向成型料中添加助劑的方法和用于制備超高壓電纜料的成型料和制備超高壓電纜料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種向成型料中添加助劑的方法，包括在將原料成型以得到成型料的過(guò)程中，向原料中注入助劑，使沿成型料的徑向截面，成型料中心處的助劑濃度大于成型料表面的助劑濃度。該方法解決了如何將少量助劑與大量原料連續(xù)混合均勻的技術(shù)難題，避免了由于混合而額外引入雜質(zhì)的問(wèn)題，還消除了對(duì)于混合設(shè)備的需求。本發(fā)明還提供了一種用于制備超高壓電纜料的成型料以及一種制備超高壓電纜料的方法。本發(fā)明的成型料在助劑均勻化過(guò)程中，助劑由成型料的中心向外遷移，因而遷移方向更為合理，能夠減少遷移過(guò)程中助劑的損失量。
【專利說(shuō)明】向成型料中添加助劑的方法和用于制備超高壓電纜料的成型料和制備超高壓電纜料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種向成型料中添加助劑的方法，本發(fā)明還涉及一種用于制備超高壓電纜料的成型料，本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種制備超高壓電纜料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)擠出是高分子化學(xué)改性的重要手段之一，由于反應(yīng)擠出的反應(yīng)時(shí)間受擠出設(shè)備的約束，一般時(shí)間較短。在較短的時(shí)間內(nèi)完成改性過(guò)程，有時(shí)難以達(dá)到理想的結(jié)果。近年來(lái)，為尋求更理想的改性手段，出現(xiàn)了多種設(shè)想和努力。其中，助劑的固相浸潤(rùn)技術(shù)是較為成熟的設(shè)想之一，正在成為高分子化學(xué)改性技術(shù)的研究熱點(diǎn)。助劑的固相浸潤(rùn)技術(shù)是將助劑噴灑在高分子材料上，在一定的時(shí)間和溫度條件下，使助劑遷移至高分子材料內(nèi)部，為進(jìn)一步的反應(yīng)改性提供基礎(chǔ)。
[0003]例如，生產(chǎn)超純凈超高壓電纜料的一種較新的工藝過(guò)程就是向過(guò)濾后的低密度聚乙烯(LDPE)樹(shù)脂的表面噴灑有機(jī)過(guò)氧化物，然后在一定的溫度下進(jìn)行熱處理，使有機(jī)過(guò)氧化物向樹(shù)脂材料內(nèi)部擴(kuò)散，形成含有有機(jī)過(guò)氧化物的LDPE樹(shù)脂。將熱處理的溫度控制為低于有機(jī)過(guò)氧化物的分解溫度，以使LDPE樹(shù)脂不會(huì)因過(guò)氧化物的存在而產(chǎn)生預(yù)交聯(lián)，從而為后期擠出生產(chǎn)電纜提供一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)狀態(tài)。
[0004]具體地，CN102336947A公開(kāi)了一種高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜超光滑半導(dǎo)電屏蔽料的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0005]一、按照重量份稱取5-15份的聚乙烯樹(shù)脂、50-60份的乙烯-醋酸乙烯聚合物、25-35份的導(dǎo)電炭黑、0.1-0.3份的抗氧劑和0.5-1.0份的交聯(lián)劑；
[0006]二、將稱取的聚乙烯樹(shù)脂、乙烯-醋酸乙烯聚合物、抗氧劑和導(dǎo)電炭黑同時(shí)加入到混煉機(jī)中，在溫度為130-200°C下混煉均勻，得物料；
[0007]三、物料進(jìn)入熔體泵內(nèi)，熔體泵使物料流過(guò)雙工位液壓換網(wǎng)過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后的物料進(jìn)入單螺桿造粒機(jī)造粒，所得粒料經(jīng)純凈水冷卻并被輸送到離心脫水機(jī)內(nèi)進(jìn)行離心脫水和干燥處理，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓混料機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)加熱至粒料的溫度為60-75°C，再將稱取的交聯(lián)劑噴淋到粒料的表面，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至粒料表面干燥，獲得混有交聯(lián)劑的粒料；
