CN108794875A - 一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料及制备方法 - Google Patents

一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料及制备方法，以质量份计为：EVA树脂30.0～39.0份；粉末丁腈橡胶10.0～15.0份；抗氧剂1.0份；分散剂1.2～2.5份；增塑剂2.0～3.0份；剥离剂1.5份；导电炭黑35.0～42.0份；白油5.3～10.0份；交联剂0.8～1.2份；助交联剂0.5～0.8份。本发明创新采用极性粉末丁腈橡胶与EVA树脂共用，同时加入极性剥离剂，有效降低了屏蔽料的剥离强度；交联剂体系由DCP与TAIC并用，提高了交联度；创新采用四螺片往复机SKW‑125系列配混工艺技术的制备方法。

Description

一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种屏蔽料及制备方法，特别涉及一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料及制备方法。
背景技术
为使电缆绝缘层上的电场分布均匀，降低绝缘层的电应力，防止电晕放电，通常需要在绝缘层外表面加上半导电外屏蔽材料。
外屏蔽材料主要是在聚合物复合材料的基料中加入导电炭黑及一些辅料来制备，对于基料及辅料的选用，各种配方都有差异。基料采用乙丙橡胶与PVC时，其对于填料的容纳能力较差，加之导电炭黑的加入量大，导致材料的流动性变差而造成后续挤出加工困难；现在，普遍使用EVA作为基料，又存在与绝缘层剥离性差等缺陷。
因此，开发具有优异及稳定性能的可剥离外屏蔽材料的配方及与之相适应的加工工艺，是本专利研究和改进的重点。
发明内容
本发明的第一个目的是解决上述不足，提供一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料。
实现本发明第一个目的的技术方案是：一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料及制备方法，所述组成及配比，以质量份计为：
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述EVA树脂中醋酸乙烯(VA)含量为 26.0％～40.0％(质量分数)，熔融指数为2.5～6.5g/10min；
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述粉末丁腈橡胶中结合丙烯腈含量为 30.0％～40.0％(质量分数)，丁腈橡胶凝胶浓度在90％以上；
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述导电炭黑的碘值为45.0～55.0 mg/g，DBP吸油值为120.0～130.0ml/100g；
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述剥离剂为极性聚烯烃蜡，酸价在 15.0～20.0mg KOH/g；
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述抗氧剂型号为300；
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述分散剂为油酸酰胺或芥酸酰胺；
上述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，所述增塑剂为硬脂酸锌；
本发明的第二个目的是解决上述不足，提供一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料的制备方法。
实现本发明第二个目的的技术方案是：一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：加料斗加料：在1#加料斗中加入EVA树脂；在3#与4#加料斗中都加入导电炭黑；在5#桶体中加入白油；
步骤二：粉体添加剂混合、搅拌、排料：按配方中粉体添加剂比例计算总量后，分别把粉末丁腈橡胶、抗氧剂、分散剂、增塑剂、剥离剂等称重后加入到粉体添加剂混合搅拌器中，搅拌混合均匀后排料到2#加料斗；
步骤三：控制主板上输入加料斗物料百分比：按照配方计算物料百分比后，在SKW-125 四螺片往复机的控制主板上，输入各加料斗的物料百分比；
步骤四：混炼造粒：各组分物料，经由失重计量系统、计量泵通过重力或加料螺杆，以准确的配比喂入往复式混炼机。在每1个加料口装有强制喂料螺杆；
白油通过计量泵失重计量后经由注射口注入混炼机内，在运行时，注射口的封针在泵出压力下打开使液体可以注入混炼机机筒内，封针打开所需压力可以在4-20bar范围内进行调节，主机温控在50-90℃。
混炼后的物料经单螺杆挤出机挤出造粒，单螺杆温控在30-90℃。
步骤五：高速捏合机加交联剂体系：造粒后进入贮料斗，再经计量称重，放入高速捏合机，按配方比例，计量加入交联剂与助交联剂，高速混合3-5min，温度控制在80-110℃；排料。
步骤六：沸腾干燥后成品包装：在高速捏合机加交联剂体系后，排料到沸腾干燥器，干燥后，冷却、出料到成品仓，再包装，获得可剥离型外屏蔽电缆料。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明创新采用极性粉末丁腈橡胶与EVA树脂共用，粉末丁腈橡胶可以与其它粉末助剂混合后，通过自动计量系统加入到四螺片往复机上，达到与EVA树脂共用来降低剥离强度目的。
(2)本发明同时加入极性剥离剂，有效降低了屏蔽料的剥离强度；极性聚烯烃蜡与丁腈橡胶都是极性聚合物，与非极性的聚烯烃绝缘相容性差、剥离性好。
(3)本发明创新采用四螺片往复机SKW-125来实现配混工艺，通过其独特的运动方式，以及混炼螺块和销钉作用，物料不但在混炼销钉和不规则梯形混炼螺块之间被剪切，而且被往复输送，由于在轴向上和径向上的混炼，增强了混炼效果，保证了最佳的分散性和分配性混合。
(3)本发明的交联剂体系由DCP与TAIC并用，提高了交联度。
附图说明
图1是本发明的制备方法流程图。
具体实施方式
(实施例1－3)
