CN101613507B - 矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，按组份质量计算，其组份为：氯化聚乙烯100份、乙炔碳黑30-50份、石墨粉50-70份、防老剂1-2份、有机过氧化物3-4份、促进剂4-5份、偶联剂1-2份、氧化镁10-20份、稳定剂1-1.5份、甲基硅油4-8份、碱性中和剂4-5份、加工油30-40份。本发明克服了现有技术不能生产矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料的技术问题，该材料具有导电性能优良，体积电阻率小于40Ω.cm，抗拉强度可以达到15MPa以上，剥离强度控制在8-40N/1cm，可以在90℃情况下长期使用。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电缆料及其制备，特别涉及一种可剥离绝缘屏蔽料，适用于矿用高压橡胶绝缘电缆。
背景技术：
矿用高压橡胶绝缘电缆是一种矿山普遍使用的产品，导体和绝缘用橡胶半导电屏蔽材料，现有技术基础橡胶采用三元乙丙橡胶或丁腈橡胶。用三元乙丙橡胶作基础树脂的如中国专利200410089024.5所述中压橡胶绝缘电缆用绝缘屏蔽料，其重量组成：三元乙丙胶100份、导电碳黑50-100份、防老剂1-3份、有机过氧化物2-4份、偶联剂1-2份、蜡2-8份、加工油5-20份。用丁腈橡胶作基础树脂的如中国专利200610096982.4所述中高压耐油橡胶半导电屏蔽电缆料及制备，其重量组成：丁腈或氢化丁腈橡胶100份、导电碳黑50-80份、石墨粉15-30份、增塑剂15-20份、二硫四甲基秋兰姆和脂肪族多硫化物1-3份、二硫化二苯并咪唑和二乙基二硫代氨基甲酸锌1-2份、氧化锌和硬脂酸8-10份。上述用三元乙丙橡胶作基础树脂组成的半导电屏蔽橡胶其耐温等级可以达到90℃，但耐油性能差，在使用过程中遇极性油会产生变形膨胀，导致物理机械性能急剧下降，影响正常使用，其次，以三元乙丙橡胶作基础树脂组成的半导电屏蔽橡胶，体积电阻比较高，通常体积电阻率＞100Ω.cm，导电性能较差，屏蔽效果不良。并且用三元乙丙橡胶作基础树脂组成的半导电屏蔽橡胶，还存在撕裂剥离困难，施工剥离很不方便。用丁腈橡胶作基础树脂组成的半导电屏蔽橡胶虽然耐油性能好，体积电阻比较低，但耐温等级一般为70℃，无法与乙丙胶绝缘的高压矿用电缆使用温度相匹配。
虽然现有技术有采用氯化聚乙烯用于护套报道，因护套与半导电屏蔽料属两类要求不同的材料。氯化聚乙烯门尼粘度高，用于护套时不需添加导电材料，只填充具有低门尼粘度的碳酸钙或滑石粉，因而容易混合，工艺性好；而用作屏蔽料需加入大量门尼粘度很高的乙炔碳黑和石墨粉，两者混合很难充分，并且工艺性极差，到目前为止未见有用氯化聚乙烯作半导电屏蔽基料的报道。要满足高压矿用电缆生产和使用要求，如在导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽三层共挤时，为了电缆在使用时绝缘和绝缘屏蔽容易剥离，并且高压矿用电缆绝缘耐温等级为90℃，需要采用新的耐温等级与绝缘料相匹配的屏蔽料，所以需提出一种新的屏蔽料以满足制备矿用高压橡胶绝缘电缆的实际需要。
发明内容：
本发明主要目的是为了克服现有技术不能制备矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料的技术问题，尤其是解决制备耐温等级为90℃及与绝缘很容易剥离技术问题，本发明提出一种矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，按组份质量计算，其组份为：氯化聚乙烯100份、乙炔碳黑30-50份、石墨粉50-70份、防老剂1-2份、有机过氧化物3-4份、促进剂4-5份、偶联剂1-2份、氧化镁10-20份、稳定剂1-1.5份、甲基硅油4-8份、碱性中和剂4-5份、加工油30-40份。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，由于采用甲基硅油作为可剥离剂，使得屏蔽料与三元乙丙绝缘胶在同时挤出时很容易剥离。
本发明矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，由于采用碱性中和剂，使得屏蔽料在挤出硫化时产生的酸性物质进行中和反应，避免了橡胶出现气孔现象，确保产品质量。
本发明矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，由于采用有机过氧化物和相应的促进剂作为硫化体系，制备的绝缘屏蔽料可以90℃的工作环境下长期使用，与三元乙丙绝缘胶使用的工作温度相匹配。
本发明屏蔽料的制备工艺为密炼或捏炼、开炼、辗页等相关现有的工艺。由于本发明屏蔽料以矿用高压橡胶绝缘电缆应用为主，所以相应的产品需要洁净的生产环境才能保证产品优良的电性能。最好采用通风设备送入净化后的空气，保持生产车间的正压。具体操作见如下：1.先将氯化聚乙烯素炼降低粘度。2.密炼、捏炼、开炼或其它分散方法，只要能保证各组分混合均匀即可。3辗页成胶片；可采用辗页机或其它设备压延切割成大小适当的胶条。
本发明的性能见表1：
表1
| 试验项目 | 单位 | 屏蔽料 |
| 抗张强度 | MPa | 15-18 |
| 断裂伸长率 | ％ | 300~600 |
| 体积电阻率 | Ω·cm | 0.1~40 |
| 热延伸：200℃，0.2MPa15min负荷下伸长率永久变形 | ％％ | ≤175≤15 |
| 邵氏A硬度 | 60~70 | |
| 135℃×168h热老化试验抗张强度变化率 | ％ | -15~+15 |
