CN103788517A - 一种电力电缆用护套材料及其制备方法 - Google Patents

一种电力电缆用护套材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12-16份，丁腈橡胶：3-6份，氯化丁基橡胶：6-9份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.3-0.5份，二硫化二苯并噻唑：0.3-0.7份，活性剂氧化锌：1.2-1.7份，硬脂酸：2-3份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.6-1份，氯化石蜡：0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇：1-2份，氯铂酸钾：1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯：1-4份，补强剂炭黑330：4-7份，填充剂超细滑石粉：4-6份，填充剂碳酸钙：2.5-4份。本发明还公开了一种电力电缆用护套材料的制备方法。本发明中，所述电缆用护套材料机械性能好，拉伸强度高，撕裂强度及耐磨性能好，耐老化性能优异，制备过程简单，生产成本较低。

Description

一种电力电缆用护套材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆护套技术领域，尤其涉及一种电力电缆用护套材料及其制备方法。
背景技术
电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电力电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高，电力电缆用于传输和分配电能的电缆，常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加。
电力电缆的保护铅皮在敷设时被损坏或在运行中电缆绝缘受机械损伤，引起电缆相间或铅皮间的绝缘击穿，产生的电弧使绝缘材料及电缆外保护层材料燃烧起火。电力电缆最外层一般为橡胶或橡胶合成套,这一层的作用一是绝缘,同时也起保护电缆不受伤害的作用。且长时间的过载运行，电缆绝缘材料的运行温度超过正常发热的最高允许温度，使电缆的外套层老化干枯，并且这种绝缘老化干枯的现象，通常发生在整个电缆线路上，由于电缆绝缘老化干枯，使绝缘材料失去或降低绝缘性能和机械性能，因而容易发生击穿着火燃烧，甚至沿电缆整个长度多处同时发生燃烧起火，如何制备一种耐老化、耐电绝缘性能优异，物理机械性能好，制备过程简单的电力电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种电力电缆用护套材料及其制备方法，所述护套材料所述电缆用护套材料的耐电绝缘性能及耐老化性能好，物理机械性能优异，制备过程简单，生产成本较低。
本发明提出的一种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12-16份，丁腈橡胶：3-6份，氯化丁基橡胶：6-9份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.3-0.5份，二硫化二苯并噻唑：0.3-0.7份，活性剂氧化锌：1.2-1.7份，硬脂酸：2-3份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.6-1份，氯化石蜡：0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇：1-2份，氯铂酸钾：1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯：1-4份，补强剂炭黑330：4-7份，填充剂超细滑石粉：4-6份，填充剂碳酸钙：2.5-4份。
在具体实施方式中，氯磺化聚乙烯的重量份为12.5、12.9、13、13.8、14、15.8、15.9，丁腈橡胶的重量份为3.2、3.7、4、4.3、5.5、5.8，氯化丁基橡胶的重量份为6.4、6.5、7、7.3、7.7、8、8.6、8.9，二甲基二硫代氨基甲酸锌的重量份为0.3、0.35、0.38、0.4、0.42、0.48、0.49，二硫化二苯并噻唑的重量份为0.33、0.4、0.47、0.5、0.52、0.6、0.66、0.67，活性剂氧化锌的重量份为1.25、1.3、1.4、1.42、1.5、1.56、1.6、1.67，硬脂酸的重量份为2.2、2.5、2.8、2.9，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺的重量份为0.62、0.73、0.88、0.89、0.92，氯化石蜡的重量份为0.52、0.66、0.7、0.73、0.8、0.9、0.95，表面活化剂聚乙二醇的重量份为1.1、1.3、1.4、1.6、1.7、1.9，氯铂酸钾的重量份为1.55、1.56、1.67、1.7、1.82、1.94、1.98，邻苯二甲酸二辛酯的重量份为1.2、1.7、2.2、2.5、3、3.5、3.7、3.9，补强剂炭黑330的重量份为4.2、4.6、5、5.5、6、6.2、6.7，填充剂超细滑石粉的重量份为4.2、4.6、5、5.5、5.9，填充剂碳酸钙的重量份为2.6、2.8、3、3.4、3.8、3.9。
优选地，氯磺化聚乙烯：丁腈橡胶：氯化丁基橡胶的重量比为（6-7）：（2-3）：4。
优选地，二甲基二硫代氨基甲酸锌与活性剂氧化锌的重量比为0.18-0.4。
优选地，所述填充剂超细滑石粉的粒径为24-40微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
优选地，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12-14份，丁腈橡胶：4-6份，氯化丁基橡胶：7-8份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.4-0.5份，二硫化二苯并噻唑：0.5-0.6份，活性剂氧化锌：1.3-1.5份，硬脂酸：2-3份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.6-1份，氯化石蜡：0.7-0.9份，表面活化剂聚乙二醇：1.5-1.8份，氯铂酸钾：1.7-2份，邻苯二甲酸二辛酯：2.5-3.7份，补强剂炭黑330：5-6份，填充剂超细滑石粉：5-6份，填充剂碳酸钙：3-4份。
