CN104059561B - 一种高延展性电应力控制胶及其生产方法 - Google Patents
一种高延展性电应力控制胶及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种高延展性电应力控制胶及其生产方法。该高延展性电应力控制胶的断裂伸长率2500~3000%，介电常数15~19，体积电阻率1.0×1011~1.0×1012Ω·cm。该高延展性电应力控制胶的生产方法包括使用丁腈橡胶与多种助剂制备混炼胶，然后挤出、压制片状带材，裁切得到高延展性电应力控制胶。与现有的电应力控制胶相比，本发明的高延展性电应力控制胶具有高延展性，消除了使用延展性低的电应力控制胶在施工时易被抻断的弊端；本发明中配方中使用的都是有机物，没有粉末状的无机物，避免了粉尘污染，所以本发明产品在方便了施工的同时兼顾了生产过程中的环保。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域。更具体地，本发明涉及一种高延展性电应力控制胶，还涉及所述高延展性电应力控制胶的生产方法。
背景技术
在中压同轴电缆结构中，绝缘屏蔽层被连接至接地系统，使内部电场为呈现放射状分布的均匀场强。当在安装电缆终端或中间接头时，电缆的半导层被剥去，使得内部电场产生畸变，变为一个不均匀的场强也就是电应力集中。
为了缓解电应力带来的负面影响在通常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，应力控制材料主要有两种：一种是应力控制胶，另一种是应力控制管。本发明所保护的产品就是一种应力控制胶。
在安装电缆终端或中间接头过程中，使用电应力控制胶时，为了保证能很好的贴合，需要把电应力控制胶拉得很长、很薄后再缠绕；而现在市场上的产品延展性都不是很好，在拉的过程中很容易就被拉断，不方便施工，如专利：CN90103331.6、CN200910067125.5、CN200910140609.8、CN201110246946.2、CN200910140610.0所保护的产品就是延展性不好易被拉断的产品。
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高延展性电应力控制胶。
本发明的另一个目的是提供所述一种高延展性电应力控制胶的生产方法。
技术方案
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种高延展性电应力控制胶的生产方法。
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丁腈橡胶、10~30重量份增粘剂 、40~60重量份增韧剂 、2~5重量份软化剂备用；
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶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高延展性电应力控制胶。
根据本发明一种优选实施方式，其特征在于所述的丁腈橡胶中丙烯腈质量百分含量大于23%。
根据本发明另一种优选实施方式，其特征在于所述的增粘剂是一种或多种选自萜烯酚树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂的增粘剂。
根据本发明另一种优选实施方式，其特征在于所述的增韧剂是一种或多种选自液体丁腈、聚乙二醇、聚醚三醇的增韧剂。
根据本发明另一种优选实施方式，其特征在于所述软化剂是一种或多种选自硬脂酸、松焦油的软化剂。
本发明还涉及采用所述的方法得到的高延展性电应力控制胶，所述的高延展性电应力控制胶是由隔离纸或塑料膜与贴附在所述纸或膜上的丁腈橡胶混炼胶组成的。
本发明的一种优选实施方式，它的断裂伸长率2500~3000%、介电常数15~19、体积电阻率1.0×1011~1.0×1012Ω·cm。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及高延展性电应力控制胶的生产方法。
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丁腈橡胶、10~30重量份增粘剂 、40~60重量份增韧剂 、2~5重量份软化剂备用。
所述的丁腈橡胶中丙烯腈质量百分含量大于23%。本发明中使用丁腈橡胶都是目前市场上广泛销售的丁腈橡胶产品，例如兰州石化公司生产的产品。
在本发明中，如果丁腈橡胶的丙烯腈含量小于23%则会使产品的介电常数偏低。
根据本发明，所述的增粘剂应该理解是一种能够使橡胶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自萜烯酚树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂的增粘剂。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重量份丁腈橡胶使用小于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重量份丁腈橡胶使用大于30重量份增粘剂时，则会使产品过硬不利于施工；因此，100重量份丁腈橡胶使用10~30重量份增粘剂是合适的。优选地，100重量份丁腈橡胶使用15~25重量份增粘剂；更优选地，100重量份丁腈橡胶使用10~20重量份增粘剂。
根据本发明，所述的增韧剂应该理解是一种能够使橡胶混炼胶提高韧性增加断裂伸长率的助剂。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。
所述的增韧剂是一种或多种选自液体丁腈、聚乙二醇、聚醚三醇的增韧剂。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重量份丁腈橡胶使用小于40重量份或大于60重量份增韧剂时，都会使产品断裂伸长率较低；因此，100重量份丁腈橡胶使用40~60重量份增韧剂是合适的。优选地，100重量份丁腈橡胶使用45~55重量份增韧剂；更优选地，100重量份丁腈橡胶使用50~55重量份增韧剂。
根据本发明，所述的软化剂应该理解是一种能够调节橡胶混炼胶的混炼加工性的助剂。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。
软化剂是一种或多种选自硬脂酸、松焦油的软化剂。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重量份丁腈橡胶使用小于2重量份软化剂时，则会不能起到改善混炼加工性的作用；如果100重量份丁腈橡胶使用大于5重量份软化剂时，则会使产品粘度下降；因此，100重量份丁腈橡胶使用2~5重量份软化剂是合适的。优选地，100重量份丁腈橡胶使用3~5重量份软化剂；更优选地，100重量份丁腈橡胶使用3~4重量份软化剂。
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶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高延展性电应力控制胶。
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高延展性电应力控制胶，所述的高延展性电应力控制胶是由隔离纸或塑料膜与贴附在所述纸或膜上的丁腈橡胶混炼胶组成的。
采用本发明方法得到的高延展性电应力控制胶进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率的测试
断裂伸长率是根据GB/T528-1998测定的。该标准规定了硫化橡胶或热缩性橡胶拉力应变性能的测定方法。由下述公式计算出试样的断裂伸长率。
式中：
Lb-试样断裂时的标距，mm
L0-试样的初始标距，mm
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高延展性电应力控制胶的断裂伸长率2500~3000%、介电常数15~19、体积电阻率1. 0×1011 ~1. 0×1012Ω·cm。
本发明透明电应力控制胶应用在电缆终端或接头起电应力控制作用，避免因电应力引起的击穿，延长电缆的使用寿命。
