CN102358793A - 一种35kv乙丙橡皮绝缘料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合于制造35KV电缆产品的乙丙橡皮绝缘料及其制备方法，该绝缘料包括乙丙橡胶100份，过氧化物DCP硫化剂3~3.5份，硫化助剂2~2.5份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，防老剂2份，活性剂氧化锌3份，偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂50份，填充剂滑石粉22份。制造步骤是先进行橡胶加工和粉料处理，再经混橡、滤橡、压片、辗页制得成品。

Description

一种35KV乙丙橡皮绝缘料及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡皮绝缘电缆高分子材料领域，特别是35KV乙丙橡皮绝缘及其制造方法，通过对构成橡皮配方材料组份的优化，使橡皮的各项电气性能、机械物理性能及特殊性能满足制备橡皮电缆的绝缘，适合于制造高电压等级场合用电缆产品。

背景技术

随着我国采掘业机械化、电气化、自动化程度的不断提高和日趋成熟，配套的矿用电缆品种和需求量成快速增长趋势。目前井下使用电缆的情况一般如下：①一级供电系统从井上地面变电所到井下中央变电所一般采用6~10KV供电电缆；②二级供电系统从井下中央变电所至井下采区变电所一般采用6KV及以下供电电缆或矿用橡套电缆；③三级供电系统从采区变电所至……近年来。随着大功率重型采掘机械的使用以及采掘面的延伸，电能的需求量越来越大，远距离大容量迫切要求井下一级系统供电电缆提高电压等级至35KV，以实现更经济、更可靠、更安全的电能传输。

井下地质条件非常复杂：大倾角、弯道多、落石砸碰、潮湿、腐蚀性媒质、可燃性气体等等。因此要求电缆不仅具有较高的电绝缘性能和机械性能，更要有高的柔软性、抗撕性、耐弯曲、耐挤压、阻燃等特性。而目前只有乙丙橡皮绝缘电缆才具备这些性能，但乙丙橡皮绝缘电缆的电压等级最高只有10KV，制约乙丙橡胶绝缘电缆电压等级提高的主要因素之一是制造电缆绝缘层所用的绝缘料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐压可达35KV的乙丙橡皮绝缘料及其制备方法，满足制造35KV乙丙橡皮矿用电缆的需要。

本发明所述的35KV乙丙橡皮绝缘料，其包括以下组份及质量份数：乙丙橡胶100份，过氧化物DCP硫化剂3~3.5份，硫化助剂2~2.5份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，防老剂2份，活性剂氧化锌3份，偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂50份，填充剂滑石粉22份。

  上述偶联剂为γ-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅。

上述补强剂最好为纳米瓷土，粒径为0.1～0.5微米。

上述滑石粉最好选用1250目片状粒子。

此外，本发明还提供提供了35KV乙丙橡皮绝缘料的制备方法，其包括以下步骤：

1）橡胶加工和粉料处理

1.1）用切胶机把大块的橡胶切成小块，每块重量小于10kg；

1.2）将上述粉料放在烘房中进行适当烘干，烘房温度控制在50℃~70℃，去除和减少粉料中水分；

1.3）用筛选机将粉料过筛，除去粉料中大颗粒和杂质，以保证混橡均匀；

1.4）采用电磁离析器对粉料进行磁选，将粉料中的铁质分离出来；

1.5）按照乙丙橡胶100份，过氧化物DCP硫化剂3~3.5份，硫化助剂2~2.5份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，防老剂2份，活性剂氧化锌3份，偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂50份，填充剂滑石粉22份分别进行称量和配合；

2）混橡

2.1)将原胶投入密炼机塑炼，时间1～2分钟；

2.2)投入防老剂、稳定剂、偶联剂、活化剂、1/3填充剂滑石粉、1/3补强剂和1/2软化剂聚乙烯蜡，时间3～4分钟；

2.3)投入剩余的填充剂滑石粉、补强剂和软化剂聚乙烯蜡，时间3分钟；

2.4)卸料;

3)滤橡

对混橡后的橡胶进行过滤，过滤用不锈钢筛网目数及排列顺序为：20目→80目→20目;

4)压片

从滤橡机出来的橡料，通过开炼机加入硫化剂及硫化助剂，翻炼三角包三次，薄通二次;

5)辗页

通过辗页机将橡料辗压成厚薄均匀的胶片，停放24小时后供挤包矿用电缆绝缘层使用。

本发明通过对构成橡皮配方材料组份的优化，使橡皮的各项电气性能、机械物理性能及特殊性能满足制备橡皮电缆的绝缘，适合于制造高电压等级场合用电缆产品。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。

 实施例1:

一种乙丙橡皮绝缘料，其中包括：日本住友化学乙丙橡胶501A 100份，过氧化物DCP硫化剂3份，TAC硫化助剂2份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，1010防老剂2份，活性剂氧化锌3份，A174偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂纳米瓷土50份，填充剂滑石粉22份，以上均为质量份数。

实施例2:

一种乙丙橡皮绝缘料，其中包括：日本住友化学乙丙橡胶501A 100份，过氧化物DCP硫化剂3.5份，TAC硫化助剂2.5份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，1010防老剂2份，活性剂氧化锌3份，A174偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂纳米瓷土50份，填充剂滑石粉22份，以上均为质量份数。

本发明中选用的日本住友501A乙丙橡胶属于非极性材料，具有优异的电性能，体积电阻率6×10¹⁶～¹⁸欧·厘米，介电常数3.5～4.0（10³赫），介质损耗角正切0.001（10³赫），击穿强度40-45千伏/毫米。尤其是耐电晕性和游离放电性特别突出，耐水稳定性，耐热老化性，耐臭氧性十分优良。加工后的橡皮的电气性能完全能满足35KV电缆的需要。