[0008]四、混有交聯(lián)劑的粒料進(jìn)入吸收料倉(cāng)，在溫度為60-75°C的條件下均勻化2-10小時(shí)，然后冷卻至30-50°C，即完成高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜超光滑半導(dǎo)電屏蔽料的制備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]如圖1所示，現(xiàn)有的助劑固相浸潤(rùn)技術(shù)的工藝路線為:將聚合物材料以及任選的添加劑混合后，進(jìn)行擠出造粒并冷卻，得到成型料；向成型料上噴灑助劑并接著進(jìn)行混合；然后進(jìn)行熱處理，以使噴灑在成型料表面的助劑向成型料內(nèi)部遷移，得到含有助劑的成型料后包裝。
[0010]然而，采用現(xiàn)有的助劑固相浸潤(rùn)技術(shù)來(lái)添加助劑，在進(jìn)行熱處理以使助劑向成型料的內(nèi)部遷移時(shí)，需要助劑由成型料的外部向成型料的內(nèi)部擴(kuò)散，這種擴(kuò)散方向不盡合理，不可避免會(huì)損失一部分助劑。同時(shí)，如何將極少量的助劑與占大多數(shù)的聚合物基體連續(xù)混合均勻也是混合技術(shù)的難點(diǎn)之一。并且，混合過(guò)程中，要求混合物和混合器自身不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)多的磨損，否則會(huì)給后續(xù)加工帶來(lái)問(wèn)題，特別是混合器的自身磨損，因?yàn)樵诨旌线^(guò)程中產(chǎn)生新的金屬粉末無(wú)疑會(huì)給后期產(chǎn)品帶來(lái)潛在的質(zhì)量隱患。
[0011]本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，如果在成型過(guò)程中將助劑添加到成型原料中，使得助劑集中分布在最終得到的成型料的中心處，在隨后進(jìn)行的旨在使成型料中的助劑均勻化的熱處理過(guò)程中，助劑是由成型料的中心向表面遷移，這樣的遷移方向更為合理，因而更易于形成，而且助劑基本沒(méi)有損失。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種向成型料中添加助劑的方法，該方法包括在將原料成型以得到成型料的過(guò)程中，向所述原料中注入助劑，使助劑在所述成型料中的分布為:沿所述成型料的徑向截面，所述成型料中心處的助劑濃度大于所述成型料表面的助劑濃度。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于制備超高壓電纜料的成型料，該成型料含有聚合物基體以及分散在所述聚合物基體中的助劑，其中，沿所述聚合物基體的徑向截面，所述聚合物基體中心處的助劑濃度大于所述聚合物基體表面的助劑濃度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備超高壓電纜料的方法，該方法包括將本發(fā)明提供的用于制備超高壓電纜料的成型料進(jìn)行熱處理，以使分散在所述聚合物基體中的助劑沿所述聚合物基體的徑向截面均勻化。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法在原料的成型過(guò)程中，將助劑注入原料中，一方面避免了如何將少量助劑與大量原料連續(xù)混合均勻的技術(shù)難題，另一方面也避免了由于混合而額外引入的雜質(zhì)，另外還消除了對(duì)于混合設(shè)備的需求。
[0016]由本發(fā)明的方法得到的成型料以及本發(fā)明提供的用于制備超高壓電纜料的成型料，助劑在成型料中心處的助劑濃度大于其在成型料的外表面的濃度。這樣在后續(xù)的助劑均勻化過(guò)程中，由于助劑是由成型料的中心向外遷移，因而遷移方向更為合理，進(jìn)而更易于發(fā)生；同時(shí)還能夠減少遷移過(guò)程中助劑的損失量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0018]圖1用于說(shuō)明現(xiàn)有的助劑固相浸潤(rùn)技術(shù)的工藝流程。
[0019]圖2用于說(shuō)明本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0020]圖3用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法的工藝流程。
[0021]圖4為根據(jù)本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法采用的擠出機(jī)機(jī)頭的裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0022]圖5為根據(jù)本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法采用的擠出機(jī)機(jī)頭中所使用的助劑添加管和隔熱型芯套筒的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6為圖4所示的擠出機(jī)機(jī)頭的分解爆炸圖。
