CN101633766A - 超高压电缆护套用环保型阻燃半导电pvc护套料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电缆护套料及其制备方法,特别涉及一种超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料及其制备方法。本发明的半导电PVC护套料包括PVC树脂、增塑剂、抗氧剂、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯树脂、阻燃剂a、复合环保型热稳定剂、阻燃剂b、导电炭黑a、高效润滑剂、纳米碳酸钙、导电炭黑b以及导电金属粉。本发明的制备方法中采用先将增塑剂a、导电炭黑a、纳米碳酸钙、导电炭黑b、导电金属粉和抗氧剂在低速捏合机中搅拌,然后再将其余的组分混合于高速捏合机中搅拌。本发明的半导电PVC护套料与现有产品相比,PVC的老化得到了充分抑制,产品的强度和挤线速度得到了提高,体积电阻率更低,导电性能优异,可广泛应用于需要环保阻燃超高压电缆的外护套。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆护套料及制备方法,特别涉及一种超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料及其制备方法。
背景技术
在电缆结构的设计上,特别是在超高压电缆中,如果外护套是由绝缘电阻较大的材料制成,在不能多点连续接地时,在离地点较远的位置上护套形成危险电压,可危及电缆的安全运行,也会导致施工人员的触电,所以超高压电力电缆需要采用半导电外护层,其作用是护套上感应的电荷可以通过半导电层向接触体(如大地等)放电,同时,电缆电缆外护套层上的半导电层还可以用于电缆护套检测。
目前市场上超高压电缆半导电层大多采用涂覆石墨的方法,这种结构的缺点是涂层比较薄,在电缆敷设时容易损坏、脱落,污染周围环境,也同时严重影响电缆安装过程中的正常检测,给生产厂家和用户造成很多麻烦。比较合理的解决方式是在外护套上挤制半导电层来代替石墨,目前虽然已经有关于一些厂家采用挤制半导电层电缆的报道,但是关于半导电料的制备方法及工艺的报道较少,而且不具备阻燃性能,应用范围受到一定的限制,同时,半导电料的制备工艺不合理,生产污染较大,且体积电阻率不稳定。
发明内容
本发明的目的主要是根据现有技术中普通超高压电缆半导电层的技术缺陷,提供一种超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,各组分名称及其重量配比为:
PVC树脂 100重量份;
乙烯-醋酸乙烯树脂 10-20重量份;
增塑剂a 30-40重量份;
增塑剂b 5-10重量份;
阻燃剂a 1-3重量份;
阻燃剂b 10-20重量份;
复合环保型热稳定剂 2-5重量份;
抗氧剂 0.1-0.2重量份;
聚乙烯蜡 0.2-0.4重量份;
高效润滑剂 0.5-1重量份;
导电炭黑a 10-30重量份;
导电炭黑b 5-10重量份;
纳米碳酸钙 10-15重量份;
导电金属粉 5-10重量份。
所述增塑剂a为邻苯二甲酸二辛酯;增塑剂b为对苯二甲酸二辛酯。
所述阻燃剂a为三氧化二锑;阻燃剂b为无机氢氧化物,优选为氢氧化镁或氢氧化铝。
所述高效润滑剂为G60润滑剂,其主要成分为癸二酸油醇酯,可通过市场购买获得。
所述复合环保型热稳定剂选自钙锌复合稳定剂和有机锡类稳定剂,均可以通过市场购买获得。
所述抗氧剂为受阻酚类双酚A。
所述导电炭黑a为40B2导电炭黑;导电炭黑b为超导电炭黑350G,导电金属粉为导电锌粉,均可通过市场购买获得。
本发明超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料的制备方法包括如下步骤:
1)将增塑剂a、导电炭黑a、纳米碳酸钙、导电炭黑b、导电金属粉和抗氧剂按配比混合后置入低速捏合机中搅拌,制备成颗粒状粉料;
2)将搅拌好的颗粒状粉料与PVC树脂、乙烯-醋酸乙烯树脂、复合环保型热稳定剂、阻燃剂a、阻燃剂b、增塑剂b、聚乙烯蜡和高效润滑剂置入高速捏合机中加热进行高速搅拌;
3)将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料;
4)挤出造料的成品经过烘干后包装。
所述步骤1)中低速捏合机的搅浆转速为40-50转/分;捏合时的温度为70-90℃;捏合时间为5-10min。
所述步骤2)中高速捏合机的搅浆转速为90-120转/分;捏合时的温度为80-100℃;捏合时间为5-10min。
所述步骤3)中双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从110-155℃均分。
