CN108841089A - 一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料及其制备方法，一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其原料组分包括：三元乙丙橡胶80～100份，低密度聚乙烯0～20份，硫化剂2～5份，共硫化剂0～2份，硫化促进剂5～10份，填料60～100份，抗氧剂1～3份，软化剂4～20份；上述份数为质量份数。本发明35kV环保型中压乙丙绝缘材料，通过各原料组分之间的协同促进，使得材料的耐热氧老化性、机械性能和电性能等均非常优异，适于潮湿等环境下使用，且不含铅等任何有害物质，环保安全；制备简单易操作、成本低廉。

Description

一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料及其制备方法，属于电缆绝缘材料领域。
背景技术
铅类稳定剂(铅化物及铅盐等)由于其价格低廉、稳定效果好，电绝缘性能优越，吸水性小，适合于潮湿环境下使用等优点，被广泛应用于使用在特殊场合(如：煤矿、海底等)的中压乙丙绝缘电缆中。但铅类稳定剂在掩埋后，会有铅离子溶出，从而造成水质和土壤的污染。众所周知，铅对人体具有积累的不良效应，会损坏内脏(包括肾、消化系统、神经系统和生殖系统)。随着科学技术的进步，人们自身生活水平的提高，对环境保护的呼吁越来越大，目前已有限制铅的使用趋势。因此环保型中压乙丙电缆是未来电力电缆行业发展的一个趋势。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其原料组分包括：
三元乙丙橡胶80～100份，
低密度聚乙烯0～20份，
硫化剂2～5份，
共硫化剂0～2份，
硫化促进剂5～10份，
填料60～100份，
抗氧剂1～3份，
软化剂4～20份；
上述份数为质量份数。
上述材料具有稳定效果好、电绝缘性能优越、吸水性小、适合于潮湿环境下使用等优点，且不含铅等任何有害物质，环保安全。
为了进一步保证产品的机械性能、电绝缘性能及耐候性等性能，优选，三元乙丙橡胶的第三单体为ENB(合成亚乙基降冰片烯)或VNB(乙烯基降冰片烯)，乙烯质量含量为65-75％，第三单体质量含量≤1％。进一步优选，三元乙丙橡胶的第三单体为5-亚乙基-2-降冰片烯或5-乙烯基-2-降冰片基。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，三元乙丙橡胶为美国陶氏化学公司的Nordel IP 3722P、埃克森美孚公司的Vistalon 1703P、埃克森美孚公司的Vistalon 722、埃克森美孚公司的Vistalon 8731、阿朗新科Keltan 2470E或美国狮子化学EPDM4191中的至少一种。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高产品的机械性能和电绝缘性能，优选，硫化剂为过氧化二异丙苯；共硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯；硫化促进剂为氧化锌。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高产品的机械性能和耐侯性能，优选，填料为煅烧陶土；抗氧剂为4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物。
本申请使用了第三单体(ENB或VNB)含量低(≤1％)的三元乙丙橡胶和4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺复配，使材料的耐热和耐热氧老化性有了显著的提升；同时通过低密度聚乙烯与其它组分的协同进一步提高了材料的机械性能和电性能；通过对硫化剂、共硫化剂及其用量与其他组分的配合，使得材料的稳定性达到最佳；本申请各组分之间的协同效应非常显著，所得材料的耐热氧老化性、机械性能和电性能都有了非常显著的提升，各组分类型及用量的改变都会对材料产生负面影响。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高产品的机械性能和电性能，软化剂为质量比为1:(4～6)的二甲基硅油和石蜡的混合物。
为了进一步保证材料的电性能等性能，作为本申请的一种优选方案，35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其原料组分包括：三元乙丙橡胶90份，低密度聚乙烯10份，过氧化二异丙苯3.5份，三烯丙基异氰脲酸酯1份，氧化锌5份，煅烧陶土65份，4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2.5份，石蜡5份，二甲基硅油1份，所述份数为质量份数。
上述35kV环保型中压乙丙绝缘材料的制备方法，，包括顺序相接的以下步骤：
1)将三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯在密炼机中密炼3～5min；
2)将硫化促进剂、填料、抗氧剂及软化剂一次性加入到密炼机中与步骤1)所得物料混炼5～10min；
3)将步骤2)所得物料移出密炼机，置于双辊开炼机上混炼，然后将所得物料加入到滤橡机滤橡；
4)将步骤3)所得物料经开炼机混炼，称重后加入密炼机继续密炼，在密炼过程中加入硫化剂及共硫化剂，然后继续密炼0.5～2min；
5)将步骤4)所得物料经过双辊开炼拉薄通，之后经过三辊碾页下片得到混炼物料；
6)将步骤5)所得的混炼物料采用齿轮泵挤橡机进行造粒、冷却，得35kV环保型中压乙丙绝缘材料。
步骤3)中密炼机中料放到开炼机上是为了散热，同时易于取料至滤橡机中滤橡。
为了进一步保证所得材料的综合性能，优选，步骤1)中密炼温度小于110℃；步骤2)中混炼温度小于125℃；步骤3)中滤橡温度小于150℃；步骤4)中，混炼温度小于110℃，密炼温度小于110℃。
步骤3)中的混炼主要是为了散热。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明35kV环保型中压乙丙绝缘材料，通过各原料组分之间的协同促进，使得材料的耐热氧老化性、机械性能和电性能等均非常优异，适于潮湿等环境下使用，且不含铅等任何有害物质，环保安全；制备简单易操作、成本低廉。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
35kV环保型中压乙丙绝缘材料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(美国陶氏化学公司的Nordel IP 3722P)90份，
低密度聚乙烯(上海石化Q400)10份，
过氧化二异丙苯3.5份，
氧化锌5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)65份，
4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2.5份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)5份，
二甲基硅油(201硅油，杭州永明有机硅有限公司)1份；
上述份数为质量份数。
实施例2
35kV环保型中压乙丙绝缘材料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(美国陶氏化学公司的Nordel IP 3722P)90份，
低密度聚乙烯(上海石化Q400)10份，
过氧化二异丙苯3.5份，
三烯丙基异氰脲酸酯1份，
氧化锌5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)65份，
4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2.5份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)5份，
二甲基硅油(201硅油，杭州永明有机硅有限公司)1份；
上述份数为质量份数。
实施例3
35kV环保型中压乙丙绝缘材料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 722)90份，
低密度聚乙烯(燕山石化1c7A)10份，
过氧化二异丙苯3.5份，
三烯丙基异氰脲酸酯1份，
氧化锌5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)80份，
4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2.5份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)5份，
二甲基硅油(201硅油，杭州永明有机硅有限公司)1份；
上述份数为质量份数。
实施例4
35kV环保型中压乙丙绝缘材料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(阿朗新科Keltan 2470E)80份，
低密度聚乙烯(燕山石化1c7A)20份，
过氧化二异丙苯2.5份，
三烯丙基异氰脲酸酯0.5份，
氧化锌5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)80份，
4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2.5份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)5份，
二甲基硅油(201硅油，杭州永明有机硅有限公司)1份；
上述份数为质量份数。
前述各实施例中的35kV环保型中压乙丙绝缘材料均按照如下方法制备：
1)称料：按照配方准确称取各种物料备用；
2)混炼：首先将称量好的三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯加入到密炼机中密炼4min，密炼温度小于110℃；待物料密炼充分后将氧化锌、4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、石蜡、二甲基硅油、煅烧陶土等一次性加入到密炼机中，混炼8min，混炼温度小于125℃；物料混炼至均匀，整个混炼过程中的温度必须控制在125℃以内；最后将混炼物料移出密炼机，置于双辊开炼机上混炼散热，将混炼后的橡料加入到滤橡机滤橡，滤橡机温度控制在150℃以内，将滤橡完成的橡料经开炼机混炼(混炼温度小于110℃)称重后，加入密炼机继续密炼(密炼温度小于110℃)，在密炼过程中加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异氰脲酸酯，继续密炼1min，密炼完成的橡料经过双辊开炼拉薄通，之后经过三辊碾页下片得到混炼物料；
3)造粒：混炼碾页后的物料采用齿轮泵挤橡机进行造粒，经过冷却系统、收集系统得到半成品粒子，得到该绝缘材料。
表1各实施例所得材料性能表

