CN103497410A - 一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料及其制备方法 - Google Patents

一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料及其制备方法，a、按专用料重量份数称料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～100份、氢化丁腈橡胶0～30份、导电炭黑50～100份、交联剂1～4份、助交联剂1～4份、润滑剂5～15份、软化剂5～20份、抗氧剂1～2.5份、防老剂1～2.5份，待用；b、调整开炼机或密炼机辊距1～2mm，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包辊，然后加入氢化丁腈橡胶，混合均匀后，依次加入抗氧剂、防老剂、导电炭黑、润滑剂和软化剂，混炼6～8分钟，加入交联剂和助交联剂，混炼3～5分钟，橡胶混炼过程中温度控制在85～100℃、混炼时间不超过20min，薄通五次以上，出料。

Description

一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆专用料，具体地说，涉及一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料及其制备方法。
背景技术
煤炭在我国总能源消耗中一直占据主导地位，高达70％左右。煤炭的安全高效开采在保障国家能源安全方面发挥了重要作用。煤炭的安全、高效开采取决于开采技术及设备。开采设备的高度机械化需要与之匹配的高性能的中高压矿用电缆。目前，中高压矿用电缆方面存在局部放电过高的问题，这是由于屏蔽层通常采用绕包的方式，导致导体、屏蔽层和绝缘层出现不可避免的空隙或气孔，在高电压场强下，孔内气体发生电离，损伤绝缘层，继而产生树枝状放电。目前，为了解决此问题，通常采用挤包的方式，较为先进的工艺是采用三层共挤工艺将导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层同时挤出。绝缘屏蔽层要求与绝缘层可剥离，且在绝缘层上无残留。目前，绝缘屏蔽料通常采用含卤高聚物如氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)或氯化聚乙烯(CPE)，丁腈橡胶(NPR)和乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)等。含卤高聚物为基料制备的半导电屏蔽料在硫化时分解出氯化氢气体，腐蚀导体、硫化管道及模具。丁腈橡胶(NPR)为基料的半导电料门尼粘度高，加入大量的导电炭黑后，难以充分混合，工艺性极差。目前，大多数半导电屏蔽料都是应用于XLPE绝缘的电力电缆，采用乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)的含量在15-30％；而应用于以EPDM绝缘层的矿用电缆的半导电屏蔽料方面的专利非常少，要使半导电绝缘屏蔽料有较好的剥离性能，通常选用醋酸乙烯酯基含量不能低于33％的EVA或EVA／NPR并用作为基体材料。如专利CN1856844B所述，单独采用EVA为基料，VA含量不低于33％，或者采用EVA／NPR并用，NPR含量占5-20wt％，但是采用EVA／NPR并用胶制备的半导电屏蔽料，热老化后会导致绝缘屏蔽层与绝缘层的粘接性明显降低，不能满足粘接性要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料及其制备方法。该电缆专用料具有良好的可剥离性能，且与绝缘层不发生颜色相互迁移，热老化后绝缘屏蔽层与绝缘层的粘接性无明显变化。
为达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，按重量份数，其组分如下：乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)70～100份，氢化丁腈橡胶(HNBR)0～30份，导电炭黑50～100份，交联剂1～4份，助交联剂1～4份，润滑剂5～15份，软化剂5～20份，抗氧剂1～2.5份，防老剂1～2.5份。
所述的乙烯-醋酸乙烯酯聚合物中醋酸乙烯含量为30～60％，熔融指数在190℃时为1～5g／10min，断裂伸长率大于750％。
所述的氢化丁腈橡胶为极性胶种体系，丙烯腈含量在25％～35％之间。
所述的导电炭黑为导电炉法炭黑或超导电炉法炭黑，主要作用为提高屏蔽电缆料的导电性能，本发明更适宜的加入量为60-80份。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，也可为4，4’-双[叔丁过氧基]戊酸正丁酯、1，3-双[叔丁过氧基异丙基]苯、2，5-二甲基-2，5-双[叔丁过氧基]己烷所替代，分量不变。
所述的助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，也可为三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)取代，TAC和HVA-2的分量不变，TMPT为TAIC的1.2倍。
所述的润滑剂为石蜡、机油、硅油中的一种或它们的混合物。
所述的软化剂主要起增塑作用，改善橡胶半导电料的加工工艺性能，根据极性相近原则以及经济性考虑，本发明选用邻苯二甲酸辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二辛脂(DOS)中的一种或它们的混合物。
所述的抗氧剂为4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300#)。
所述的防老剂，主要起防止橡胶老化的作用，选用2，2，3-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)。
一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料制备方法，包括如下步骤：a、称料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～100份、氢化丁腈橡胶0～30份、导电炭黑50～100份、交联剂1～4份、助交联剂1～4份、润滑剂5～15份、软化剂5～20份、抗氧剂1～2.5份、防老剂1～2.5份，待用；b、调整开炼机或密炼机辊距1～2mm，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包辊，然后加入氢化丁腈橡胶，混合均匀后，依次加入抗氧剂、防老剂、导电炭黑、润滑剂和软化剂，混炼6～8分钟，加入交联剂和助交联剂，混炼3～5分钟，橡胶混炼过程中温度控制在85～100℃、混炼时间不超过20分钟，薄通五次以上，出料。
该种可剥离半导电屏蔽电缆专用料与现有的屏蔽用半导电料相比，具有以下有益效果：采用了性能更加优异的高醋酸乙烯酯基的EVA与氢化丁腈橡胶并用，并加入适量的改性机油来改善加工工艺性能和剥离性能，具有优异的导电性能和加工性能，可剥离性好，并且在绝缘层上无残留；尤其重要的是，由于选用了氢化丁腈橡胶，其耐热性能大幅提高，热老化一段时间后，其绝缘层与屏蔽层的粘结性能无明显变化；其物理机械性能(拉伸强度、断裂伸长率和可剥离强度)和体积电阻率完全符合MT818-2009标准的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。
实施例一：一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，按重量份数，其组分如下：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)90份，氢化丁腈橡胶(HNBR)10份，导电炭黑60份，交联剂2.5份，助交联剂3份，润滑剂8份，软化剂15份，抗氧剂1份，防老剂1.5份。
首先将90份EVA与10份HNBR在辊筒温度为90℃的开炼机上包辊混炼1～2分钟，依次加入抗氧剂、防老剂、润滑剂混炼，然后加入1／2导电炭黑和1／2软化剂混炼然后再加入剩余的导电炭黑和软化剂，混炼10～12分钟，最后加入交联剂和助交联剂混炼2～3分钟，薄通5次以上，出料，整个混炼时间控制在20分钟。
实施例二：一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，按重量份数，其组分如下：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)85份，氢化丁腈橡胶(HNBR)15份，导电炭黑80份，交联剂2.5份，助交联剂3份，润滑剂8份，软化剂15份，抗氧剂1份，防老剂1.5份。
首先将85份EVA与15份HNBR在辊筒温度为90℃的开炼机上包辊混炼1～2分钟，依次加入抗氧剂、防老剂、润滑剂混炼，然后加入1／2导电炭黑和1／2软化剂混炼然后再加入剩余的导电炭黑和软化剂，混炼10～12分钟，最后加入交联剂和助交联剂混炼2～3分钟，薄通5次以上，出料，整个混炼时间控制在20分钟。
实施例三：一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，按重量份数，其组分如下：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)100份，导电炭黑100份，交联剂3份，助交联剂3.5份，润滑剂8份，软化剂20份，抗氧剂1份，防老剂1.5份。
首先将100份EVA在辊筒温度为90℃的开炼机上包辊混炼1～2分钟，依次加入抗氧剂、防老剂、润滑剂混炼，然后加入1／2导电炭黑和1／2软化剂混炼然后再加入剩余的导电炭黑和软化剂，混炼10～12分钟，最后加入交联剂和助交联剂混炼2～3分钟，薄通5次以上，出料，整个混炼时间控制在20分钟。