[0024]圖7為圖4所示的擠出機(jī)機(jī)頭的內(nèi)部剖視圖。
[0025]圖8為根據(jù)本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法采用的擠出機(jī)機(jī)頭內(nèi)的料流流道的布置原理圖。
[0026]圖9為根據(jù)本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法采用的擠出機(jī)機(jī)頭中的上模板的俯視圖。
[0027]圖10為圖9所示的上模板的橫向剖視圖。
[0028]圖11為根據(jù)本的向成型料中添加助劑的方法采用的擠出機(jī)機(jī)頭中的機(jī)體的俯視圖。
[0029]圖12為圖11所示的機(jī)體中沿D-D線的剖視圖。
[0030]圖13為根據(jù)本發(fā)明的向成型料中添加助劑的方法采用的擠出機(jī)機(jī)頭中的下模板的仰視圖。
[0031]圖14為圖13所示的下模板的俯視圖。
[0032]圖15為圖14所示的下模板中沿E-E線的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種向成型料中添加助劑的方法，該方法包括在將原料成型以得到成型料的過(guò)程中，向所述原料中注入助劑，使助劑在所述成型料中的分布為:沿所述成型料的徑向截面，所述成型料中心處的助劑濃度大于所述成型料表面的助劑濃度。
[0034]所述成型料根據(jù)需要可以具有各種形狀，例如:棒狀、球狀。在所述成型料為球狀時(shí)，徑向是指直徑方向；在所述成型料為非球狀時(shí)，徑向是指與軸向垂直的方向。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的方法可以采用各種方法使得助劑在成型料中的分布為中心處的濃度高于表面的濃度。
[0036]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述成型在一種成型裝置中進(jìn)行，所述成型裝置的成型部件包括入料口、口模、位于所述入料口和所述口模的出料口之間的料流流道、以及助劑添加管，所述助劑添加管插入所述料流流道中，本發(fā)明的方法包括將所述原料由所述入料口注入，通過(guò)料流流道，從所述出料口輸出，在所述原料通過(guò)所述料流流道時(shí)由所述助劑添加管向料流流道中注入助劑。通過(guò)在成型的過(guò)程中，將助劑注入料流流道中，使得助劑被包裹在原料中，由此得到的成型料中，助劑在成型料的中心處的濃度大于在成型料的表面的濃度。
[0037]更優(yōu)選地，如圖2所示，所述助劑添加管I的出口端設(shè)置在位于所述口模11內(nèi)的料流流道12中。與將助劑添加管的出口端設(shè)置在入料口與口模之間的料流流道中相比，將助劑添加管的出口端設(shè)置在位于口模內(nèi)的料流流道中，能夠縮短助劑在成型裝置中的停留時(shí)間，降低助劑發(fā)生分解的幾率；并且，由于進(jìn)行成型的原料一般為流體，縮短助劑與成型原料之間的接觸時(shí)間還能夠降低助劑在原料中的擴(kuò)散程度，避免由于助劑擴(kuò)散而導(dǎo)致的損失。
[0038]進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖2所示，所述助劑添加管I的出口端沿所述口模11的軸線方向設(shè)置。這樣能夠使得大部分助劑集中在成型料的中心處，經(jīng)熱處理進(jìn)行均勻化之后，助劑在成型料中的分布更為均勻。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的方法，可以通過(guò)計(jì)量泵將助劑連續(xù)注入助劑添加管中并注入料流流道中，通過(guò)調(diào)節(jié)助劑在助劑添加管出口端的出口速度與原料在料流流道中流動(dòng)速度之間的比值、以及助劑添加管的出口端的出口大小可以調(diào)節(jié)助劑的注入量。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的方法，可以根據(jù)進(jìn)行成型的原料的不同選擇適宜的成型方法，優(yōu)選為擠出成型。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的向以聚合物作為基體(B卩，原料的主體成分為聚合物)的成型料中添加助劑的方法在采用擠出成型時(shí)的一種優(yōu)選的工藝流程。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括將聚合物和任選的添加劑混合均勻，然后將得到的混合物注入擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，在擠出成型的過(guò)程中，將助劑注入擠出機(jī)中的擠出部件內(nèi)的料流流道中，從而得到含有助劑且助劑主要分布在中心處的成型料，將擠出的成型料冷卻切粒后進(jìn)行熱處理，以使成型料中的助劑發(fā)生高溫遷移，得到最終產(chǎn)品后包裝。