有益效果
与现有的电应力控制胶相比，本发明的高延展性电应力控制胶具有下述优点：
1、本发明产品在满足了电应力控制要求的同时具有高延展性，消除了使用延展性低的电应力控制胶在施工时易被抻断的弊端。
2、本发明的配方中都为固体或粘稠液体状的有机化合物，没有粉末状的无机物，在生产是避免了粉尘污染，比传统的电应力控制胶相比具有环保效果。
本发明的高延展性电应力控制胶的电学性能优良，采用GB/T528-1998标准测定的断裂伸长率2500~3000%，采用GB/T1693-2007标准测定的介电常数15~19，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控制的要求，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：本发明高延展性电应力控制胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯腈含量32%丁腈橡胶、20重量份酚醛环氧树脂 、45重量份聚醚三醇、3.5重量份硬脂酸备用
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸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隔离纸之间，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高延展性电应力控制胶。
得到的高延展性电应力控制胶采用本说明书中描述的测定方法进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
断裂伸长率：2540%
介电常数：16.4
体积电阻率：6.9×1011Ω·cm。
实施例2：本发明高延展性电应力控制胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯腈含量27%丁腈橡胶、25重量份双酚A型环氧树脂、55重量份聚乙二醇、4.0重量份松焦油备用；
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸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隔离纸之间，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高延展性电应力控制胶。
得到的高延展性电应力控制胶采用本说明书中描述的测定方法进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
断裂伸长率：2960%
介电常数：15.6
体积电阻率：8.8×1011Ω·cm
实施例3：本发明高延展性电应力控制胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯腈含量47%丁腈橡胶、15重量份萜烯酚树脂 、50重量份液体丁腈、3.0重量份硬脂酸备用；
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸放在压延机的两个压延辊之间，将其压延辊的距离调整至3.0mm，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高延展性电应力控制胶。
得到的高延展性电应力控制胶采用本说明书中描述的测定方法进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
断裂伸长率：2530%
介电常数：18.4
体积电阻率：2.9×1011Ω·cm。
实施例4：本发明高延展性电应力控制胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯腈含量38%丁腈橡胶、10重量份萜烯酚树脂、10重量份双酚A型环氧树脂、20重量份液体丁腈、30重量份聚醚三醇、3.5重量份松焦油备用；
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶从密炼机中取出备用；
C、挤出成形
将两条隔离纸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隔离纸之间，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高延展性电应力控制胶。
得到的高延展性电应力控制胶采用本说明书中描述的测定方法进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
断裂伸长率：2650%
介电常数：17.7
体积电阻率：4.2×1011Ω·cm。
实施例5：本发明高延展性电应力控制胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯腈含量38%丁腈橡胶、10重量份双酚A型环氧树脂、10重量份酚醛环氧树脂、20重量份聚乙二醇、25重量份聚醚三醇、3.0重量份松焦油备用。
其它实施步骤与实施例1相同。得到的高延展性电应力控制胶采用本说明书中描述的测定方法进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
断裂伸长率：2470%
介电常数：17.2
体积电阻率：5.2×1011Ω·cm。
实施例6：本发明高延展性电应力控制胶的生产
该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丙烯腈含量38%丁腈橡胶、10重量份萜烯酚树脂、10重量份酚醛环氧树脂、25重量份液体丁腈、25重量份聚乙二醇、2.5重量份硬脂酸备用。
其它实施步骤与实施例1相同。得到的高延展性电应力控制胶采用本说明书中描述的测定方法进行了断裂伸长率、介电常数与体积电阻率测定，其测定结果如下：
断裂伸长率：2660%
介电常数：17.8
体积电阻率：4.0×1011Ω·cm。
Claims (7)
1.一种高延展性电应力控制胶的生产方法，其特征在于该方法的步骤如下：
A、称料
称取100重量份丁腈橡胶、10～30重量份增粘剂、40～60重量份增韧剂、2～5重量份软化剂备用；
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，放入丁腈橡胶进行塑炼10min；
b)加入增粘剂，混炼均匀后进行以下步骤；
c)加入1/2的软化剂，混炼均匀后进行以下步骤；
d)加入增韧剂，混炼均匀后进行以下步骤；
e)加入1/2的软化剂，混炼均匀后将混炼好的混炼胶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高延展性电应力控制胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的丁腈橡胶中丙烯腈质量百分含量大于23％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的增粘剂是一种或多种选自萜烯酚树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂的增粘剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的增韧剂是一种或多种选自液体丁腈、聚乙二醇、聚醚三醇的增韧剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述软化剂是一种或多种选自硬脂酸、松焦油的软化剂。
6.根据权利要求1～5中任一项权利要求所述方法所得到的高延展性电应力控制胶，其特征在于它是由隔离纸或塑料膜与贴附在所述纸或膜上的丁腈橡胶混炼胶组成的。
7.根据权利要求6所述的高延展性电应力控制胶，其特征在于它的断裂伸长率2500～3000％、介电常数15～19、体积电阻率1.0×1011～1.0×1012Ω·cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170929 Termination date: 20180320 |