CN105255017B - 中压电力电缆用乙丙绝缘料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种中压电力电缆用乙丙绝缘料及其制备方法，所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：三元乙丙橡胶80~100份、氧化锌5~8份、硬脂酸0.5~2份、石蜡2~8份、稳定剂1~4份、4.4一双（2.2‑二甲基苄基）二苯胺1~8份、2‑巯基苯并咪唑1~8份、改性煅烧陶土50~80份、过氧化二异丙苯2~8份、三烯丙基异氰脲酸酯1~4份；所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50；所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A‑172改性。本发明拉伸强度大，断裂伸长率长，硫化程度高，拉伸永久变形比较小，保证了挤成绝缘线芯后成缆时不互相压扁，电气性能优异，介电强度较高，热稳定性好。

Description

中压电力电缆用乙丙绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明涉及乙丙绝缘料技术领域，具有涉及一种中压电力电缆用乙丙绝缘料及其制备方法。
背景技术
交联聚乙烯（XLPE）绝缘材料在中压电缆应用已经相当广泛，但是低温柔软性，耐水树，耐电树及耐电晕性能等方面仍然不足。与XLPE，PE绝缘料相比，乙丙橡胶具有很高的运行可靠性及其他优点，如高的耐湿性能，浸水后电气和机械性能几乎不下降，耐水树形成能力好，耐电晕及耐热性能好，热膨胀率小，结构稳定性好。随着橡胶生产，加工混炼和硫化工艺等方面的技术发展，使乙丙胶用于中压电力电缆的可靠性不断提高，其在电缆生产中的用量也不断增加。
近几年随着中国经济的高速发展，能源供应紧张的矛盾越来越突出，并将持续很长时间。全国各地开始发展电力基础设施，火电厂，风电厂和核电站开始大量建设。根据电厂的设计要求，需要采用大量的电缆作为封闭母线，设计的电缆型号规格为8.7/15kV。并且国内煤矿移动变电站用中压电缆，石油平台中压电缆和船用电缆采用的乙丙绝缘电缆也越来越多。
国内目前针对中压电缆用乙丙绝缘料有专利CN 103601985 A，该专利存在以下缺点：
1、该专利选用了乙丙和乙丁橡胶混合使用，而两种橡胶对于硫化剂的溶解度不一样，会因为硫化速度不同而导致的机械性能变差的情况。
2、采用了气相法白炭黑作为补强剂，气相法炭黑会导致的门尼粘度直线上升，导致加工和挤出困难，并且气相法白炭黑粒径较细难以分散容易形成粉粒子导致击穿。
3、选用防老剂 四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯1010和防老剂 4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚）300，并且用量大有10~20份，两种防老剂都属于酚类防老剂对过氧化物硫化体系有较大的影响，会因为硫化不足导致抗张强度下降以及绝缘线芯成缆时线芯的严重压扁，因而此类防老剂多用于聚烯烃电缆料中。
发明内容
本发明的目的是提供一种中压电力电缆用乙丙绝缘料，该中压电力电缆用乙丙绝缘料拉伸强度大，断裂伸长率长，硫化程度高，拉伸永久变形比较小，保证了挤成绝缘线芯后成缆时不互相压扁，电气性能优异，介电强度较高，热稳定性好；同时提供一种上述中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的第一技术方案是：一种中压电力电缆用乙丙绝缘料，所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：
三元乙丙橡胶 80~100份，
氧化锌 5~8份，
硬脂酸 0.5~2份，
石蜡 2~8份，
稳定剂 1~4份，
4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺 1~8份，
2-巯基苯并咪唑 1~8份，
改性煅烧陶土 50~80份，
过氧化二异丙苯 2~8份，
三烯丙基异氰脲酸酯 1~4份；
所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50；
所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合的混合物；
所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性。
上述技术方案进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：
三元乙丙橡胶 80~100份，
氧化锌 5~8份，
硬脂酸 0.5~2份，
石蜡 2~8份，
稳定剂 1~4份，
4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺 1~8份，
2-巯基苯并咪唑 1~8份，
改性煅烧陶土 50~80份，
过氧化二异丙苯 2~8份，
三烯丙基异氰脲酸酯 1~4份；
2. 上述方案中，所述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体中的一种。
3. 上述方案中，所述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑MB按照1：1~6质量比复配而成。
为达到上述发明目的，本发明采用的第二技术方案是：一种中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将三元乙丙橡胶80~100份加入密炼机进行密炼成型；
步骤二、依次加入氧化锌5~8份、硬脂酸0.5~2份、石蜡2~8份、稳定剂1~4份、4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺1~8份、2-巯基苯并咪唑1~8份、改性煅烧陶土50~80份，混炼均匀；所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50，所述氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合，所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性；
步骤三、卸料，卸料温度低于130℃；
步骤四、将步骤三获得的料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为2层，滤橡温度控制在100~130℃；
步骤五、将滤橡后的胶料放入密炼机中并加入过氧化二异丙苯2~8份和三烯丙基异氰脲酸酯1~4份，密炼时间1min，卸料，卸料温度低于100℃；
步骤六、将胶料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为3层，滤橡温度控制在90~100℃。
步骤七、将滤橡后的胶料放入开炼机进行翻炼，薄通2~4次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装。
上述技术方案进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，所述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体中的一种。
2. 上述方案中，所述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑MB按照1：1~6质量比复配而成。