    纳米瓷土作为补强剂，其粒径为0.1～0.5微米，具有以下功效①改进耐机械冲击性能；②改进温度热变形性能；③改进不透气性能和不透水性能；④减少结团现象（生成熟粒子）；⑤改进耐溶剂性能；⑥改进表面光洁性能；⑦改进收缩性能。因此，配方中使用纳米瓷土，既提高了橡皮的一些性能指标，又解决了橡皮加工的工艺性能。

偶联剂A174化学名称γ-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅，其含有两种性质不同的活性基因。

其中一种活性基因与无机填料滑石粉、瓷土表面形成化学键，生成有机硅单分子层，使无机填料滑石粉、瓷土由原来的亲水性变为憎水性，提高橡皮电性能和耐水稳定性；另一种活性基团能与乙丙橡胶良好地结合，提高了乙丙橡胶对无机填料的湿润性，在硫化过程中通过不饱和键形成橡胶——填料键，从而提高了硫化程度和硫化胶的抗张强度，弥补了乙丙纯胶抗张强度低的不足。

   滑石粉选用1250目片状粒子，其吸水性能很小，电性能良好能耐酸碱和耐火。其硫化胶抗张强度较高。

本发明所述35KV乙丙橡皮绝缘料的制备方法，其制备步骤为：

1、橡胶加工和粉料处理

①    为了便于橡胶的混炼，必须用切胶机把大块的橡胶切成小块，每块重量小于10kg。

②    将各种粉料配合剂放在烘房中进行适当烘干，烘房湿度控制在50℃~70℃，去除和减少配合剂中水分。水分含量过大会导致过筛困难，混炼时结团，硫化时容易产生气泡。

③    用筛选机将粉料过筛，除去粉料中大颗粒和杂质，以保证混橡均匀。

④    采用电磁离析器对粉料进行磁选，将粉料中的铁质分离出来，确保高压橡皮的电性能。

⑤    按照配方组份和橡胶及配合剂品种、类别和用量进行称量和配合。称量配合操作必须做到精密、准确、不漏，不错。

2、混橡

①    将原胶投入密炼机塑炼，时间1～2分钟；

②    投入有机小料（防老剂、稳定剂、偶联剂、活化剂）+1/3填充剂+1/3补强剂+1/2软化剂，时间3～4分钟；

③    投入2/3填充剂+2/3补强剂+1/2软化剂，时间3分钟；

④    卸料

3、滤橡

在实际生产中，各种原材料都不可避免地会含有杂质，而且在配料及混炼过程中也会混入各种杂质，同时也为了清除 混炼过程中没有分散的粒子，因此，必须对混橡后的橡胶进行过滤，过滤用不锈钢筛网目数及排列顺序为：20目→80目→20目。

4、压片

从滤橡机出来的橡料，通过开炼机加入硫化剂及硫化助剂，翻炼三角包三次，薄通二次。

5、辗页

通过辗页机将橡料辗压成厚薄均匀的胶片，停放24小时后供挤包矿用电缆绝缘层使用。

 

    以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种35KV乙丙橡皮绝缘料，其特征在于包括以下组份及质量份数：乙丙橡胶100份，过氧化物DCP硫化剂3~3.5份，硫化助剂2~2.5份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，防老剂2份，活性剂氧化锌3份，偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂50份，填充剂滑石粉22份。

2.根据权利要求1所述的35KV乙丙橡皮绝缘料，其特征在于偶联剂为γ-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅。

3.根据权利要求1或2所述的35KV乙丙橡皮绝缘料，其特征在于补强剂为纳米瓷土，粒径为0.1～0.5微米。

4.根据权利要求1或2所述的35KV乙丙橡皮绝缘料，其特征在于滑石粉选用1250目片状粒子。

5.一种35KV乙丙橡皮绝缘料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）橡胶加工和粉料处理

1.1）用切胶机把大块的橡胶切成小块，每块重量小于10kg；

1.2）将上述粉料放在烘房中进行适当烘干，烘房温度控制在50℃~70℃，去除和减少粉料中水分；

1.3）用筛选机将粉料过筛，除去粉料中大颗粒和杂质，以保证混橡均匀；

1.4）采用电磁离析器对粉料进行磁选，将粉料中的铁质分离出来；

1.5）按照乙丙橡胶100份，过氧化物DCP硫化剂3~3.5份，硫化助剂2~2.5份，软化剂聚乙烯蜡4份，微晶蜡4份，热稳定剂硬脂酸铅2份，石蜡油14份，防老剂2份，活性剂氧化锌3份，偶联剂2份，活化剂硬脂酸1份，补强剂50份，填充剂滑石粉22份分别进行称量和配合；

2）混橡

2.1)将原胶投入密炼机塑炼，时间1～2分钟；

2.2)投入防老剂、稳定剂、偶联剂、活化剂、1/3填充剂滑石粉、1/3补强剂和1/2软化剂聚乙烯蜡，时间3～4分钟；

2.3)投入剩余的填充剂滑石粉、补强剂和软化剂聚乙烯蜡，时间3分钟；

2.4)卸料;

3)滤橡

对混橡后的橡胶进行过滤，过滤用不锈钢筛网目数及排列顺序为：20目→80目→20目;

4)压片

从滤橡机出来的橡料，通过开炼机加入硫化剂及硫化助剂，翻炼三角包三次，薄通二次;

5)辗页

通过辗页机将橡料辗压成厚薄均匀的胶片，停放24小时后供挤包矿用电缆绝缘层使用。