本发明通过在超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料中添加抗氧剂,可以抑制PVC的老化;添加聚乙烯蜡,可以改善材料的外润滑,提高产品的挤线速度。本发明添加的特种导电炭黑制备的产品体积电阻率更低,导电性能优异,从而可以替代石墨涂层;同时由于使用复合环保稳定剂,能够避免PVC树脂的分解,可以保证后期挤线生产的长期稳定性。
本发明的制备方法中采用先将增塑剂a、导电炭黑a、纳米碳酸钙、导电炭黑b和抗氧剂在低速捏合机中搅拌,然后再将其余的组分混合于高速捏合机中搅拌,这样做可以有效减少对车间环境的污染,而且预混合后导电炭黑的分散性更好,制备的产品的导电性能更加优异。
本发明的有益效果是:(1)本发明符合GB8815标准规定的关于聚氯乙烯护套料的性能,且加工性能优良;(2)具备环保性能,符合ROHS标准;(3)具备阻燃性能(极限氧指数≥30),护套料有很优良的导电性能,体积电阻率可达到20Ω·cm以下;(4)采用先经过增塑剂搅拌的方法,生产过程中对车间的污染较小,同时保证产品导电性能稳定。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明,而非限制本发明的范围。
实施例1,超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,以100公斤PVC树脂计,乙烯-醋酸乙烯树脂15公斤,邻苯二甲酸二辛酯40公斤,三氧化二锑2.5公斤,氢氧化镁20公斤,复合环保型热稳定剂(钙锌复合稳定剂)5公斤,对苯二甲酸二辛酯8公斤,抗氧剂0.2公斤,聚乙烯蜡0.3公斤,高效润滑剂G60 0.5公斤,导电炭黑40B2 25公斤,纳米碳酸钙12公斤,导电炭黑350G 10公斤,导电锌粉为5公斤。
制备方法为:a、将邻苯二甲酸二辛酯40公斤,导电炭黑40B225公斤,导电锌粉为5公斤,纳米碳酸钙12公斤,导电炭黑350G 10公斤,抗氧剂0.2公斤,置入低速捏合机中进行搅拌(低速捏合机的搅浆转速为50转/分;捏合时的温度为70℃;捏合时间为5min),制备成具有一定颗粒状的粉料;b、将搅拌好的颗粒状粉料与PVC树脂100公斤,乙烯-醋酸乙烯树脂15公斤,复合环保型热稳定剂5公斤,三氧化二锑2.5公斤,氢氧化镁20公斤,对苯二甲酸二辛酯8公斤,聚乙烯蜡0.3公斤,高效润滑剂G60 0.5公斤置入高速捏合机中加热进行高速搅拌(高速捏合机的搅浆转速为90转/分;捏合时的温度为100℃;捏合时间为10min);c、将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料(双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从110-155℃均分);d、挤出造料的成品经过烘干后用铝塑包装,然后入库。
实施例2,超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,以100公斤PVC树脂计,乙烯-醋酸乙烯树脂18公斤,邻苯二甲酸二辛酯35公斤,三氧化二锑2公斤,氢氧化铝20公斤,复合环保型热稳定剂(有机锡类稳定剂)5公斤,对苯二甲酸二辛酯7公斤,抗氧剂0.2公斤,聚乙烯蜡0.3公斤,高效润滑剂G60 0.5公斤,导电炭黑40B2 25公斤,纳米碳酸钙12公斤,导电炭黑350G 7公斤,导电锌粉为7公斤。
制备方法为:a、将邻苯二甲酸二辛酯,导电炭黑40B2,导电锌粉为7公斤,纳米碳酸钙,导电炭黑350G,抗氧剂,置入低速捏合机中进行搅拌(低速捏合机的搅浆转速为40转/分;捏合时的温度为90℃;捏合时间为10min),制备成具有一定颗粒状的粉料;b、将搅拌好的颗粒状粉料与PVC树脂,乙烯-醋酸乙烯树脂,复合环保型热稳定剂,三氧化二锑,氢氧化铝,对苯二甲酸二辛酯,聚乙烯蜡,高效润滑剂G60置入高速捏合机中加热进行高速搅拌(高速捏合机的搅浆转速为120转/分;捏合时的温度为80℃;捏合时间为5min);c、将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料(双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从110-155℃均分);d、挤出造料的成品经过烘干后用铝塑包装,然后入库。
实施例3,超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,以100公斤PVC树脂计,乙烯-醋酸乙烯树脂10公斤,邻苯二甲酸二辛酯30公斤,三氧化二锑1公斤,氢氧化镁10公斤,复合环保型热稳定剂2公斤,对苯二甲酸二辛酯5公斤,抗氧剂0.1公斤,聚乙烯蜡0.2公斤,高效润滑剂G60 0.7公斤,导电炭黑40B2 10公斤,纳米碳酸钙10公斤,导电炭黑350G 5公斤,导电锌粉为7.5公斤。制备方法同实施例1。
