CN107129624A - 一种电力电缆用可剥离交联型eva半导电屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents
一种电力电缆用可剥离交联型eva半导电屏蔽材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料，其制备首先将炭黑进行表面氧化处理，再使用硅烷偶联剂KH550将其氨基官能团化，然后与顺丁烯二酸酐、丙三醇等接枝共聚反应，得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料，之后以EVA为主要原料，加入改性炭黑填料、交联剂过氧化二异丙苯等添加剂共混，制备一种可剥离交联型EVA屏蔽料。本发明制备的超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料，添加到EVA半导电屏蔽材料中，可以与聚合物中的‑COOR发生酯羟解反应，发生一定程度的交联反应，减少交联剂过氧化二异丙苯的用量，改变了屏蔽料的硫化特性，具有良好的可剥离性。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导电屏蔽材料，具体涉及一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料及其制备方法。
背景技术
半导电屏蔽层是高压电缆结构的重要组成部分，能够使电缆内部的电场分布更加均匀，减少应力集中对电缆绝缘层造成的破坏，延长电缆使用寿命。然而，特别是在高压电缆中，现有的半导电屏蔽料在电阻稳定性、光洁性、纯净度方面均有不足，还存在体积电阻率波动大、屏蔽层表面不够平整、有毛刺或凸出物等问题，半导电屏蔽料的界面容易因局部放电、场强及水等作用下导致电缆破坏。目前通常需要在基础树脂中添加导电填料，但导电填料存在粒径较大、分布不均等问题，导致电缆内部电场局部集中造成电缆损坏。
方也、党智敏等人在其《新型中高压半导电屏蔽料的制备与性能研究》一文中，使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为聚合物基体，炭黑为主要导电填料，引入少量多壁碳纳米管为第二组分填料并固定导电填料的总含量为35wt%，增强复合材料体积电阻率的热稳定性，但导电填料炭黑的直接掺杂易造成其分布不均匀，制备的屏蔽层表面不够平整。
从改善电缆的长期运行能力的电气性能和安全、可靠性能考虑，现代电缆结构和工艺中要求绝缘屏蔽层必须具备可剥离性。由于目前交联聚乙烯绝缘料多是采用过氧化二异丙苯硫化的，若屏蔽料完全采用过氧化二异丙苯硫化，二者有较为相似的硫化特性，屏蔽料与绝缘料界面易产生化学键，增加了界面间粘接力，因而剥离强度大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料及其制备方法。
一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料，其制备首先将炭黑进行表面氧化处理，再使用硅烷偶联剂KH550将其氨基官能团化，然后与顺丁烯二酸酐、丙三醇等接枝共聚反应，得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料，之后以EVA为主要原料，加入改性炭黑填料、交联剂过氧化二异丙苯等添加剂共混，制备一种可剥离交联型EVA屏蔽料。
具体步骤如下：
（1）炭黑的表面氧化处理：
将18-25份炭黑与65-90份氧化剂加入到三口烧瓶中，机械搅拌，油浴加热，在75-85℃温度下反应8-11小时，反应结束后，冷却到室温，过滤，用去离子水反复洗涤，直到滤液呈中性为止，最后将滤渣于70-85℃下烘干，即得表面氧化改性炭黑；
（2）炭黑的氨基官能团化：
称取上述氧化改性炭黑置于装有乙醇的三颈烧瓶中，然后加入7-16份硅烷偶联剂KH550和7-16份氨水，超声分散25-35分钟，之后转入油浴锅中加热至70-90℃搅拌回流反应3-5小时，然后升温至110-130℃继续回流反应1-3小时，蒸馏去除无水乙醇，取出样品，研磨，置于80-110℃干燥烘干；
（3）超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料：
称取3-8份顺丁烯二酸酐加入烧瓶中，再缓缓倒入3-8份丙三醇，在60-70℃恒温水浴搅拌下反应25-40分钟后，加入上述经KH550改性炭黑，继续搅拌直至炭黑颗粒在溶液中分散均匀，加入用少量温水溶解完全后的7-16份季戊四醇，搅拌混合均匀，将反应体系移入旋转蒸发器中进行减压反应，将酯化反应生成的水与体系分离，控制油浴温度在130-145℃，继续反应时间8-12小时，抽滤，将所得粉体用乙醇、去离子水反复洗涤后，烘干得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料；
（4）预混料的制备：
先将2/3份的上述接枝改性炭黑填料与85-105份EVA在110-130℃、60r/m下混合25-35分钟，然后分多次加入2-5份石蜡、1-4份抗氧剂300的混合物，在130-150℃、45r/m共混8-12分钟，并将混合均匀后的共混物冷却后切粒备用；
（5）设定哈克转矩流变仪参数为120℃、45r/m，将上述预混料与余下接枝改性炭黑填料混合20-40分钟，然后在60-70℃下加入交联剂2-6份过氧化二异丙苯，混合5-10分钟后挤出、切粒，之后在平板热压机上热压成型，即得半导电屏蔽材料。
其中，所述的氧化剂由浓硫酸与过氧化氢混合组成，其中浓硫酸的用量为65-70%。
其中，所述的步骤（2）中使用的硅烷偶联剂KH550与氨水的质量比为1:1。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明首先使用浓硫酸与过氧化氢混合物作为氧化剂将炭黑进行表面氧化处理，随着氧化程度的加深，炭黑表面的含氧基团提升，生成弱酸性的羟基，再使用氨基官能团硅烷偶联剂KH550将其氨基官能团化，当填充到半导电屏蔽材料中，使其粒径分布较为均匀，且团聚体的数量大幅度减少，从而减少了表面突起点，增加成品材料的表面光洁度，降低了半导电屏蔽材料被高压击穿的风险。
