CN104046308B - 一种电应力疏散胶及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电应力疏散胶及其生产方法。该电应力疏散胶的介电常数13~22，体积电阻率1.0×1011~1.0×1012Ω·cm。该电应力疏散胶的生产方法包括使用丙烯酸酯橡胶与多种助剂制备混炼胶，然后挤出、压制成片状，裁切得到电应力疏散胶。与现有的电应力疏散胶相比，本发明的电应力疏散胶率先采用了丙烯酸酯橡胶作为主体橡胶；本发明采用了非导电填料的电性能调节剂，消除了使用导电填料带来的体积电阻率明显下降（降低材料绝缘性）的弊端；本发明采用了增塑剂调节胶体的硬度，使得胶体具有一定的冷流性，能够更好地贴合电缆半导层切段处，起到更好的电应力疏散作用。所以本发明具有更好的电应力疏散作用。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域。更具体地，本发明涉及一种电应力疏散胶，还涉及所述电应力疏散胶的生产方法。
背景技术
在高压电力电缆终端或接头的施工过程中，电缆的半导层被切段，电场发生畸变而分布不均匀，若不采取适当的措施均匀电场，会因电应力过分集中而发生放电以致引起电击穿。不进行电应力控制的高压电缆终端或接头其运行的寿命会极短，一般不会超过一年。因此，凡是在6KV及以上的电压下运行的所有半导层电力电缆终端或接头都要求采取控制电应力的措施，使电缆半导层切断处的电场分布均匀，避免因放电引起的电击穿，以提高终端或接头的运行寿命。
一般解决电应力的方法有两种：一种是在半导层切断处加电应力控制锥来改善电场分布；另一种方法是在采用具有一定电力参数的材料来解决电应力集中的问题，应力控制材料常用的有两种：一种是应力疏散胶，另一种是应力控制管。本发明所保护的产品就是一种应力疏散胶。
应力疏散胶的主体橡胶的选择对产品的性能有很大的影响，目前市场上产品都选用氯醚橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶做主体橡胶，如专利：CN90103331.6、CN200910067125.5、CN200910140609.8、CN201110246946.2、CN200910140610.0，不同于本发明配方中采用丙烯酸酯橡胶作为主体橡胶。虽然专利CN200610088376.8中没明确所用的主体橡胶但与本发明所述的配方其他成分所用的种类和用量都有所不同。
因此，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究，终于完成了本发明。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种电应力疏散胶。
本发明的另一个目的是提供所述一种电应力疏散胶的生产方法。
技术方案
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种电应力疏散胶的生产方法。
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯酸酯橡胶、10~30重量份增粘剂、80~140重量份电性能调节剂、2~10重量份增塑剂备用；
B、混炼
将步骤A）称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50~60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min；
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤；
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至0.3~5.0mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层隔离纸或塑料膜之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与塑料膜连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶。
根据本发明一种优选实施方式，其所述丙烯酸酯橡胶是由一种或多种单体聚合而成选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯的单体。
根据本发明另一种优选实施方式，其所述的增粘剂是一种或多种选松香、聚合松香、石油树脂或古马隆树脂的增粘剂。
根据本发明另一种优选实施方式，其所述的电性能调节剂是一种或多种选自钛酸钡、碳化硅的电性能调节剂。
根据本发明另一种优选实施方式，其所述增塑剂是一种或多种选自环氧大豆油、环烷油、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸丙二醇聚酯、硬脂酸或氯化石蜡的增塑剂。
本发明还涉及采用所述的方法得到的电应力疏散胶，所述的电应力疏散胶是由隔离纸或塑料膜与贴附在所述纸或膜上的丙烯酸酯橡胶混炼胶组成的。
本发明的一种优选实施方式，它的介电常数13~22、体积电阻率1.0×1011~1.0×1012 Ω·cm。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种电应力疏散胶的生产方法。
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯酸酯橡胶、10~30重量份增粘剂、80~140重量份电性能调节剂、2~10重量份增塑剂备用。
所述丙烯酸酯橡胶是由一种或多种单体聚合而成选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯的单体。
丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和丙烯酸酯橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。