实施例4,超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,以100公斤PVC树脂计,乙烯-醋酸乙烯树脂20公斤,邻苯二甲酸二辛酯36公斤,三氧化二锑3公斤,氢氧化镁15公斤,复合环保型热稳定剂5公斤,对苯二甲酸二辛酯10公斤,抗氧剂0.15公斤,聚乙烯蜡0.4公斤,高效润滑剂G60 1公斤,导电炭黑40B2 30公斤,纳米碳酸钙15公斤,导电炭黑350G 9公斤,导电锌粉为10公斤。制备方法同实施例1。
本专利与常规技术制备的半导电PVC护套料的主要指标如下表所示。
表1中可以看出,本实施例制备的超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料与常规技术制备产品相比,PVC的老化得到了充分抑制;同时,由于本实施例制备的产品中添加了聚乙烯蜡,因此材料的外润滑得到了改善,产品的强度和挤线速度得到了提高。而且,本实施例制备的产品中由于添加了特种导电炭黑,因此产品的体积电阻率更低,导电性能优异;由于使用复合环保稳定剂,能够避免PVC树脂的分解,可以保证后期挤线生产的长期稳定性。
本实施例的制备方法采用先将增塑剂a、导电炭黑a、纳米碳酸钙、导电炭黑b和抗氧剂在低速捏合机中搅拌,然后再将其余的组分混合于高速捏合机中搅拌,这样做可以有效减少对车间环境的污染,而且预混合后导电炭黑的分散性更好,制备的产品的导电性能更加优异。
Claims (9)
1、一种超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,各组分名称及其重量配比为:
PVC树脂 100重量份;
乙烯-醋酸乙烯树脂 10-20重量份;
增塑剂a 30-40重量份;
增塑剂b 5-10重量份;
阻燃剂a 1-3重量份;
阻燃剂b 10-20重量份;
复合环保型热稳定剂 2-5重量份;
抗氧剂 0.1-0.2重量份;
聚乙烯蜡 0.2-0.4重量份;
高效润滑剂 0.5-1重量份;
导电炭黑a 10-30重量份;
导电炭黑b 5-10重量份;
纳米碳酸钙 10-15重量份;
导电金属粉 5-10重量份。
2、如权利要求1所述的超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,其特征在于,
所述增塑剂a为邻苯二甲酸二辛酯;增塑剂b为对苯二甲酸二辛酯。
3、如权利要求1所述的超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,其特征在于,
所述阻燃剂a为三氧化二锑;阻燃剂b为无机氢氧化物。
4、如权利要求1所述的超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,其特征在于,
所述复合环保型热稳定剂为钙锌复合稳定剂或有机锡类稳定剂。
5、如权利要求1所述的超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料,其特征在于,
所述抗氧剂为受阻酚类双酚A。
6、权利要求1-5中任一权利要求所述超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料的
制备方法,包括如下步骤:
1)将增塑剂a、导电炭黑a、纳米碳酸钙、导电炭黑b、导电金属粉和抗氧剂按配比混合后置入低速捏合机中搅拌,制备成颗粒状粉料;
2)将搅拌好的颗粒状粉料与PVC树脂、乙烯-醋酸乙烯树脂、复合环保型热稳定剂、阻燃剂a、阻燃剂b、增塑剂b、聚乙烯蜡和高效润滑剂置入高速捏合机中加热进行高速搅拌;
3)将搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料;
4)挤出造料的成品经过烘干后包装。
7、如权利要求6所述超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中低速捏合机的搅浆转速为40-50转/分;捏合温度为70-90℃;捏合时间为5-10min。
8、如权利要求6所述超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中高速捏合机的搅浆转速为90-120转/分;捏合温度为80-100℃;捏合时间为5-10min。
9、如权利要求6所述超高压电缆护套用环保型阻燃半导电PVC护套料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从110-155℃均分。
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