3. 上述方案中，所述步骤四中滤网有两层内层为40~100目，外层为60~180目。
4. 上述方案中，所述步骤六中滤网有三层内层为40~100目，中层为50~100目，最外层为60~180目。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明中压电力电缆用乙丙绝缘料及其制备方法，其拉伸强度大，断裂伸长率长，硫化程度高，拉伸永久变形比较小，保证了挤成绝缘线芯后成缆时不互相压扁，电气性能优异，介电强度较高，热稳定性好，耐180度高温老化性能优异，经过180度10天老化，伸长率的变化率都在40%以内；采用了过氧化二异丙苯作为硫化剂,三烯丙基异氰脲酸酯作为硫化促进剂，进一步提高了交联度，改善压缩变形，并配合4，4’-双（α. α’-二甲基苄基）二苯胺防老剂445及2-巯基苯并咪唑防老剂MB提高耐高温老化性能;其次采用了1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体作为稳定剂，不仅润滑效果好，不易燃烧、挥发性极低、热稳定性高，配合4，4’-双（α. α’-二甲基苄基）二苯胺防老剂445及2-巯基苯并咪唑防老剂MB配合使用可以进一步提高耐高温老化性能，同时可以稳定通过电压，提高介电强度。并且这两种防老剂都不属于苯酚防老剂对过氧化物硫化影响较小。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种中压电力电缆用乙丙绝缘料，所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：
三元乙丙橡胶 100份，
氧化锌 5份，
硬脂酸 0.5份，
石蜡 7份，
稳定剂 2份，
4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺 1.5份，
2-巯基苯并咪唑 3份，
改性煅烧陶土 80份，
过氧化二异丙苯 7份，
三烯丙基异氰脲酸酯 4份；
所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50；
上述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合的混合物；
上述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性。
上述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体。
上述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑按照1：2质量比复配而成。
本实施例的中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法如下：包括以下步骤：
步骤一、将三元乙丙橡胶100份加入密炼机进行密炼成型；
步骤二、依次加入氧化锌5份、硬脂酸0.5份、石蜡7份、稳定剂2份、4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺1.5份、2-巯基苯并咪唑3份、改性煅烧陶土80份，混炼均匀；所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50，所述氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合，所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性；
步骤三、卸料，卸料温度低于130℃；
步骤四、将步骤三获得的料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为2层，滤橡温度控制在100~130℃；
步骤五、将滤橡后的胶料放入密炼机中并加入过氧化二异丙苯7份和三烯丙基异氰脲酸酯4份，密炼时间1min，卸料，卸料温度低于100℃；
步骤六、将胶料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为3层，滤橡温度控制在90~100℃。
步骤七、将滤橡后的胶料放入开炼机进行翻炼，薄通2~4次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装。
上述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体中的一种。
上述步骤四中滤网有两层内层为40~100目，外层为60~180目。
上述步骤六中滤网有三层内层为40~100目，中层为50~100目，最外层为60~180目。
实施例2：一种中压电力电缆用乙丙绝缘料，所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：
三元乙丙橡胶 90份，
氧化锌 6份，
硬脂酸 0.6份，
石蜡 6份，
稳定剂 3份，
4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺 2份，
2-巯基苯并咪唑 6份，
改性煅烧陶土 70份，
过氧化二异丙苯 6份，
三烯丙基异氰脲酸酯 3份；
所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50；
所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合的混合物；
所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性。
上述稳定剂为1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体。
上述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑按照1：3质量比复配而成。
本实施例的中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法如下：包括以下步骤：
步骤一、将三元乙丙橡胶90份加入密炼机进行密炼成型；
步骤二、依次加入氧化锌6份、硬脂酸0.6份、石蜡6份、稳定剂3份、4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺1份、2-巯基苯并咪唑3份、改性煅烧陶土70份，混炼均匀；所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50，所述氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合，所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性；
步骤三、卸料，卸料温度低于130℃；
步骤四、将步骤三获得的料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为2层，滤橡温度控制在100~130℃；
步骤五、将滤橡后的胶料放入密炼机中并加入过氧化二异丙苯6份和三烯丙基异氰脲酸酯3份，密炼时间1min，卸料，卸料温度低于100℃；
步骤六、将胶料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为3层，滤橡温度控制在90~100℃。
步骤七、将滤橡后的胶料放入开炼机进行翻炼，薄通2~4次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装。
