三中，混合料箱中的混合料量低于10土 Ikg時，各重量計量料筒向混合料箱加料;混合料箱中的混合料量高于25 ± Ikg時，各重量計量料筒停止向混合料箱加料。
[0018]采用了上述技術方案后，本發明具有積極的效果:(I)本發明的生產設備運行時，精確計量各配方料，并且在帶有料位控制的混合料箱中充分混合均勻，絕緣料的生產和最終的擠出到導體上的過程一次性完成，提高了電纜性能的穩定性，同時大大降低了電纜制造成本。
[0019](2)本發明采用LDPE2100ΤΝ00、炭黑母料、硅烷、復合引發劑(DCP+過氧化苯甲酸)、抗氧劑1010、催化劑、抗預交聯劑，以及絕緣料中0.(復合引發劑/抗氧劑)<2，20< (硅烷/復合引發劑)<35，原材料配方簡單，配方比例關系經過多次批量生產驗證能夠按照生產計劃量進行物料的供給，同時提高了產品生產效率，改善了架空電纜耐紫外線性能，提高了生產過程和產品性能的穩定性。
[0020](3)本發明的配方，設備和工藝減少了原材料二次加工過程，減少了二次運輸成本和包裝成本，生產控制過程穩定，提高了生產效率，響應了資源節約型和環境友好型的智能制造理念。
[0021](4)本發明混合料箱中的料位計和在線攪拌裝置，能夠保證電纜絕緣批量穩定生產，保證各料混合均勻，可提高絕緣材料各性能穩定性，進而改善產品質量。
【附圖說明】
[0022]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0023]圖1為本發明的結構示意圖。
[0024]附圖中標號為:
[0025]LDPE粒料料箱1、炭黑母料料箱2、桶裝液體混合料3、第一重力計量料筒4、第一計量加料機構41、第二重力計量料筒5、第一計量加料機構51、第三重力計量料筒6、第一計量加料機構61、混合料箱7、料位計71、攪拌螺桿72、出料口 73、加料閥門731、擠塑機8、加料口81、擠塑機出料口 82、擠塑機螺桿83、冷卻水槽9、收線盤1、溫水交聯裝置11。
【具體實施方式】
[0026](實施例1)
[0027]本實施例的一種超耐候一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料配方為:100份低密度聚乙烯LDPE2100ΤΝ00，5?10份炭黑母料，I?20份硅烷，0.5?5份復合引發劑，0.5?5份抗氧劑1010，0.5?5份催化劑，0.3?2份抗預交聯劑;絕緣料中:0.復合引發劑/抗氧劑(2，20<硅烷/復合引發劑<35;復合引發劑為DCP和過氧化苯甲酸。
[0028]見圖1，一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備，包括LDPE粒料料箱1、炭黑母料粒料箱2、桶裝液體混合料3、第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5、第三重量計量料筒6、混合料箱7、擠塑機8、冷卻水槽9、收線盤10、溫水交聯裝置11和吸料裝置12; LDPE粒料料箱I，炭黑母料粒料箱2和桶裝液體混合料3分別通過吸料裝置12的出口連通第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5和第三重量計量料筒6;前述計量料筒的出口連通混合料箱7 ；混合料箱7內設置精確控制混合料箱7中混合料的料量上下限的料位計71和對混合料箱7中混合料進行攪拌的攪拌螺桿72 ；混合料箱7的出料口 73連通擠塑機8的加料口 81;擠塑機8的擠塑機出料口 82連通冷卻水槽9。第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5和第三重量計量料筒6的出口分別設置第一計量加料機構41、第二加料機構51和第三加料機構61。
[0029]第一重量計量料筒4的第一加料機構41和第二重量計量料筒5的第二加料機構51均為螺桿;第三重力計量料筒6的第二加料機構61為高精度液體栗。混合料箱7的出料口 73設有加料閥門731;擠塑機8內設置擠塑機螺桿83;當擠塑機螺桿83開始運行時，加料閥門731打開進行加料，當混合料箱7中料量超過上限時，第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5和第三重量計量料筒6停止加料，當混合料箱7中料量低于下限時，第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5和第三重量計量料筒6啟動加料。