Claims (10)

1.一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：按重量份数，其组分如下：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～100份、氢化丁腈橡胶0～30份、导电炭黑50～100份、交联剂1～4份、助交联剂1～4份、润滑剂5～15份、软化剂5～20份、抗氧剂1～2.5份、防老剂1～2.5份。
2.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯基含量为30～60％，熔融指数在190℃时为1～5g/10min，断裂伸长率大于750％；所述的氢化丁腈橡胶为极性胶种体系，丙烯腈含量在25％～35％之间。
3.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的导电炭黑为导电炉法炭黑或超导电炉法炭黑。
4.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的交联剂为过氧化二异丙苯、4，4’-双[叔丁过氧基]戊酸正丁酯、1，3-双[叔丁过氧基异丙基]苯或2，5-二甲基-2，5-双[叔丁过氧基]己烷。
5.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的份量一样，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的份量为三烯丙基异氰脲酸酯的1.2倍。
6.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的润滑剂为石蜡、机油、硅油中的一种或它们的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的软化剂为邻苯二甲酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛脂中的一种或它们的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的抗氧剂为4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
9.根据权利要求1所述的一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料，其特征是：所述的防老剂为2，2，3-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体。
10.一种可剥离半导电屏蔽电缆专用料制备方法，其特征是：包括如下步骤：a、按重量称料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～100份、氢化丁腈橡胶0～30份、导电炭黑50～100份、交联剂1～4份、助交联剂1～4份、润滑剂5～15份、软化剂5～20份、抗氧剂1～2.5份、防老剂1～2.5份，待用；b、调整开炼机或密炼机辊距1～2分钟，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包辊，然后加入氢化丁腈橡胶，混合均匀后，依次加入抗氧剂、防老剂、导电炭黑、润滑剂和软化剂，混炼6～8分钟，加入交联剂和助交联剂，混炼3～5分钟，橡胶混炼过程中温度控制在85～100℃、混炼时间不超过20min，薄通五次以上，出料。
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