[0041]在所述成型為擠出成型時(shí)，如圖4-7所示，可以在擠出成型所用的擠出機(jī)的機(jī)頭(即，成型部件)內(nèi)設(shè)置入料口 A、出料口 B和位于該入料口與出料口之間的料流流道。其中，該擠出機(jī)機(jī)頭上還設(shè)有助劑插口 C和助劑添加管I，該助劑添加管I從助劑插口 C插入到料流流道中。優(yōu)選地，所述助劑添加管的出口端設(shè)置在位于擠出機(jī)口模內(nèi)的料流流道中。更優(yōu)選地，所述助劑添加管的軸線與擠出機(jī)口模的軸線重合。
[0042]對(duì)于出料口為多個(gè)的情形，從助劑添加管I向料流流道中添加助劑時(shí)，需要對(duì)各個(gè)通道內(nèi)的原料料流以及所對(duì)應(yīng)的助劑進(jìn)行精確配置，因此需要對(duì)原料以及助劑的流程進(jìn)行規(guī)劃。具體地，從圖4可見(jiàn)，在出料口 B為多個(gè)時(shí)，每個(gè)出料口 B與入料口 A之間的流程(即流動(dòng)距離或行程)優(yōu)選為相同，這樣就能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)出料口擠出量的控制。而在常規(guī)的擠出機(jī)中，從擠出機(jī)混合部件輸出的物料經(jīng)過(guò)濾器后進(jìn)入擠出機(jī)機(jī)頭，即進(jìn)入機(jī)頭內(nèi)的一個(gè)垂直于擠出機(jī)軸線的型腔(冷拉條形式)，然后進(jìn)入各個(gè)出料口。采用此方法，由于靠近擠出機(jī)中心的出料口必然比遠(yuǎn)離出料口的原料流速快，換言之，各個(gè)出料口與型腔之間的流程不一致，因而不能保證各個(gè)出料口的速度一致，可能導(dǎo)致在不同出料口的物料擠出量也不一致。
[0043]因此，為實(shí)現(xiàn)每個(gè)出料口 B與入料口 A之間的流程相同，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖8所示，在擠出機(jī)的機(jī)頭內(nèi)，將入料口 A與多個(gè)出料口 B之間的料流流道設(shè)計(jì)成樹(shù)形圖形狀分布。這樣能夠保證各個(gè)出料口物料的流程一致。當(dāng)然，還有各種其它結(jié)構(gòu)形式的流道設(shè)計(jì)以使得每個(gè)出料口 B與入料口 A之間的流程相同。但相對(duì)而言，樹(shù)形圖分布的料流流道便于設(shè)計(jì)和模型加工，且流程小。
[0044]當(dāng)采用如圖8所示的樹(shù)形圖分布的料流流道設(shè)計(jì)時(shí)，為便于擠出機(jī)機(jī)頭的模具加工，參見(jiàn)圖7和圖8，可將擠出機(jī)機(jī)頭優(yōu)選地設(shè)計(jì)成包括上模板2、機(jī)體3和下模板4，樹(shù)形圖分布的料流流道形成在機(jī)體3和下模板4內(nèi)，上模板2用于插入和保持固定助劑添加管
I。其中，如圖4、圖6、圖8、圖9和圖12所示，料流流道包括形成在機(jī)體3內(nèi)并沿直線延伸的主流道5，該主流道5沿?cái)D出機(jī)軸線方向延伸，主流道5在機(jī)體3的一端形成為入料口 A，機(jī)體3的另一端的上、下表面上分別安裝有上模板2和下模板4，多個(gè)出料口 B設(shè)置在下模板4上，上模板2上設(shè)有與多個(gè)出料口 B —一對(duì)應(yīng)的多個(gè)助劑插口 C。這樣，就在上、下模板上分別形成了一一對(duì)應(yīng)的助劑插口 C和出料口 B，便于對(duì)各個(gè)通道的料流進(jìn)行助劑的分別添加控制。如圖8所示，在機(jī)體3內(nèi)，料流從入料口 A進(jìn)入并經(jīng)由主流道5后進(jìn)入與主流道5垂直的第一級(jí)流道(即圖8中上方與主流道5相交的水平流道)中，而后通過(guò)樹(shù)形圖分布的次級(jí)流道和三級(jí)流道等依次流動(dòng)到各個(gè)出料口 B。