[0030]生產工藝包括以下步驟:
[0031]步驟一:按照配方:100份低密度聚乙烯LDPE2100TN00，5?10份炭黑母料，I?20份硅烷，0.5?5份復合引發劑，0.5?5份抗氧劑1010，0.5?5份催化劑，0.3?2份抗預交聯劑；絕緣料中:0.8彡復合引發劑/抗氧劑彡2，20彡硅烷/復合引發劑彡35;復合引發劑為DCP和過氧化苯甲酸進行配料;低密度聚乙烯LDPE2100TN00放入LDPE粒料料箱I;炭黑母料放入炭黑母料粒料箱2;其余原料放入桶裝液體混合料3;
[0032]步驟二:分別送料至第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5和第三重量計量料筒6;為各重力計量料筒設定料位上限和下限；當第一重量計量料筒4中料量低于設置的料量下限20±0.5kg時，啟動吸料裝置12進行加料，當加料量大于等于第一重力計量料筒4設置的料量上限50±0.5kg時，吸料裝置12停止加料；當第二重量計量料筒5中料量低于設置的料量下限5 ± 0.3kg時，啟動吸料裝置12進行加料，當加料量大于等于第二重量計量料筒5設置的料量上限20 ±0.3kg時，吸料裝置12停止加料；當第三重量計量料筒6中料量低于設置的料量下限0.8±0.1kg時，啟動吸料裝置12進行加料，當加料量大于等于第三重量計量料筒6設置的料量上限3±0.1kg時，吸料裝置12停止加料。
[0033]步驟三:混料:由混合料箱7中的料位計71測定混合料箱7中混合料量，當料量低于設定的位置時，料位計71將信號反饋至第一重量計量料筒4、第二重量計量料筒5和第三重量計量料筒6，各計量料筒啟動各自的加料機構，按照設定的比例向混合料箱7中加料，當加料量超過設定的上限料位時，混合料箱7停止向混合料箱7中加料;混合料箱7中的混合料量低于10土 Ikg時，各重量計量料筒向混合料箱7加料;混合料箱7中的混合料量高于25土 Ikg時，各重量計量料筒停止向混合料箱7加料。
[0034]步驟四:當擠塑機螺桿83各區溫度分別達到140 ± 5 °C、170 ± 5 °C、180 ± 5 °C、185 土5 °C、195 ± 5 °C、195 ± 5 °C、200 ± 5 °C時，開啟擠塑機8的擠塑機螺桿83，打開出料口 73的加料閥門731，依靠混合料的自重向擠塑機8中加料，擠出物料按所需絕緣厚度擠包在指定的導體上。
[0035]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料，其特征在于:配方為:100份低密度聚乙烯LDPE2100TN00，5?10份炭黑母料，I?20份硅烷，0.5?5份復合引發劑，0.5?5份抗氧劑1010,0.5?5份催化劑，0.3?2份抗預交聯劑;絕緣料中:0.(復合引發劑/抗氧劑)<2，20^(硅烷/復合引發劑)< 35;所述復合弓I發劑為DCP和過氧化苯甲酸。2.—步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備，其特征在于:包括LDPE粒料料箱(1)、炭黑母料粒料箱(2)、桶裝液體混合料(3)、第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)、第三重量計量料筒(6)、混合料箱(7)、擠塑機(8)、冷卻水槽(9)、收線盤(10)、溫水交聯裝置(II)和吸料裝置(I2);所述LDPE粒料料箱(I)，炭黑母料粒料箱(2)和桶裝液體混合料(3)分別通過吸料裝置(12)的出口連通第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)和第三重量計量料筒(6);前述計量料筒的出口連通混合料箱(7);所述混合料箱(7)內設置精確控制混合料箱(7)中混合料的料量上下限的料位計(71)和對混合料箱(7)中混合料進行攪拌的攪拌螺桿(72);所述混合料箱(7)的出料口(73)連通擠塑機(8)的加料口(81);所述擠塑機(8)的擠塑機出料口(82)連通冷卻水槽(9)。3.根據權利要求2所述的一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備，其特征在于:第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)和第三重量計量料筒(6)的出口分別設置第一計量加料機構(41)、第二加料機構(51)和第三加料機構(61)。