CN102558660A - 一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，由以下重量份数比的原料经混炼得到：乙烯醋酸乙烯酯70份，氯化聚乙烯30份，导电炭黑50-70份，粗粒子炭黑5-15份，金属氧化物5-10份，矿物填充20-40份，分散剂3-20份，交联剂2-6份，助交联剂4-6份，防老剂2-5份,增塑剂15-20份。本发明克服了现有技术中屏蔽料体积电阻率过高、与乙丙绝缘层粘结力不够、不易剥离、与乙丙绝缘层不能同步硫化等缺陷，提供一种半导电性优异、挤出加工性能好、与绝缘粘结力适度、易剥离、硫化速度与乙丙橡胶相当的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料。
Description
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料。
背景技术
电力电缆半导电屏蔽料以均匀绝缘层中的电场分布来防止局部放电，提高电缆的电气强度，改善电缆的使用寿命。乙丙橡胶电缆用半导电屏蔽料广泛应用于矿用中压橡套电缆、船用电缆、中压橡套电力电缆等方面。
要使屏蔽料获得半导电性能，基料中需大量加入半导电炭黑。早期，基料采用乙丙橡胶、氯化聚乙烯、天然丁苯，上述材料分子量较高，对填料的容纳能力较差，随着导电炭黑的大量加入，流动性变差，难于挤出加工。同时，90℃的体积电阻率与20℃相比，变化过大，难以适应乙丙橡胶绝缘电缆长期运行工作温度。
由于上述现象，部分厂家改用EVA基料。EVA为极性材料，对导电炭黑等填料的容纳能力较好，以EVA为基料的半导电屏蔽料克服了电缆长期运行工作温度（90℃）体积电阻率与常温（20℃）相比变化过大的问题。但屏蔽层料与乙丙绝缘层粘结力不够、不易剥离、与乙丙绝缘层不能同步硫化而出现分层或起泡是目前市面上乙丙橡胶绝缘电缆用半导电屏蔽料存在的主要问题。
基于上述现象，期望获得一种成本可控、挤出加工性能好、与绝缘粘结适度、易剥离、硫化速度与乙丙橡胶相当、体积电阻率低、体积电阻率随温度变化较小，且符合JB/T 10738-2007要求的半导电屏蔽料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对运用EVA作为基料时屏蔽料体积电阻过高、与乙丙绝缘层粘结力不够、不易剥离、与乙丙绝缘层不能同步硫化而出现分层或起泡的技术缺陷，提供一种半导电性好、与绝缘层粘结力适度、易剥离、硫化速度与乙丙橡胶相当的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，按以下重量份数比的原料构成：乙烯醋酸乙烯酯70份，氯化聚乙烯30份，导电炭黑50-70份，粗粒子炭黑5-15份，金属氧化物5-10份，矿物填充20-40份，分散剂3-20份，交联剂2-6份，助交联剂4-6份，防老剂2-5份,增塑剂15-20份。
进一步地，所述乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯的含量为50%。
所选用的乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯的含量为50%，由此种乙烯醋酸乙烯酯与氯化聚乙烯作为基料，这种基料的门尼粘度较低，容易混炼均匀及挤出加工，解决了现有乙丙橡胶电缆半导电屏蔽料挤出工艺性能差的技术缺陷。
进一步地，所述导电炭黑为超导电炭黑。
进一步地，所述金属氧化物为轻质氧化镁。
进一步地，所述矿物填充为轻质碳酸钙或改性高岭土，添加这些矿物质能够提高其塑胶本料的冲击强度，拉伸强度等，收缩率物理性能。
进一步地，所述分散剂为聚乙烯蜡或硬脂酸，分散剂的作用是使用润湿分散剂减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性，聚乙烯蜡和硬脂酸都能够很好的起到上述作用。
进一步地，所述交联剂为过氧化二异丙苯，交联的聚乙烯用作电缆绝缘材料，不仅具有优良的绝缘性和加工性能，而且可提高其耐热性。
进一步地，所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
进一步地，所述的防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
进一步地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯或癸二酸二辛酯。
进一步地，所述乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料通过如下步骤获得：
（1）将称量好的乙烯醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯分别投入密炼机塑炼7-10分钟。乙烯醋酸乙烯酯的排胶温度控制在70-80℃，氯化聚乙烯的排胶温度控制在90-100℃；
（2）将排出的胶料经冷却后分别投入开炼机进行补充塑炼成型，时间7-10分钟，温度不高于80℃；
（3）将开炼机塑炼好的乙烯醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯胶卷和除交联剂和助交联剂外其它称量好的原料投入密炼机混炼，在此过程中导电炭黑分2-3次加入，混炼过程持续10-15分钟，排胶温度控制在90-100℃；
（4）将密炼机排出的混炼胶投入开炼机进行补充混炼，时间7-10分钟，温度不高于80℃。混炼好的胶料卷成大小适宜的胶卷，冷却至50℃以下备用；
（5）冷却的胶卷和交联剂、助交联剂一起投入密炼机进行混炼，时间1.5分钟以内，排胶温度70-80℃；
(6)将混炼后的原料投入开炼机进入补充混炼，补充混炼的温度为50-80℃,时间约7-10分钟，然后整理出胶卷放入出片机出胶片。
本发明的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料与现有技术的屏蔽料相比，具有以下有益效果：本发明的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料性能指标均优于JB/T 10738-2007，半导电性稳定，与绝缘层粘结力适度且易剥离，挤出加工性能良好，解决了屏蔽料和乙丙绝缘层不能同步硫化而出现的分层或起泡现象。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进一步说明：
实施例一
一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，按以下重量份数比的原料构成：乙烯醋酸乙烯酯70份，氯化聚乙烯30份，导电炭黑55份，粗粒子炭黑10份，金属氧化物8份，矿物填充30份，分散剂3份，交联剂2份，助交联剂4份，防老剂2份,增塑剂15份。所选用的乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯的含量为50%，金属氧化物选用轻质氧化镁，矿物填充选用轻质碳酸钙，分散剂选用聚乙烯蜡，交联剂选用过氧化二异丙苯，助交联剂选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，防老剂选用2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,增塑剂选用癸二酸二辛酯。
乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料可通过如下步骤获得：
（1）将称量好的乙烯醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯分别投入密炼机塑炼7-10分钟。乙烯醋酸乙烯酯的排胶温度控制在70-80℃，氯化聚乙烯的排胶温度控制在90-100℃；
（2）将排出的胶料经冷却后分别投入开炼机进行补充塑炼成型，时间7-10分钟，温度不高于80℃；
（3）将开炼机塑炼好的乙烯醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯胶卷和除交联剂和助交联剂外其它称量好的原料投入密炼机混炼，在此过程中导电炭黑分2-3次加入，混炼过程持续10-15分钟，排胶温度控制在90-100℃；
（4）将密炼机排出的混炼胶投入开炼机进行补充混炼，时间7-10分钟，温度不高于80℃。混炼好的胶料卷成大小适宜的胶卷，冷却至50℃以下备用；
（5）冷却的胶卷和交联剂、助交联剂一起投入密炼机进行混炼，时间1.5分钟以内，排胶温度70-80℃；
(6)将混炼后的原料投入开炼机进入补充混炼，补充混炼的温度为50-80℃,时间约7-10分钟，然后整理出胶卷；
(7) 最后将胶卷放入出片机出胶片。
其中通过实施例一所示的材料选择，经过上述制备方法生产的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其主要性能指标如下：
按上述方法制作的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，应用于矿缆产品MYPTJ-8.7/10 3×95+3×50/3+3×2.5，经检测：屏蔽层过渡电阻为0.7kΩ、局部放电量为5pC、剥离强度为10-15N.cm-1。上述指标均优于矿用电缆产品标准，体现了该屏蔽料在均匀绝缘层电场，防止局部放电方面的优异性，同时粘结力适当，易剥离。
实施例二
一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，按以下重量份数比的原料构成：乙烯醋酸乙烯酯70份，氯化聚乙烯30份，导电炭黑50份，粗粒子炭黑5份，金属氧化物5份，矿物填充20份，分散剂5份，交联剂3份，助交联剂4份，防老剂3份,增塑剂15份。所选用的乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯的含量为50%，金属氧化物选用轻质氧化镁，矿物填充选用轻质碳酸钙，分散剂选用聚乙烯蜡，交联剂选用过氧化二异丙苯，助交联剂选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，防老剂选用2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,增塑剂选用邻苯二甲酸二辛酯。
其中通过实施例二所示的材料选择所制备乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其主要性能指标如下：
实施例三
一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，按以下重量份数比的原料构成：乙烯醋酸乙烯酯70份，氯化聚乙烯30份，导电炭黑65份，粗粒子炭黑10份，金属氧化物7份，矿物填充30份，分散剂10份，交联剂4份，助交联剂5份，防老剂4份,增塑剂17份。所选用的乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯的含量为50%，金属氧化物选用轻质氧化镁，矿物填充选用改性高岭土，分散剂选用硬脂酸，交联剂选用过氧化二异丙苯，助交联剂选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，防老剂选用2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯。
其中通过实施例三所示的材料选择所制备乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其主要性能指标如下：
上述方法制备的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料性能指标均优于JB/T 10738-2007，易剥离，并且解决了屏蔽料和乙丙绝缘层不能同步硫化而出现的分层或起泡现象。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，由以下重量份数比的原料构成：乙烯醋酸乙烯酯70份，氯化聚乙烯30份，导电炭黑50-70份，粗粒子炭黑5-15份，金属氧化物5-10份，矿物填充20-40份，分散剂3-20份，交联剂2-6份，助交联剂4-6份，防老剂2-5份,增塑剂15-20份。
2.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯的含量为50%。
3.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述金属氧化物为轻质氧化镁。
4.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述矿物填充为轻质碳酸钙或改性高岭土。
5.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡或硬脂酸。
6.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所属交联剂为过氧化二异丙苯。
7.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
8.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述的防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
9.根据权利要求1所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或癸二酸二辛酯。
10.一种制备权利要求1至9任一项所述的乙丙橡胶电缆用可剥离半导电屏蔽料的方法，其特征在于，包括步骤：
（1）将称量好的乙烯醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯分别投入密炼机塑炼7-10分钟,
乙烯醋酸乙烯酯的排胶温度控制在70-80℃，氯化聚乙烯的排胶温度控制在90-100℃；
（2）将排出的胶料经冷却后分别投入开炼机进行补充塑炼成型，时间7-10分钟，温度不高于80℃；
（3）将开炼机塑炼好的乙烯醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯胶卷和除交联剂和助交联剂外其它称量好的原料投入密炼机混炼，在此过程中导电炭黑分2-3次加入，混炼过程持续10-15分钟，排胶温度控制在90-100℃；
（4）冷却的胶卷和交联剂、助交联剂一起投入密炼机进行混炼，时间1.5分钟以内，排胶温度70-80℃；
(5)将混炼后的原料投入开炼机进入补充混炼，补充混炼的温度为50-80℃,时间约7-10分钟，然后整理出胶卷放入出片机出胶片。
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