本发明还公开了一种根据上述电力电缆用护套材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼10-13分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼12-15分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为100-120摄氏度，混炼时间为20-60秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100-115摄氏度，轧片时间为8-10分钟。
本发明中，通过添加氯磺化聚乙烯并与丁腈橡胶、氯化丁基橡胶混合使用，可显著增强护套材料的物理机械性能，耐老化性能及优异的耐电绝缘性能，使用二甲基二硫代氨基甲酸锌与二硫化二苯并噻唑共用具有更高的硫化活性，并配合使用硬脂酸及活性剂氧化锌，可较明显的增加护套材料的硬度及机械强度，在其中混合使用防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰胺，可有效避免橡胶加工过程中出现的早期硫化现象，具有优异的防焦效果，使用补强剂炭黑330、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙作为补强填充体系，可大大改善护套材料的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性能。本发明中，所述电力电缆用护套材料耐电绝缘性能及耐老化性能好，物理机械性能优异，制备过程简单，生产成本较低。
具体实施方式
本发明提出的一种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12-16份，丁腈橡胶：3-6份，氯化丁基橡胶：6-9份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.3-0.5份，二硫化二苯并噻唑：0.3-0.7份，活性剂氧化锌：1.2-1.7份，硬脂酸：2-3份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.6-1份，氯化石蜡：0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇：1-2份，氯铂酸钾：1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯：1-4份，补强剂炭黑330：4-7份，填充剂超细滑石粉：4-6份，填充剂碳酸钙：2.5-4份。
上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼10-13分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼12-15分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为100-120摄氏度，混炼时间为20-60秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100-115摄氏度，轧片时间为8-10分钟。
实施例1
一种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12.5份，丁腈橡胶：3.7份，氯化丁基橡胶：8.9份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.35份，二硫化二苯并噻唑：0.66份，活性剂氧化锌：1.25份，硬脂酸：2.9份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.62份，氯化石蜡：0.95份，表面活化剂聚乙二醇：1.3份，氯铂酸钾：1.7份，邻苯二甲酸二辛酯：1.7份，补强剂炭黑330：6.7份，填充剂超细滑石粉：4.2份，填充剂碳酸钙：2.8份；
所述填充剂超细滑石粉的粒径为35微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼13分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼12分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为120摄氏度，混炼时间为20秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为115摄氏度，轧片时间为8分钟。
实施例2
种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：13.8份，丁腈橡胶：3.7份，氯化丁基橡胶：7.3份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.38份，二硫化二苯并噻唑：0.48份，活性剂氧化锌：1.67份，硬脂酸：2.5份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.92份，氯化石蜡：0.66份，表面活化剂聚乙二醇：1.3份，氯铂酸钾：1.98份，邻苯二甲酸二辛酯：1.7份，补强剂炭黑330：6.7份，填充剂超细滑石粉：5份，填充剂碳酸钙：2.6份；
所述填充剂超细滑石粉的粒径为39微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼10分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼15分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为100摄氏度，混炼时间为60秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100摄氏度，轧片时间为10分钟。
实施例3
一种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：15.9份，丁腈橡胶：12.9份，氯化丁基橡胶：6.5份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.42份，二硫化二苯并噻唑：0.4份，活性剂氧化锌：1.6份，硬脂酸：2.2份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.62份，氯化石蜡：0.9份，表面活化剂聚乙二醇：1.3份，氯铂酸钾：1.82份，邻苯二甲酸二辛酯：3.5份，补强剂炭黑330：4.6份，填充剂超细滑石粉：5.9份，填充剂碳酸钙：2.6份；
