CN107474376A - 一种电缆半导电屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种电缆半导电屏蔽材料及其制备方法,属于电屏蔽材料技术领域,本发明以乙烯‑醋酸乙烯共聚物为基体树脂,通过向基体树脂中加入超导电炭黑和石墨烯作为导电填料,并加入抗氧剂和交联剂,在转矩流变仪中充分混炼,在平板硫化机上热压成型,制成半导电屏蔽料。本发明的制备工艺简单;制得的半导电屏蔽料具有导电性能优越,抑制电缆绝缘中空间电荷的特性。完全可以达到电缆屏蔽料的性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种屏蔽材料及其制备方法,具体涉及一种电缆半导电屏蔽材料及其制备方法,属于电屏蔽材料技术领域。
背景技术
随着我国经济的快速发展和对电力能源需求量的提高,高压电力电缆的使用量越来越大,并且不断向高压、超高压、大容量和环保方向发展。目前国产35kV及以下半导电屏蔽料已完全国产化,而110-220kV超高压半导电屏蔽料基本依赖进口。国内现有的电力电缆用半导电屏蔽料全部采用以EVA(中文名:乙烯-醋酸乙烯共聚物,英文名:ethylene-vinylacetatecopolymer,简称EVA)或PE(中文名:聚乙烯,英文名:polyethylene,简称PE)为基料,以导电炭黑为导电介质,并添加交联剂(DCP或TAIC等)及其他助剂制成。由于EVA或PE树脂耐温等级低,不能满足电力电缆对耐温特性的要求,需添加交联剂使塑料交联变化为热固性来提高其耐温等级。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题,进而提供一种电缆半导电屏蔽材料及其制备方法。
所述的电缆半导电屏蔽材料主要由基体树脂、导电炭黑、石墨烯、抗氧剂和交联剂组成,其中质量份数分别为基体树脂100份,导电炭黑20份,石墨烯3份,抗氧剂1.5份,交联剂2份。
优选的:所述的基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
优选的:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯含量为20%~30%。
优选的:所述超导电炭黑的粒径为20nm~40nm;所述交联剂为过氧化二异丙苯;所述抗氧剂为抗氧剂300。
一种电缆半导电屏蔽料的制备方法其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,称料:基体树脂100份,导电炭黑20份,石墨烯3份,抗氧剂1.5份,交联剂2份。其中基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物;
步骤二,混料:将超导电炭黑、石墨烯研磨混合均匀得到混合导电填料;将混合导电填料、基体树脂和交联剂放入转矩流变仪中,在120℃的温度下进行共混,然后取出冷却共混物;
步骤三,将共混物在平板硫化机中,175℃热压成型,得到电缆半导电屏蔽料。
本发明与现有产品相比具有以下效果:本发明选用乙烯-醋酸乙烯共聚物作为基料,采用乙炔炭黑和石墨烯共同作为导电介质,不仅提高了屏蔽料的导电性能和热稳定性,而且由于乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂机械性能优良、耐温等级高的原因,本发明的半导电屏蔽材料在无需交联的情况下即可长期在-20℃-95℃环境中工作。本发明针对中、高、超高压电缆用半导电屏蔽材料,实现了耐温高、非交联、环保可回收、低电阻及热稳定等特性要求,应用于电缆产品后,不仅可提高均化电场效果,防止局部放电产生,提高电缆运行的可靠性和寿命。由于乙烯-醋酸乙烯共聚物为一种无毒、无臭、无味的非极性材料且所制成的半导电屏蔽材料为非交联型,因此,当电缆产品更换或废弃后,该半导电屏蔽材料无污染且易于回收再利用。
具体实施方式
本发明所述的电缆半导电屏蔽材料主要由基体树脂、导电炭黑、石墨烯、抗氧剂和交联剂组成,其中质量份数分别为基体树脂100份,导电炭黑20份,石墨烯3份,抗氧剂1.5份,交联剂2份。
进一步:所述的基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
进一步:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯含量为20%~30%。
进一步:所述超导电炭黑的粒径为20nm~40nm;所述交联剂为过氧化二异丙苯;所述抗氧剂为抗氧剂300。
乙烯-醋酸乙烯共聚物是一种无毒、无臭、无味的非极性材料,密度为0.91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。在非交联时也有强度高、硬度大、耐磨、耐弯曲疲劳等优良的机械性能和耐化学性能。其还具有优良的抗吸湿性,在水中的吸水率仅为0.01%。乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的耐热性,其制品能在100℃以上温度中进行消毒灭菌,在不受外力的情况下,150℃也不会自动变形,将其应用于电力电缆的半导电屏蔽料中具有重要价值。同时,由于其耐温等级高,无需交联即可在-20℃-95℃环境中长期工作,可实现回收利用,符合环保要求。
石墨烯粉体具有良好的导电性能和导热性能,将其与导电炭黑一起作为导电填料复合添加到高分子材料中,石墨烯的微片结构与导电炭黑的球状结构不仅在导电通道形成方面形成互补,同时由于石墨烯优异的导热性,从而明显提高半导电屏蔽材料的导电性和热稳定性。
一种电缆半导电屏蔽料的制备方法其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,称料:基体树脂100份,导电炭黑20份,石墨烯3份,抗氧剂1.5份,交联剂2份。其中基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物;
步骤二,混料:将超导电炭黑、石墨烯研磨混合均匀得到混合导电填料;将混合导电填料、基体树脂和交联剂放入转矩流变仪中,在120℃的温度下进行共混,然后取出冷却共混物;
步骤三,将共混物在平板硫化机中,175℃热压成型,得到电缆半导电屏蔽料。
本实施方式只是对本专利的示例性说明,并不限定它的保护范围,本领域技术人员还可以对其局部进行改变,只要没有超出本专利的精神实质,都在本专利的保护范围内。
Claims (5)
1.一种电缆半导电屏蔽材料,其特征在于:所述的电缆半导电屏蔽材料主要由基体树脂、导电炭黑、石墨烯、抗氧剂和交联剂组成,其中质量份数分别为基体树脂100份,导电炭黑20份,石墨烯3份,抗氧剂1.5份,交联剂2份。
2.根据权利要求1所述的一种电缆半导电屏蔽材料,其特征在于:所述的基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
3.根据权利要求2所述的一种电缆半导电屏蔽材料,其特征在于:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯含量为20%~30%。
4.根据权利要求1所述的一种电缆半导电屏蔽材料,其特征在于:所述超导电炭黑的粒径为20nm~40nm;所述交联剂为过氧化二异丙苯;所述抗氧剂为抗氧剂300。
5.一种电缆半导电屏蔽料的制备方法其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,称料:基体树脂100份,导电炭黑20份,石墨烯3份,抗氧剂1.5份,交联剂2份。其中基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物;
步骤二,混料:将超导电炭黑、石墨烯研磨混合均匀得到混合导电填料;将混合导电填料、基体树脂和交联剂放入转矩流变仪中,在120℃的温度下进行共混,然后取出冷却共混物;
步骤三,将共混物在平板硫化机中,175℃热压成型,得到电缆半导电屏蔽料。
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