本發明涉及化工材料領域，確切地說是一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料及其制備方法。
背景技術：
聚乙烯具有優異的電絕緣性、耐化學性和良好的加工性能而被廣泛應用于國民生產的各個領域。但在某些特殊場合，聚乙烯還不能完全滿足人們對材料性能的要求，如耐熱性能等。因此對聚乙烯材料進行一系列的改性是必要的，其中最為有效的方式是使聚乙烯交聯。聚乙烯經過交聯后，其分子結構就有線性的變成了三維網絡狀結構，其力學強度、耐熱性能、耐環境性能和耐化學性能等都得到了不同程度的提高，擴大了聚乙烯的應用范圍。目前，交聯聚乙烯憑其獨特的分子結構和優異的性能已被廣泛應用于電線電纜等領域。
目前比較成熟的聚乙烯的交聯方式主要有輻射交聯、過氧化物交聯、硅烷交聯和紫外光交聯。其中輻射交聯是發展最早、應該最廣泛的一種交聯方式，但輻射交聯存在設備投資高、維護費用大、擠出和交聯工藝不連續、生產效率低等缺點，并不能在中小電線電纜企業中得到廣泛應該。過氧化物交聯是通過加熱、加壓的方式引發聚乙烯交聯，其生產速度慢，并且伴隨著大量的能源消耗。硅烷交聯是利用硅烷接枝到聚乙烯大分子鏈上，然后在側基發生水解，在催化劑的存在下，脫水縮合形成交聯，這種方式因為涉及水解反應，因此所得制品的穩定性較差，同時制品的耐溫等級也較低，并且同業存在生產工藝不連續的缺點。紫外光交聯是近年來發展起來的一種新的交聯方式，通過向聚乙烯中添加光引發劑，經紫外光輻照后，光引發劑吸收特定波長的光能轉變為激發態，形成自由基，快速生產具有三維網狀結構的交聯聚乙烯。
紫外光輻照交聯技術已經成功應用于電線電纜行業，該項技術具有獨特的優勢：所需交聯設備投資低、工藝簡單、操作維護方便，節能環保、生產效率高、產品成本低，耐高溫特性和力學性能優良，同時由于采用紫外光作為輻照源，可適用于制造不同尺寸的產品。然而紫外光輻照技術由于紫外光的能量較低導致穿透力較低，因此需在制品熔融透明狀態下進行輻照交聯。聚乙烯在冷卻條件下進行紫外光輻照則無法得到滿意的交聯度，因為聚乙烯冷卻后結晶，結晶后的材料不透明導致紫外光無法穿透而得不到滿意的交聯度。例如紫外光輻照交聯聚乙烯電線電纜材料時需在擠出機出口處進行輻照，才能達到合格的交聯度。然而在聚乙烯熔融狀態下進行紫外光輻照，因為紫外光輻照箱具有一定的長度，容易導致熔融狀態下的聚乙烯由于重力原因下垂而產生電線電纜的偏心；同時由于熔融狀態下紫外光引發交聯劑等添加劑處于易揮發狀態，會產生大量的煙霧，影響車間生產環境，同時還會污染紫外光輻照箱的反光板和紫外燈燈管，造成交聯效率下降。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料及其制備方法。
上述目的通過以下方案實現：
一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料，其特征在于：其是由下述重量份的原料制得：100份聚乙烯，0.1-3.0份自由基光引發劑、0.1-3.0份多官能團交聯劑、0.1-2.0份交聯促進劑、0.1-2.0份透明劑和0.1份-2.0份復合抗氧劑。
所述的一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料，其特征在于所述聚乙烯為高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、中密度聚乙烯MDPE和線性低密度聚乙烯LLDPE中的一種或幾種的組合。
所述的一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料，其特征在于所述自由基引發劑為二苯甲酮及其衍生物、Irgacure651、BDK(安息香雙甲醚)、引發劑1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)、TPO(2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦)、ITX(2異丙基硫雜蒽酮(2、4異構體混合物)中的一種或幾種的組合。
所述的一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料，其特征在于所述多官能團交聯劑為三聚氰酸三烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三烯丙醚、季戊四醇三烯丙醚、季戊四醇四烯丙醚和三甘醇甲基丙烯酸酯中的一種或者幾種的組合。