本实施例的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料采用四螺片往复机SKW-125生产，四螺片往复机SKW-125在螺杆芯轴上，积木式的螺块有独特的设计，螺块在一个螺距内断开四次，称为混炼螺块。对应这些空隙，在机筒内衬套上，排列有四排混炼销钉。螺杆在转动的过程中，同时作轴向的往复振荡。每转动一周，轴向振荡一次。由于这种独特的运动方式，以及混炼螺块和销钉作用，物料不但在混炼销钉和不规则梯形混炼螺块之间被剪切，而且被往复输送。这种过程同通常的单螺杆和双螺杆机器是不同的。由于在轴向上和径向上的混炼，增强了混炼效果，保证了最佳的分散性和分配性混合。另外，混炼销钉和螺块的相互啮合，也提高了机筒的自我清洁能力。通过合适的螺块组合，可保证稳定的工作压力，不产生无法控制的压力和温度波动，防止物料在机筒内产生降解。
加料斗号、材料名称、组成、份数见表1：
表1
如图1，按照如下步骤制备：
(1)加料斗加料：在1#加料斗中加入EVA树脂；在3#与4#加料斗中都加入导电炭黑；在5#桶体中加入白油；
(2)粉体添加剂混合、搅拌、排料：按配方中粉体添加剂比例计算总量后，分别把粉末丁腈橡胶、抗氧剂、分散剂、增塑剂、剥离剂等称重后加入到粉体添加剂混合搅拌器中，搅拌混合均匀后排料到2#加料斗；
(3)控制主板上输入加料斗物料百分比：按照配方计算物料百分比后，在SKW-125四螺片往复机的控制主板上，输入各加料斗的物料百分比，实施例1-3输入的物料百分比见表2；
表2
加料斗 材料名称 实例1 实例2 实例3
1# EVA树脂 39.0 35.0 30.0
2# 添加剂混合粉料 20.7 19.0 18.0
3# 导电炭黑 15.0 18.0 20.0
4# 导电炭黑 20.0 20.0 22.0
5# 白油 5.3 8.0 10.0
合计1 100.0 100.0 100.0
(4)混炼造粒：各组分物料，经由失重计量系统、计量泵通过重力或加料螺杆，以准确的配比喂入往复式混炼机。在每1个加料口装有强制喂料螺杆；白油通过计量泵失重计量后经由注射口注入混炼机内，在运行时，注射口的封针在泵出压力下打开使液体可以注入混炼机机筒内，封针打开所需压力可以在4-20bar范围内进行调节，主机温控在50-90℃。
混炼后的物料经单螺杆挤出机挤出造粒，单螺杆温控在30-90℃。
(5)高速捏合机加交联剂体系：造粒后进入贮料斗，再经计量称重，放入高速捏合机，按配方比例，参见表3，计量加入交联剂TAIC与助交联剂DCP，高速混合3-5min，温度控制在80-110℃；
表3
(6)沸腾干燥后成品包装：在高速捏合机加交联剂体系后，排料到沸腾干燥器，干燥后，冷却、出料到成品仓，再包装，获得可剥离型外屏蔽电缆料。
实施例1-3的测试粒料的性能见表4：
表4
测试项目 单位 实例1 实例2 实例3
拉伸强度 MPa 14.5 13.3 11.7
断裂伸长率 ％ 320 280 250
200℃热延伸负荷下伸长率 ％ 45 60 65
200℃热延伸冷却后永久变形率 ％ 5 10 10
20℃时体积电阻率 Ω·cm 60 50 40
90℃时体积电阻率 Ω·cm 1500 1200 1000
剥离强度 N/cm 22 21 18
100℃空气热老化后剥离强度 N/cm 35 32 28
可见性能优越。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述组成及配比，以质量份计为：
所述粉末丁腈橡胶中结合丙烯腈含量按质量份数计为30.0％～40.0％，丁腈橡胶凝胶浓度在90％以上。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于:所述EVA树脂中醋酸乙烯含量，按质量份数为26.0％～40.0％，熔融指数为2.5～6.5g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于:所述导电炭黑的碘值为45.0～55.0mg/g，DBP吸油值为120.0～130.0ml/100g。
4.根据权利要求1所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于:所述剥离剂为极性聚烯烃蜡，酸价在15.0～20.0mg KOH/g。
5.根据权利要求1所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述抗氧剂型号为300。
6.根据权利要求1所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述分散剂为油酸酰胺或芥酸酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述增塑剂为硬脂酸锌。
8.一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料的制备方法，其特征在于：采用四螺片往复机SKW-125；按照权利要求1-7之一所述交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料的组成及配比；
包括以下步骤：
步骤一：加料斗加料：
在1#加料斗中加入EVA树脂；在3#与4#加料斗中都加入导电炭黑；在5#桶体中加入白油；
步骤二：粉体添加剂混合、搅拌、排料：
按配方中粉体添加剂比例计算总量后，分别把粉末丁腈橡胶、抗氧剂、分散剂、增塑剂、剥离剂等称重后加入到粉体添加剂混合搅拌器中，搅拌混合均匀后排料到2#加料斗；
步骤三：控制主板上输入加料斗物料百分比：
按照配方计算物料百分比后，在SKW-125四螺片往复机的控制主板上，输入各加料斗的物料百分比；
步骤四：混炼造粒：
步骤五：高速捏合机加交联剂体系；
步骤六：沸腾干燥后成品包装：
在高速捏合机加交联剂体系后，排料到沸腾干燥器，干燥后，冷却、出料到成品仓，再包装，获得可剥离型外屏蔽电缆料。
9.根据权利要求8所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料的制备方法，其特征在于：
所述步骤四中，各组分物料，经由失重计量系统、计量泵通过重力或加料螺杆，以准确的配比喂入往复式混炼机；
混炼后的物料经单螺杆挤出机挤出造粒，单螺杆温控在30-90℃。
10.根据权利要求8所述的一种交联聚烯烃电缆用可剥离外屏蔽料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，造粒后进入贮料斗，再经计量称重，放入高速捏合机，按配方比例，计量加入交联剂与助交联剂，高速混合3-5min，温度控制在80-110℃；排料。
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