上述述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体中的一种。
上述步骤四中滤网有两层内层为40~100目，外层为60~180目。
上述步骤六中滤网有三层内层为40~100目，中层为50~100目，最外层为60~180目。
实施例3：一种中压电力电缆用乙丙绝缘料，所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：
三元乙丙橡胶 80份，
氧化锌 7份，
硬脂酸 0.7份，
石蜡 5份，
稳定剂 4份，
4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺 2份，
2-巯基苯并咪唑 5份，
改性煅烧陶土 65份，
过氧化二异丙苯 5份，
三烯丙基异氰脲酸酯 2份；
所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50；
所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合的混合物；
所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性。
上述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体。
上述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑按照1：2.5质量比复配而成。
本实施例中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将三元乙丙橡胶80份加入密炼机进行密炼成型；
步骤二、依次加入氧化锌7份、硬脂酸0.7份、石蜡5份、稳定剂4份、4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺2份、2-巯基苯并咪唑5份、改性煅烧陶土65份，混炼均匀；所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50，所述氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合，所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性；
步骤三、卸料，卸料温度低于130℃；
步骤四、将步骤三获得的料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为2层，滤橡温度控制在100~130℃；
步骤五、将滤橡后的胶料放入密炼机中并加入过氧化二异丙苯5份和三烯丙基异氰脲酸酯2份，密炼时间1min，卸料，卸料温度低于100℃；
步骤六、将胶料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为3层，滤橡温度控制在90~100℃。
步骤七、将滤橡后的胶料放入开炼机进行翻炼，薄通2~4次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装。
上述述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体中的一种。
上述步骤四中滤网有两层内层为40~100目，外层为60~180目。
上述步骤六中滤网有三层内层为40~100目，中层为50~100目，最外层为60~180目。
将上述实施例1~3得到的中电力电缆用乙丙橡胶绝缘料经过试验测试，性能表1所示。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种中压电力电缆用乙丙绝缘料，其特征在于：所述乙丙绝缘料由以下质量份的组分组成：
三元乙丙橡胶 80~100份，
氧化锌 5~8份，
硬脂酸 0.5~2份，
石蜡 2~8份，
稳定剂 1~4份，
4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺 1~8份，
2-巯基苯并咪唑 1~8份，
改性煅烧陶土 50~80份，
过氧化二异丙苯 2~8份，
三烯丙基异氰脲酸酯 1~4份；
所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50；
所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合的混合物；
所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性；
所述稳定剂为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体或1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体中的一种。
2.根据权利要求1所述的中压电力电缆用乙丙绝缘料，其特征在于：所述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑按照1：1~6质量比复配。
3.一种用于权利要求1所述的中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将三元乙丙橡胶80~100份加入密炼机进行密炼成型；
步骤二、依次加入氧化锌5~8份、硬脂酸0.5~2份、石蜡2~8份、稳定剂1~4份、4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺1~8份、2-巯基苯并咪唑1~8份、改性煅烧陶土50~80份，混炼均匀；所述三元乙丙橡胶为陶氏化学生产的三元乙丙橡胶，乙烯含量为70~85%，第三单体即E型亚乙烯降冰片烯ENB含量为0.5~5%，门尼粘度为15~50，所述氧化锌和硬脂酸按质量比10：1混合，所述改性煅烧陶土表面经过硅烷偶联剂A-172改性；
步骤三、卸料，卸料温度低于130℃；
步骤四、将步骤三获得的料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为2层，滤橡温度控制在100~130℃；
步骤五、将滤橡后的胶料放入密炼机中并加入过氧化二异丙苯2~8份和三烯丙基异氰脲酸酯1~4份，密炼时间1min，卸料，卸料温度低于100℃；
步骤六、将胶料在开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，滤网为3层，滤橡温度控制在90~100℃；
步骤七、将滤橡后的胶料放入开炼机进行翻炼，薄通2~4次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装。
4.根据权利要求3所述的中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法，其特征在于：所述4.4一双（2.2-二甲基苄基）二苯胺和2-巯基苯并咪唑MB按照1：1~6质量比复配而成。
5.根据权利要求3所述的中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中滤网有两层内层为40~100目，外层为60~180目。
6.根据权利要求3所述的中压电力电缆用乙丙绝缘料的制备方法，其特征在于：所述步骤六中滤网有三层内层为40~100目，中层为50~100目，最外层为60~180目。
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