所述的一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料，其特征在于所述交聯促進劑為N_N’─亞甲基雙丙烯酰胺。
所述的一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜料，其特征在于所述透明劑為美利肯HPN-20E、二芐叉山梨醇及其衍生物中的一種或幾種的組合。
所述的一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜，其特征在于所述抗氧劑由酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、磷酸酯類抗氧劑和含硫酯類抗氧劑中的兩種或兩種以上組成。
所述的紫外光紫外光交聯聚乙烯電線電纜料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)按重量份取各原料混勻后，制備將以上原料在混料機中以250-350rpm的速度攪拌10-30min后得到混合料；
(2)將擠塑機預熱到120-200℃，投入步驟(1)得到的混合料，然后進行擠出，擠出后立即進入水槽冷卻，隨后進入由光功率密度在200W/cm以上的紫外燈光源組成的紫外光輻照交聯設備中進行紫外光輻照交聯，輻照時間1-15s后，得到紫外光交聯聚乙烯電線電纜。
本發明的有益效果為：本發明優化了聚乙烯材料配方的基礎上采用紫外光輻照交聯的方法，制備交聯聚乙烯電線電纜。
針對由于聚乙烯在冷卻后紫外光交聯效率低以至于無法得到令人滿意的交聯度的特點，本發明對聚乙烯紫外光交聯電線電纜料的配方體系作了大量的試驗篩選，發現通過加入合適量的交聯促進劑和成核透明劑。可使冷卻狀態下的聚乙烯的紫外光交聯效率和相關性能得到顯著提高。
具體實施方式
以下結合優選的實施方式，以及電線電纜的測量參數對本發明進一步進行說明和解釋。
以下結合優選的實施方式，以及電線電纜的測量參數對本發明進一步進行說明和解釋。
實施例一
本實施例紫外光交聯聚乙烯電線電纜料及其制備方法按以下步驟進行：
一、按重量份數稱取90份線性低密度聚乙烯(7042)、10份高密度聚乙烯(5000S)、1.8份4-氯二苯甲酮、1.2份TAC、1.3份交聯促進劑N_N’─亞甲基雙丙烯酰胺、0.1份透明劑二芐叉山梨醇、0.2份抗氧劑1010和0.1份TPP；
二、將以上原料在混料機中以250rpm的速度攪拌5min后得到混合料；
三、將擠塑機預熱到170℃，投入步驟二得到的混合料，使得混合料充分塑化，擠出并進入水槽冷卻，隨后進入紫外光輻照交聯設備中進行輻照，輻照時間3s，得到紫外光輻照交聯聚乙烯電線電纜。
實施例二
一、按重量份數稱取100份線性低密度聚乙烯(7042)、1.2份BDK、1.2份TMPTA、1.0份交聯促進劑N_N’─亞甲基雙丙烯酰胺、0.1份透明劑HPN-20E、0.3份抗氧劑1010和0.1份DLTP；
二、將以上原料在混料機中以250rpm的速度攪拌5min后得到混合料；
三、將擠塑機預熱到165℃，投入步驟二得到的混合料，使得混合料充分塑化，擠出并進入水槽冷卻；隨后進入紫外光輻照交聯設備中進行輻照，輻照時間3s，得到紫外光輻照交聯聚乙烯電線電纜。
對比試驗(此對比試驗原料中未添加交聯促進劑和透明劑，其余原料與實施例二相同)
一、按重量份數稱取100份線性低密度聚乙烯(7042)、1.2份BDK、1.2份TMPTA、0.3份抗氧劑1010和0.1份DLTP；
二、將以上原料在混料機中以250rpm的速度攪拌5min后得到混合料；
三、將擠塑機預熱到165℃，投入步驟二得到的混合料，使得混合料充分塑化，擠出并進入水槽冷卻；隨后進入紫外光輻照交聯設備中進行輻照，輻照時間3s，得到紫外光輻照交聯聚乙烯電線電纜。
對實施例一和實施例二所得交聯聚乙烯熱水管進行測試，所得數據如下表：
實施例一、實施例二中紫外光交聯聚乙烯電線電纜經紫外光輻照交聯后，性能優良，完全可以滿足交聯交聯聚乙烯電線電纜的性能要求。而作為對比試驗中沒有添加交聯促進劑和透明劑，其交聯度僅為18.4％，同時熱老化試驗和熱延伸實驗無法通過。