（2）本发明以顺丁烯二酸酐、丙三醇为原料，以季戊四醇为核分子与氨基化改性炭黑接枝共聚反应，得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料，之后添加到EVA半导电屏蔽材料中，超支化端羟基聚酯中的-OH可以与聚合物中的-COOR发生酯羟解反应，发生一定程度的交联反应，减少交联剂过氧化二异丙苯的用量，改变了屏蔽料的硫化特性，减少了屏蔽料与绝缘料界面间化学键数量，剥离强度降低，具有良好的可剥离性。
具体实施方式
一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料，其制备首先将炭黑进行表面氧化处理，再使用硅烷偶联剂KH550将其氨基官能团化，然后与顺丁烯二酸酐、丙三醇等接枝共聚反应，得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料，之后以EVA为主要原料，加入改性炭黑填料、交联剂过氧化二异丙苯等添加剂共混，制备一种可剥离交联型EVA屏蔽料。
具体步骤如下：
（1）炭黑的表面氧化处理：
将20份炭黑与85份氧化剂加入到三口烧瓶中，机械搅拌，油浴加热，在80℃温度下反应10小时，反应结束后，冷却到室温，过滤，用去离子水反复洗涤，直到滤液呈中性为止，最后将滤渣于80℃下烘干，即得表面氧化改性炭黑；
（2）炭黑的氨基官能团化：
称取上述氧化改性炭黑置于装有乙醇的三颈烧瓶中，然后加入10份硅烷偶联剂KH550和10份氨水，超声分散30分钟，之后转入油浴锅中加热至80℃搅拌回流反应4小时，然后升温至120℃继续回流反应2小时，蒸馏去除无水乙醇，取出样品，研磨，置于100℃干燥烘干；
（3）超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料：
称取6份顺丁烯二酸酐加入烧瓶中，再缓缓倒入6份丙三醇，在65℃恒温水浴搅拌下反应35分钟后，加入上述经KH550改性炭黑，继续搅拌直至炭黑颗粒在溶液中分散均匀，加入用少量温水溶解完全后的10份季戊四醇，搅拌混合均匀，将反应体系移入旋转蒸发器中进行减压反应，将酯化反应生成的水与体系分离，控制油浴温度在135℃，继续反应时间10小时，抽滤，将所得粉体用乙醇、去离子水反复洗涤后，烘干得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料；
（4）预混料的制备：
先将2/3份的上述接枝改性炭黑填料与95份EVA在120℃、60r/m下混合30分钟，然后分多次加入4份石蜡、3份抗氧剂300的混合物，在140℃、45r/m共混10分钟，并将混合均匀后的共混物冷却后切粒备用；
（5）设定哈克转矩流变仪参数为120℃、45r/m，将上述预混料与余下接枝改性炭黑填料混合30分钟，然后在65℃下加入4份过氧化二异丙苯，混合8分钟后挤出、切粒，之后在平板热压机上热压成型，即得半导电屏蔽材料。
其中，所述的氧化剂由浓硫酸与过氧化氢混合组成，其中浓硫酸的用量为65-70%。
其中，所述的步骤（2）中使用的硅烷偶联剂KH550与氨水的质量比为1:1。
Claims (4)
1.一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料，其特征在于，其制备首先将炭黑进行表面氧化处理，再使用硅烷偶联剂KH550将其氨基官能团化，然后与顺丁烯二酸酐、丙三醇等接枝共聚反应，得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料，之后以EVA为主要原料，加入改性炭黑填料、交联剂过氧化二异丙苯等添加剂共混，制备一种可剥离交联型EVA屏蔽料。
2.根据权利要求书1所述的一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）炭黑的表面氧化处理：
将18-25份炭黑与65-90份氧化剂加入到三口烧瓶中，机械搅拌，油浴加热，在75-85℃温度下反应8-11小时，反应结束后，冷却到室温，过滤，用去离子水反复洗涤，直到滤液呈中性为止，最后将滤渣于70-85℃下烘干，即得表面氧化改性炭黑；
（2）炭黑的氨基官能团化：
称取上述氧化改性炭黑置于装有乙醇的三颈烧瓶中，然后加入7-16份硅烷偶联剂KH550和7-16份氨水，超声分散25-35分钟，之后转入油浴锅中加热至70-90℃搅拌回流反应3-5小时，然后升温至110-130℃继续回流反应1-3小时，蒸馏去除无水乙醇，取出样品，研磨，置于80-110℃干燥烘干；
（3）超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料：
称取3-8份顺丁烯二酸酐加入烧瓶中，再缓缓倒入3-8份丙三醇，在60-70℃恒温水浴搅拌下反应25-40分钟后，加入上述经KH550改性炭黑，继续搅拌直至炭黑颗粒在溶液中分散均匀，加入用少量温水溶解完全后的7-16份季戊四醇，搅拌混合均匀，将反应体系移入旋转蒸发器中进行减压反应，将酯化反应生成的水与体系分离，控制油浴温度在130-145℃，继续反应时间8-12小时，抽滤，将所得粉体用乙醇、去离子水反复洗涤后，烘干得到超支化端羟基聚酯接枝改性炭黑填料；
（4）预混料的制备：
先将2/3份的上述接枝改性炭黑填料与85-105份EVA在110-130℃、60r/m下混合25-35分钟，然后分多次加入2-5份石蜡、1-4份抗氧剂300的混合物，在130-150℃、45r/m共混8-12分钟，并将混合均匀后的共混物冷却后切粒备用；
（5）设定哈克转矩流变仪参数为120℃、45r/m，将上述预混料与余下接枝改性炭黑填料混合20-40分钟，然后在60-70℃下加入交联剂2-6份过氧化二异丙苯，混合5-10分钟后挤出、切粒，之后在平板热压机上热压成型，即得半导电屏蔽材料。
3.根据权利要求书1、2所述的一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述的氧化剂由浓硫酸与过氧化氢混合组成，其中浓硫酸的用量为65-70%。