[0045]此外，從助劑添加管I添加到料流流道中的助劑與原料料流之間存在一定的溫度差，因此需要在機(jī)頭內(nèi)平衡溫度差，以達(dá)到技術(shù)要求。具體地，為利于原料料流通過(guò)擠出機(jī)內(nèi)的高密度過(guò)濾網(wǎng)后進(jìn)入擠出機(jī)機(jī)頭，原料料流的溫度應(yīng)該設(shè)定的高一些，以減少料流的粘度。但助劑在高溫下則可能產(chǎn)生分解，為避免這一現(xiàn)象產(chǎn)生，需要對(duì)進(jìn)入機(jī)頭內(nèi)的原料料流進(jìn)行降溫處理。因此如圖7所示，機(jī)體3內(nèi)優(yōu)選地設(shè)有冷卻流道6，該冷卻流道6圍繞主流道5設(shè)置，以便于通過(guò)模溫機(jī)等控制在主流道5內(nèi)流動(dòng)的原料料流的溫度。而且，為使得原料料流在主流道5流速均勻且溫度相同，入料口 A可設(shè)計(jì)成向外敞開(kāi)的敞口形狀，使得原料料流在敞口內(nèi)聚集并初步混合，并且可在主流道5內(nèi)中設(shè)置適當(dāng)?shù)淖枇鲏K，以改變?cè)狭狭鞯牧魉?，混合均勻且溫度一致?br> [0046]所添加的助劑應(yīng)保持較低的溫度以確保不發(fā)生分解，因此將助劑添加管I設(shè)置在機(jī)頭的外側(cè)，助劑添加管I的插入段優(yōu)選為不銹鋼毛細(xì)管，由不銹鋼毛細(xì)管導(dǎo)入擠出機(jī)機(jī)頭內(nèi)。為避免過(guò)早地與原料料流接觸，機(jī)頭內(nèi)可設(shè)置若干由耐熱樹(shù)脂制作的隔熱型芯套筒7，不銹鋼毛細(xì)管插入隔熱型芯套筒7的內(nèi)通孔中(如圖5所示)，并通過(guò)下模板4與原料料流接觸(如圖7所示)。具體地，前述的料流流道還包括形成在下模板4內(nèi)的出料流道9 (BP,前文所述的位于口模內(nèi)的料流流道)，隔熱型芯套筒7嵌設(shè)在機(jī)體3內(nèi)并朝向出料流道9延伸，助劑添加管I從上模板2上的助劑插口 C插入到隔熱型芯套筒7內(nèi)并延伸至下模板4中的出料流道9內(nèi)。所述助劑插口 C的軸線優(yōu)選與所述出料流道9的軸線重合。
[0047]如圖7和圖13-15所示，出料流道9在下模板4的底部形成為出料口 B，并且在下模板4的頂部形成為錐形敞口，隔熱型芯套筒7具有錐形端部并插入錐形敞口內(nèi)。此外，隔熱型芯套筒7的內(nèi)通孔在錐形端部?jī)?nèi)形成為孔徑與助劑添加管I的外徑相同，以杜絕以下將述及的空氣泡腔室8和隔熱型芯套筒7內(nèi)的環(huán)狀空氣間隙中的空氣從隔熱型芯套筒7的錐形端部下方冒出。
[0048]參見(jiàn)圖5和圖7，在機(jī)體3內(nèi)，隔熱型芯套筒7的內(nèi)通孔的孔徑設(shè)計(jì)為大于助劑添加管I的外徑，以使得隔熱型芯套筒7內(nèi)形成有圍繞助劑添加管I外周部的環(huán)狀空氣間隙。即隔熱型芯套筒7的內(nèi)徑大于不銹鋼毛細(xì)管的外徑，由上模板2通入的流動(dòng)氣流在隔熱型芯套筒7與不銹鋼毛細(xì)管之間形成一個(gè)空氣保溫層，以隔絕或緩解不銹鋼毛細(xì)管內(nèi)的助劑與隔熱型芯套筒7之間的熱交換，達(dá)到進(jìn)一步隔熱保溫的目的。
[0049]上模板2的結(jié)構(gòu)示意圖如圖9和圖10所示。上模板2上形成有沿厚度方向貫穿的插入通道10，該插入通道的頂部開(kāi)口形成為助劑插口 C并且底部開(kāi)口與隔熱型芯套筒7的內(nèi)通孔連通，插入通道10中形成有圍繞助劑添加管I設(shè)置的空氣泡腔室8，該空氣泡腔室8與隔熱型芯套筒7內(nèi)的環(huán)狀空氣間隙連通。助劑插口 C (即插入通道10的頂部開(kāi)口)的直徑設(shè)計(jì)為與助劑添加管I的外徑相同，同樣用于杜絕空氣泡腔室8和環(huán)狀空氣間隙中的空氣冒出。但插入通道10的底部開(kāi)口則比頂部開(kāi)口大，與隔熱型芯套筒7的內(nèi)通孔大致相當(dāng)，并且在裝配后，上模板2的底面貼合到圖8所示的機(jī)體3的頂面，插入通道10的底部開(kāi)口與圖7所示的隔熱型芯套筒7的內(nèi)通孔對(duì)接，從而使不銹鋼毛細(xì)管貫穿上模板2插入機(jī)體3內(nèi)。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述原料可以為各種需要添加助劑，且在例如熱等作用下，助劑能夠在成型料中發(fā)生遷移的原料。優(yōu)選地，所述原料為用于生產(chǎn)超高壓電纜料的原料。在所述原料為生產(chǎn)超高壓電纜料的原料時(shí)，所述原料的主體成分可以為適于制備超高壓電纜料的聚合物，所述助劑可以為各種能夠使所述聚合物發(fā)生交聯(lián)的物質(zhì)。具體地，在所述原料為生產(chǎn)超高壓電纜料的原料時(shí)，所述原料的主體成分可以為至少一種聚合物，所述聚合物優(yōu)選為至少一種烯烴聚合物，例如可以選自聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述助劑可以為常用的各種有機(jī)過(guò)氧化物。所述有機(jī)過(guò)氧化物是指過(guò)氧化氫分子結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)氫原子被有機(jī)基團(tuán)取代而形成的化合物，其具體實(shí)例可以包括但不限于:過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰和2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過(guò)氧己烷中的一種或多種。