4.根據權利要求3所述的一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備，其特征在于:所述第一重量計量料筒(4)的第一加料機構(41)和第二重量計量料筒(5)的第二加料機構(51)均為螺桿;所述第三重力計量料筒(6)的第二加料機構(61)為高精度液體栗。5.根據權利要求4所述的一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產設備，其特征在于:所述混合料箱(7)的出料口( 73)設有加料閥門(731);所述擠塑機(8)內設置擠塑機螺桿(83);當擠塑機螺桿(83)開始運行時，加料閥門(731)打開進行加料，當混合料箱(7)中料量超過上限時，第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)和第三重量計量料筒(6)停止加料，當混合料箱(7)中料量低于下限時，第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)和第三重量計量料筒(6)啟動加料。6.一種一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產工藝，其特征在于:采用如權利要求5所述的生產設備;包括以下步驟: 步驟一:按照配方:100份低密度聚乙烯LDPE2100TN00，5?10份炭黑母料，I?20份硅烷，0.5?5份復合引發劑，0.5?5份抗氧劑1010，0.5?5份催化劑，0.3?2份抗預交聯劑;絕緣料中:0.8<(復合引發劑/抗氧劑)<2，20<(硅烷/復合引發劑)<35;所述復合引發劑為DCP和過氧化苯甲酸進行配料;低密度聚乙烯LDPE2100TN00放入LDPE粒料料箱(I);炭黑母料放入炭黑母料粒料箱(2);其余原料放入桶裝液體混合料(3)； 步驟二:分別送料至第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)和第三重量計量料筒(6);為各重力計量料筒設定料位上限和下限； 步驟三:混料:由混合料箱(7)中的料位計(71)測定混合料箱(7)中混合料量，當料量低于設定的位置時，料位計(71)將信號反饋至第一重量計量料筒(4)、第二重量計量料筒(5)和第三重量計量料筒(6)，各計量料筒啟動各自的加料機構，按照設定的比例向混合料箱(7)中加料，當加料量超過設定的上限料位時，混合料箱(7)停止向混合料箱(7)中加料； 步驟四:當擠塑機螺桿(83)各區溫度分別達到140 ± 5 °C、170 ± 5 °C、180 ± 5 °C、185 ± 5°C、195 ± 5 °C、195 ± 5 °C、200 ± 5 °C時，開啟擠塑機(8)的擠塑機螺桿(83)，打開出料口( 73)的加料閥門(731)，依靠混合料的自重向擠塑機(8)中加料，擠出物料按所需絕緣厚度擠包在指定的導體上。7.根據權利要求6所述的一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產工藝，其特征在于:所述步驟二中，當第一重量計量料筒(4)中料量低于設置的料量下限20±0.5kg時，啟動吸料裝置(12)進行加料，當加料量大于等于第一重力計量料筒(4)設置的料量上限50±0.5kg時，吸料裝置(12)停止加料；當第二重量計量料筒(5)中料量低于設置的料量下限5±0.3kg時，啟動吸料裝置(12)進行加料，當加料量大于等于第二重量計量料筒(5)設置的料量上限20±0.3kg時，吸料裝置(12)停止加料；當第三重量計量料筒(6)中料量低于設置的料量下限0.8±0.1kg時，啟動吸料裝置(12)進行加料，當加料量大于等于第三重量計量料筒(6)設置的料量上限3 ± 0.1 kg時，吸料裝置(12)停止加料。8.根據權利要求7所述的一步法硅烷交聯聚乙烯架空絕緣料的生產工藝，其特征在于:所述步驟三中，混合料箱(7)中的混合料量低于10 ± I kg時，各重量計量料筒向混合料箱(7)加料；混合料箱(7)中的混合料量高于25 ± Ikg時，各重量計量料筒停止向混合料箱(7)加料。
【文檔編號】C08K5/134GK106009191SQ201610534463
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】張孝雷, 王東元, 徐靜, 賀海飛
【申請人】遠東電纜有限公司, 新遠東電纜有限公司