| 断裂伸长率变化率 | ％ | -15~+15 |
| 剥离强度 | N/1cm | 8-40 |
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式，非限定实施例如下所述：
实施例：实施例配比见表2。制备按表2配比称量各种材料，先将氯化聚乙烯树脂在开炼机上素炼，滚筒温度控制在70度以下，素炼一次，素炼时拉薄通8-10次，素炼结束后测量橡胶的可塑度为0.4-0.45。然后将素炼胶停放至少8小时，再将素炼好的氯化聚乙烯胶片在密炼机混炼1-2分钟或在开炼机上混炼包辊，加入乙炔碳黑、石墨粉，缓慢加入防老剂、氧化镁、稳定剂、甲基硅油、偶联剂、碱性中和剂、加工油混炼4-4.5分钟，滚筒或密炼室温度控制在95℃以内，最后加入有机过氧化物、促进剂混炼1分钟后制成厚度为1-2mm的橡胶薄片备用。取100-120克的片料在温度为160℃压力为15-17MPa左右平板硫化机上硫化30分钟，压制成厚度为1.2-2mm的试片；同时用制成厚度1mm三元乙丙绝缘胶薄片与制成厚度1mm氯化聚乙烯屏蔽胶薄片在温度为160℃压力为15-17MPa左右平板硫化机上硫化30分钟压制成试片；进行性能测试见表3。
表2实施例配方
| 材料名称 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 |
| 氯化聚乙烯 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 氧化镁 | 20 | 16 | 14 | 12 |
| 防老剂 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 |
| 稳定剂 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.5 |
| 碱性中和剂 | 4.0 | 4.3 | 4.6 | 5.0 |
| 乙炔碳黑 | 30 | 40 | 45 | 50 |
| 石墨粉 | 70 | 60 | 55 | 50 |
| 加工油 | 30 | 33 | 37 | 40 |
| 甲基硅油 | 8 | 6 | 5 | 4 |
| 有机过氧化物 | 4 | 3.7 | 3.3 | 3.0 |
| 促进剂 | 4 | 4.3 | 4.7 | 5.0 |
| 偶联剂 | 1 | 1.2 | 1.6 | 2.0 |
| 填充剂 | 适量 | 适量 | 适量 | 适量 |
实施例中：防老剂采用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；稳定剂为硬脂酸铅；碱性中和剂为1∶1，2∶1，3∶1，4∶1的氢氧化钙和氢氧化钡；加工油为1∶1∶1，1∶1∶2，1∶2∶2，1∶2∶3的氯化石腊和邻苯二甲酸二辛酯及环氧大豆油混合物；有机过氧化物为过氧化二异丙苯(硫化剂)；促进剂为三烯丙基异腈脲酸酯；偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；填充剂为碳酸钙、滑石粉。
表3实例性能
| 检验项目 | 单位 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 |
| 抗张强度 | MPa | 17.6 | 17.3 | 16.8 | 16.5 |
| 断裂伸长率 | ％ | 350 | 410 | 480 | 580 |
| 体积电阻率 | Ω·cm | 15 | 17 | 26 | 31 |
| 热延伸：200℃，0.2MPa15min负荷下伸长率永久变形 | ％％ | 413 | 462 | 554 | 644 |
| 邵氏A硬度 | 68 | 66 | 65 | 63 | |
| 135℃×168h热老化试验抗张强度变化率断裂伸长率变化率 | ％％ | -11.5-13.2 | -12.1-12.8 | -13.8-14.2 | -9.8-9.5 |
| 100℃×24h耐油试验抗张强度变化率断裂伸长率变化率 | ％％ | -9.2-16.3 | -10.3-15.5 | -10.8-18.1 | -9.1-13.4 |
| 剥离强度 | N/1cm | 25 | 19 | 28 | 32 |
Claims (3)
1.一种矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，其特征是按组份质量计算，其组份为：氯化聚乙烯100份、乙炔碳黑30-50份、石墨粉50-70份、防老剂1-2份、有机过氧化物3-4份、三烯丙基异腈脲酸酯4-5份、偶联剂1-2份、氧化镁10-20份、稳定剂1-1.5份、甲基硅油4-8份、氢氧化钙或氢氧化钡4-5份、邻苯二甲酸二辛酯和氯化石蜡及环氧大豆油的混合物30-40份。
2.根据权利要求1所述的矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料，其特征在于所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；有机过氧化物为过氧化二异丙苯；偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；稳定剂为硬脂酸铅或硬脂酸钙。
3.一种如权利要求1-2中任一权利要求所述的矿用高压橡胶绝缘电缆用可剥离绝缘屏蔽料的制备：包括将所需物料混炼，其特征在于先将氯化聚乙烯素炼降低粘度，再加入至少除有机过氧化物和三烯丙基异腈脲酸酯外的其他配料混炼，混炼后加入有机过氧化物和三烯丙基异腈脲酸酯混合，生产出胶页。
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