[0051]根據(jù)制備的成型料以及助劑的種類，根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括將所述成型料進(jìn)行熱處理，所述熱處理的條件使得所述成型料內(nèi)的助劑濃度沿成型料的徑向截面均勻化。所述熱處理的具體條件可以根據(jù)助劑的種類進(jìn)行選擇，以既能使助劑發(fā)生遷移，又不會(huì)使助劑發(fā)生熱降解為準(zhǔn)。例如，在所述助劑為有機(jī)過(guò)氧化物時(shí)，所述熱處理的溫度可以為40-140 °C。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述原料根據(jù)需要還可以含有各種添加劑，以改善成型料的性能或者賦予成型料以新的性能。所述添加劑例如可以包括但不限于潤(rùn)滑劑、抗氧劑和著色劑。所述添加劑的添加量可以根據(jù)添加劑的種類和具體使用要求進(jìn)行適應(yīng)的選擇。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于制備超高壓電纜料的成型料，該成型料含有聚合物基體以及分散在所述聚合物基體中的助劑，其中，沿所述聚合物基體的徑向截面，所述聚合物基體中心處的助劑濃度大于所述聚合物基體表面的助劑濃度。
[0054]所述聚合物基體可以為超高壓電纜料領(lǐng)域常用的各種聚合物，例如:至少一種烯烴聚合物。所述烯烴聚合物具體可以選自聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。所述助劑可以根據(jù)聚合物基體的種類進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，例如常用的各種有機(jī)過(guò)氧化物。所述有機(jī)過(guò)氧化物是指過(guò)氧化氫分子結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)氫原子被有機(jī)基團(tuán)取代而形成的化合物，其具體實(shí)例可以包括但不限于:過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰和2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過(guò)氧己烷中的一種或多種。
[0055]所述助劑的含量可以根據(jù)聚合物基體的種類以及具體的使用要求，在本領(lǐng)域常規(guī)知識(shí)的指導(dǎo)下進(jìn)行適應(yīng)的選擇。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備超高壓電纜料的方法，該方法包括將本發(fā)明提供的用于制備超高壓電纜料的成型料進(jìn)行熱處理，以使分散在所述聚合物基體中的助劑沿所述聚合物基體的徑向截面均勻化。
[0057]所述熱處理的條件可以根據(jù)助劑的具體種類進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，以既能夠使得助劑發(fā)生擴(kuò)散，又不會(huì)或基本不會(huì)使助劑發(fā)生過(guò)度熱降解為準(zhǔn)，一般地，所述熱處理可以在40-140°C的溫度下進(jìn)行。
[0058]以下結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0059]實(shí)施例1
[0060]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。
[0061]本實(shí)施例采用圖3所示的工藝流程，采用擠出成型工藝，其中，使用的雙螺桿擠出機(jī)，除機(jī)頭經(jīng)改裝之外，其余與商購(gòu)得到的雙螺桿擠出機(jī)相同。參照?qǐng)D7，雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭的上模板上設(shè)置有助劑插口，機(jī)頭的下模板上設(shè)置有一個(gè)口模，助劑添加管通過(guò)所述助劑插口插入料流流道中，助劑添加管的出口端設(shè)置在位于所述口模內(nèi)的料流流道中并設(shè)置在所述口模的軸線方向，所述助劑添加管的插入段為不銹鋼毛細(xì)管，如圖5所示，所述助劑添加管的不銹鋼毛細(xì)管插入在隔熱型芯套筒的內(nèi)通孔中。