本发明中使用丙烯酸酯橡胶都是目前市场上广泛销售的丙烯酸酯橡胶产品，例如遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂生产的产品。
根据本发明，所述的增粘剂应该理解是一种能够使混炼胶具有粘性的助剂。因此，凡是具有这种性能又不损害本发明所使用橡胶性能的这样一些化学物质都可以用于本发明。
所述的增粘剂是一种或多种选松香、聚合松香、石油树脂或古马隆树脂的增粘剂。它们都是化工技术领域里通常使用的在市场上普遍销售的化工产品。
在本发明中，如果100重量份丙烯酸酯橡胶使用小于10重量份增粘剂时，则会产品在缠绕电缆时没有粘性；如果100重量份丙烯酸酯橡胶使用大于30重量份增粘剂时，则会使产品过硬不利于施工；因此，100重量份丙烯酸酯橡胶使用10~30重量份增粘剂是合适的。优选地，100重量份丙烯酸酯橡胶使用15~25重量份增粘剂；更优选地，100重量份丙烯酸酯橡胶使用15~20重量份增粘剂。
根据本发明，所述的电性能调节剂应该理解是一种能够调节混炼胶介电常数的助剂。因此，凡是具有这种性能又不损害本发明所使用橡胶性能的这样一些化学物质都可以用于本发明。
所述的电性能调节剂是一种或多种选自钛酸钡、碳化硅的电性能调节剂。它们都是化工技术领域里通常使用的在市场上普遍销售的化工产品。
在本发明中，如果100重量份丙烯酸酯橡胶使用小于80重量份电性能调节剂时，则会使产品介电常数较低达不到使用要求；如果100重量份丙烯酸酯橡胶使用大于140重量份电性能调节剂时，则会使产品介电损耗过高；因此，100重量份丙烯酸酯橡胶使用80~140重量份电性能调节剂是合适的。优选地，100重量份丙烯酸酯橡胶使用90~130重量份电性能调节剂；更优选地，100重量份丙烯酸酯橡胶使用100~120重量份电性能调节剂。
根据本发明，所述的增塑剂应该理解是一种能够调节混炼胶硬度的助剂。因此，凡是具有这种性能又不损害本发明所使用橡胶性能的这样一些化学物质都可以用于本发明。
所述增塑剂是一种或多种选自环氧大豆油、环烷油、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸丙二醇聚酯、硬脂酸或氯化石蜡的增塑剂。它们都是化工技术领域里通常使用的在市场上普遍销售的化工产品。
在本发明中，如果100重量份丙烯酸酯橡胶使用小于2重量份增塑剂时，则会使产品冷流性较差；如果100重量份丙烯酸酯橡胶使用大于10重量份增塑剂时，则会使产品易被拉断；因此，100重量份丙烯酸酯橡胶使用2~10重量份增塑剂是合适的。优选地，100重量份丙烯酸酯橡胶使用3~9重量份增塑剂；更优选地，100重量份丙烯酸酯橡胶使用5~6重量份增塑剂。
B、混炼
将步骤A）称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50~60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。本发明使用的密炼机是化工技术领域里通常使用的在市场上普遍销售的密炼机，例如威福兴机械（上海）有限公司生产的WFH-55L型密炼机。
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至0.3~5.0mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层隔离纸或塑料膜之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与隔离纸或塑料膜连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶。
所述的压延机主要由辊筒、机架、辊距调节装置、辊温调节装置、传动装置、润滑系统和控制系统等组成，一般它有两个或两个以上的辊筒，它能够将橡胶或塑料压制展延成一定厚度和表面形状的胶片，并可对各种基体进行挂胶。本发明使用的压延机是化工技术领域里通常使用的在市场上普遍销售的压延机，例如东莞利拿机械有限公司生产的压延机。
所述的橡胶挤出机也是化工技术领域里通常使用的在市场上普遍销售的挤出机，例如武进市鸣凰橡塑机械设备厂生产的XJ65型橡胶挤出机。
本发明还涉及采用所述的方法得到的电应力疏散胶，所述的电应力疏散胶是由隔离纸或塑料膜与贴附在所述纸或膜上的丙烯酸酯橡胶混炼胶组成的。
采用本发明方法得到的电应力疏散胶进行了介电常数与体积电阻率的测试。
介电常数是根据GB/T1693-2007测定的。该方法适用于试样置于频率为50Hz的交变电场下，测定其介质损耗角正切值或电容，并通过电容计算出介电常数。由下述公式计算出试样的介电常数。
式中：
CX-试样电容量，pF
D1-管内径，cm
D2-管外径，cm
L-电极长度，cm
介电常数的测定所使用的仪器是天津无线电六厂生产的YY-2814型介电常数测定仪，测定是在下述条件下进行的：频率=100Hz。
体积电阻率是根据GB/T1692-92测定的。该方法适用于电阻大于108Ω的硫化橡胶绝缘电阻率的测定。通过对试样施加直流电压，测试通过垂直于试样或沿试样表面的泄漏电流，由下述公式计算出试样的体积电阻率或表面电阻率。
体积电阻率=RV·S/d
式中：
RV-体积电阻，Ω
S-电极有效面积，cm2
d-试样厚度，cm
体积电阻率测定所使用的仪器是上海泰鸥电子有限公司生产的ZC-90G，测定是在下述条件下进行的：电压=1000V，测定温度23±2℃，相对湿度60﹪-70﹪。
采用上述方法测定本发明一种透明电应力疏散胶的介电常数13~22、体积电阻率1. 0×1011 ~1. 0×1012Ω·cm。
本发明电应力疏散胶应用在电缆终端或接头起电应力疏散作用，避免因电应力引起的击穿，延长电缆的使用寿命。
有益效果
与现有的电应力疏散胶相比，本发明的电应力疏散胶具有下述优点：