4.根据权利要求书2所述的一种电力电缆用可剥离交联型EVA半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中使用的硅烷偶联剂KH550与氨水的质量比为1:1。
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|---|---|
| CN (1) | CN107129624A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113292796A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-24 | 天津蔚领新材料有限公司 | 一种高导热的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法 |
| CN114437570A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种胍胶压裂液用纳米交联剂的制备方法及制得的交联剂 |
| CN115322592A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 青岛黑猫新材料研究院有限公司 | 一种表面改性炭黑材料的制备方法及应用 |
| CN115662683A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-31 | 宏亮电缆有限公司 | 一种交联聚乙烯高压电缆及其制备方法 |
| CN116289336A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-23 | 杭州永晶科技有限公司 | 一种基于淀粉胶的抗静电瓦楞纸板及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1405200A (zh) * | 2002-11-07 | 2003-03-26 | 上海交通大学 | 端羟基超支化聚酯及其制备方法 |
| CN1580137A (zh) * | 2004-05-21 | 2005-02-16 | 北京理工大学 | 超细粒子表面改性的新方法 |
| CN101585943A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-11-25 | 上海交通大学 | 电缆半导电屏蔽材料及其制备方法 |
-
2017
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1405200A (zh) * | 2002-11-07 | 2003-03-26 | 上海交通大学 | 端羟基超支化聚酯及其制备方法 |
| CN1580137A (zh) * | 2004-05-21 | 2005-02-16 | 北京理工大学 | 超细粒子表面改性的新方法 |
| CN101585943A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-11-25 | 上海交通大学 | 电缆半导电屏蔽材料及其制备方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114437570A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种胍胶压裂液用纳米交联剂的制备方法及制得的交联剂 |
| CN114437570B (zh) * | 2020-11-05 | 2023-06-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种胍胶压裂液用纳米交联剂的制备方法及制得的交联剂 |
| CN113292796A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-24 | 天津蔚领新材料有限公司 | 一种高导热的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法 |
| CN113292796B (zh) * | 2021-05-25 | 2022-08-23 | 深圳市鹏塑科技发展有限公司 | 一种高导热的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法 |
| CN115322592A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 青岛黑猫新材料研究院有限公司 | 一种表面改性炭黑材料的制备方法及应用 |
| CN115322592B (zh) * | 2022-08-10 | 2023-10-13 | 青岛黑猫新材料研究院有限公司 | 一种表面改性炭黑材料的制备方法及应用 |
| CN115662683A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-31 | 宏亮电缆有限公司 | 一种交联聚乙烯高压电缆及其制备方法 |
| CN115662683B (zh) * | 2022-09-30 | 2023-09-12 | 宏亮电缆有限公司 | 一种交联聚乙烯高压电缆及其制备方法 |
| CN116289336A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-23 | 杭州永晶科技有限公司 | 一种基于淀粉胶的抗静电瓦楞纸板及其制备方法 |
| CN116289336B (zh) * | 2023-03-31 | 2024-04-02 | 杭州永晶科技有限公司 | 一种基于淀粉胶的抗静电瓦楞纸板及其制备方法 |
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