[0062](I)將10重量份聚乙烯(商購(gòu)自中國(guó)石化北京燕山分公司，牌號(hào)為L(zhǎng)DPE200W)、50重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(商購(gòu)自中國(guó)石化北京燕山分公司，牌號(hào)為EVA18J3)、25重量份導(dǎo)電炭黑(商購(gòu)自天津億博瑞化工有限公司，牌號(hào)為超導(dǎo)電炭黑F900)和0.2重量份抗氧劑1010送入雙螺桿擠出機(jī)中混合均勻，并將混合物擠出，在擠出的過(guò)程中，通過(guò)助劑添加管添加I重量份過(guò)氧化二異丙苯與結(jié)晶紫的混合物(其中，過(guò)氧化二異丙苯與結(jié)晶紫的重量比為1:1)。將擠出機(jī)出料口輸出的成型物冷卻，得到為棒狀的成型料。
[0063]取20個(gè)成型料，將每個(gè)成型料沿徑向切開(kāi)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)截面中，紫色均集中在中心處，表明添加的助劑在成型料中的分布為沿徑向截面，中心處的濃度高于外表面處的濃度。
[0064](2)將步驟(I)得到的成型料在60°C加熱2小時(shí)，得到最終產(chǎn)品粒料。
[0065]取20個(gè)產(chǎn)品粒料，將每個(gè)產(chǎn)品粒料沿徑向切開(kāi)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)切開(kāi)的截面從中心至表面均呈紫色，表明助劑分布在整個(gè)截面中。
【權(quán)利要求】
1.一種向成型料中添加助劑的方法，該方法包括在將原料成型以得到成型料的過(guò)程中，向所述原料中注入助劑，使助劑在所述成型料中的分布為:沿所述成型料的徑向截面，所述成型料中心處的助劑濃度大于所述成型料表面的助劑濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述成型在一種成型裝置中進(jìn)行，所述成型裝置的成型部件包括入料口、口模、位于所述入料口和所述口模的出料口之間的料流流道、以及助劑添加管，所述助劑添加管插入所述料流流道中，該方法包括將所述原料由所述入料口注入，通過(guò)所述料流流道，從所述出料口輸出，在所述原料通過(guò)所述料流流道時(shí)由所述助劑添加管向所述料流流道中注入助劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述助劑添加管的出口端設(shè)置在位于所述口模內(nèi)的料流流道中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述助劑添加管的出口端沿所述口模的軸線方向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述成型為擠出成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述原料的主體成分為聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述原料為用于生產(chǎn)超高壓電纜料的原料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述助劑為有機(jī)過(guò)氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該方法還包括將所述成型料進(jìn)行熱處理，所述熱處理的條件使得所述成型料內(nèi)的助劑濃度沿成型料的徑向截面均勻化。
10.一種用于制備超高壓電纜料的成型料，該成型料含有聚合物基體以及分散在所述聚合物基體中的助劑，其特征在于，沿所述聚合物基體的徑向截面，所述聚合物基體中心處的助劑濃度大于所述聚合物基體表面的助劑濃度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成型料，其中，所述助劑為有機(jī)過(guò)氧化物。
12.—種制備超高壓電纜料的方法，該方法包括將權(quán)利要求10或11所述的成型料進(jìn)行熱處理，以使分散在所述聚合物基體中的助劑沿所述聚合物基體的徑向截面均勻化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述熱處理在40-140°C的溫度下進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】B29C47/80GK104228036SQ201310242368
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】錢德成, 李燕山 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司