1、本发明率先采用了丙烯酸酯橡胶作为主体橡胶
2、本发明使用非导电填料的电性能调节剂，使得随着添加量增加介电常数增加的同时体积电阻率基本不变，消除了使用导电填料带来的体积电阻率明显下降（降低材料绝缘性）的弊端。
3、本发明采用了增塑剂调节胶体的硬度，使得胶体具有一定的冷流性，能够更好地贴合电缆切段处，起到更好的电应力疏散作用
本发明的电应力疏散胶的电学性能优良，采用GB/T1693-2007标准测定的介电常数13~22，采用GB/T1692-92标准测定其体积电阻率1.0×1011~1.0×1012Ω·cm。这些性能满足了6~35KV电缆终端或接头电应力疏散的要求，所以使用本品能够延长电缆的使用寿命，具有很好应用前景。
具体实施方式
下面通过这些实施例将更好的理解本发明
实施例1：本发明电应力疏散胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份由丙烯酸甲酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、20重量份聚合松香、110重量份钛酸钡、6重量份环烷油备用；
B、混炼
将步骤A）称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50~60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min；
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤；
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至2.0mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层塑料膜之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与塑料膜连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶。
得到的电应力疏散胶采用本说明书中描述的测定方法进行了介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
介电常数：17.2
体积电阻率：5.5×1011 Ω·cm。
实施例2：本发明电应力疏散胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份由丙烯酸乙酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、10重量份松香、130重量份碳化硅、9重量份偏苯三酸三辛酯备用；
B、混炼
将步骤A）称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50~60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min；
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤；
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至0.4mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层塑料膜之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与塑料膜连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶。
得到的电应力疏散胶采用本说明书中描述的测定方法进行了介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
介电常数：21.7
体积电阻率：2.8×1011 Ω·cm。
实施例3：本发明电应力疏散胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份由丙烯酸丁酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、25重量石油树脂、90重量份钛酸钡、2重量份己二酸丙二醇聚酯备用；
B、混炼
将步骤A）称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50~60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min；
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤；
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至4.0mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层隔离纸之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与隔离纸连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶。
得到的电应力疏散胶采用本说明书中描述的测定方法进行了介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
介电常数：13.3
体积电阻率：8.7×1011 Ω·cm。
实施例4：本发明电应力疏散胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份由丙烯酸-2-乙基己酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、15重量古马隆树脂、100重量份碳化硅、4重量份邻苯二甲酸二辛酯备用；