所述填充剂超细滑石粉的粒径为25微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼12分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼13分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为110摄氏度，混炼时间为50秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为110摄氏度，轧片时间为9分钟。
实施例4
一种电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：13.5份，丁腈橡胶：6份，氯化丁基橡胶：7.3份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.42份，二硫化二苯并噻唑：0.55份，活性剂氧化锌：1.4份，硬脂酸：2.5份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.7份，氯化石蜡：0.8份，表面活化剂聚乙二醇：1.7份，氯铂酸钾：1.9份，邻苯二甲酸二辛酯：3份，补强剂炭黑330：5.5份，填充剂超细滑石粉：5.9份，填充剂碳酸钙：3.3份；
所述填充剂超细滑石粉的粒径为33微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼11分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼13分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为115摄氏度，混炼时间为40秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为105摄氏度，轧片时间为9分钟。
在上述实施例中，通过添加氯磺化聚乙烯并与丁腈橡胶、氯化丁基橡胶混合使用，可显著增强护套材料的物理机械性能，耐老化性能及优异的耐电绝缘性能，使用二甲基二硫代氨基甲酸锌与二硫化二苯并噻唑共用具有更高的硫化活性，并配合使用硬脂酸及活性剂氧化锌，可较明显的增加护套材料的硬度及机械强度，在其中混合使用防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰胺，可有效避免橡胶加工过程中出现的早期硫化现象，具有优异的防焦效果，使用补强剂炭黑330、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙作为补强填充体系，可大大改善护套材料的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性能。本发明中，所述电力电缆用护套材料耐电绝缘性能及耐老化性能好，物理机械性能优异，制备过程简单，生产成本较低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力电缆用护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12-16份，丁腈橡胶：3-6份，氯化丁基橡胶：6-9份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.3-0.5份，二硫化二苯并噻唑：0.3-0.7份，活性剂氧化锌：1.2-1.7份，硬脂酸：2-3份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.6-1份，氯化石蜡：0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇：1-2份，氯铂酸钾：1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯：1-4份，补强剂炭黑330：4-7份，填充剂超细滑石粉：4-6份，填充剂碳酸钙：2.5-4份。
2.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，氯磺化聚乙烯：丁腈橡胶：氯化丁基橡胶的重量比为（6-7）：（2-3）：4。
3.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，二甲基二硫代氨基甲酸锌与活性剂氧化锌的重量比为0.18-0.4。
4.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，所述填充剂超细滑石粉的粒径为24-40微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯：12-14份，丁腈橡胶：4-6份，氯化丁基橡胶：7-8份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.4-0.5份，二硫化二苯并噻唑：0.5-0.6份，活性剂氧化锌：1.3-1.5份，硬脂酸：2-3份，N-环己基硫代邻苯二甲酰胺：0.6-1份，氯化石蜡：0.7-0.9份，表面活化剂聚乙二醇：1.5-1.8份，氯铂酸钾：1.7-2份，邻苯二甲酸二辛酯：2.5-3.7份，补强剂炭黑330：5-6份，填充剂超细滑石粉：5-6份，填充剂碳酸钙：3-4份。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的电力电缆用护套材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按配比称取氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氯化丁基橡胶、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
S2、将S1中的氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶及氯化丁基橡胶在密炼机中混炼10-13分钟，然后加入活性剂氧化锌、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯铂酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼12-15分钟；
S3、将S2得到的物料中加入N-环己基硫代邻苯二甲酰胺、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为100-120摄氏度，混炼时间为20-60秒；
S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100-115摄氏度，轧片时间为8-10分钟。
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