B、混炼
将步骤A）称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50~60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min；
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤；
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至1.5mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层塑料膜之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与塑料膜连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶。
得到的电应力疏散胶采用本说明书中描述的测定方法进行了介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
介电常数：17.0
体积电阻率：5.6×1011 Ω·cm。
实施例5：本发明电应力疏散胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取50重量份由丙烯酸乙酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、50重量份由丙烯酸-2-乙基己酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、20重量松香、10重量份聚合松香、105重量份钛酸钡、3重量份己二酸二辛酯、2重量份硬脂酸备用。
其它实施步骤与实施例1相同。得到的电应力疏散胶采用本说明书中描述的测定方法进行了介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
介电常数：14.5
体积电阻率：7.6×1011 Ω·cm。
实施例6：本发明电应力疏散胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取60重量份由丙烯酸甲酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、40重量份由丙烯酸丁酯单体聚合而成的丙烯酸酯橡胶、5重量份聚合松香、5重量份石油树脂、5重量古马隆树脂、60重量份钛酸钡、60重量份碳化硅、6重量份偏苯三酸三辛酯、2重量份氯化石蜡备用。
其它实施步骤与实施例1相同。得到的电应力疏散胶采用本说明书中描述的测定方法进行了介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
介电常数：19.4
体积电阻率：4.1×1011 Ω·cm。
Claims (6)
1.一种电应力疏散胶的生产方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯酸酯橡胶、10～30重量份增粘剂、80～140重量份电性能调节剂、2～10重量份增塑剂备用；
B、混炼
将步骤A)称取的物料使用密炼机制备成混炼胶，具体工艺步骤如下：
a)将密炼机升温到50～60摄氏度，放入丙烯酸酯橡胶进行塑炼10min；
b)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入1/2的增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后进行以下步骤；
f)加入1/2的电性能调节剂，混炼均匀后进行以下步骤；
g)加入1/2的增塑剂，混炼均匀后将混炼好的胶块从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸或塑料膜放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至0.3～5.0mm，然后使用橡胶挤出机将步骤B)得到的混炼胶挤出在两层隔离纸或塑料膜之间，同时开动压延机将所述的混炼胶与塑料膜连续挤压成片状带材，再根据需要裁切成适当的长度，得到所述的电应力疏散胶；
所述的电性能调节剂是碳化硅。
2.根据权利要求1所述的电应力疏散胶的生产方法，其特征在于，所述丙烯酸酯橡胶是由一种或多种单体聚合而成，选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯的单体。
3.根据权利要求1所述的电应力疏散胶的生产方法，其特征在于，所述的 增粘剂是一种或多种选自松香、聚合松香、石油树脂和古马隆树脂的增粘剂。
4.根据权利要求1所述的电应力疏散胶的生产方法，其特征在于，所述增塑剂是一种或多种选自环氧大豆油、环烷油、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸丙二醇聚酯、硬脂酸和氯化石蜡的增塑剂。
5.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的电应力疏散胶的生产方法所得到的电应力疏散胶，其特征在于，它是由隔离纸或塑料膜与贴附在所述隔离纸或塑料膜上的丙烯酸酯橡胶混炼胶组成的。
6.根据权利要求5所述的电应力疏散胶，其特征在于，它的介电常数为13～22、体积电阻率为1.0×1011～1.0×1012Ω·cm。
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| EA-01电应力疏散胶的研制;孙克时等;《中国胶粘剂》;19941231;第3卷(第6期);第1-3页，第8页 * |
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