Claims (9)

1.一种35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，其原料组分包括：
三元乙丙橡胶80～100份，
低密度聚乙烯0～20份，
硫化剂2～5份，
共硫化剂0～2份，
硫化促进剂5～10份，
填料60～100份，
抗氧剂1～3份，
软化剂4～20份；
上述份数为质量份数。
2.如权利要求1所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，三元乙丙橡胶的第三单体为ENB或VNB，乙烯质量含量为65-75％，第三单体质量含量≤1％。
3.如权利要求2所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，三元乙丙橡胶为美国陶氏化学公司的Nordel IP 3722P、埃克森美孚公司的Vistalon 1703P、埃克森美孚公司的Vistalon 722、埃克森美孚公司的Vistalon 8731、阿朗新科Keltan 2470E或美国狮子化学EPDM4191中的至少一种。
4.如权利要求1-3任意一项所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，硫化剂为过氧化二异丙苯；共硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯；硫化促进剂为氧化锌。
5.如权利要求1-3任意一项所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，填料为煅烧陶土；抗氧剂为4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物。
6.如权利要求1-3任意一项所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，软化剂为质量比为1:(4～6)的二甲基硅油和石蜡的混合物。
7.如权利要求1-3任意一项所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料，其特征在于，其原料组分包括：三元乙丙橡胶90份，低密度聚乙烯10份，过氧化二异丙苯3.5份，三烯丙基异氰脲酸酯1份，氧化锌5份，煅烧陶土65份，4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2.5份，石蜡5份，二甲基硅油1份，所述份数为质量份数。
8.权利要求1-7任意一项所述的35kV环保型中压乙丙绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括顺序相接的以下步骤：
1)将三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯在密炼机中密炼3～5min；
2)将硫化促进剂、填料、抗氧剂及软化剂一次性加入到密炼机中与步骤1)所得物料混炼5～10min；
3)将步骤2)所得物料移出密炼机，置于双辊开炼机上混炼，然后将所得物料加入到滤橡机滤橡；
4)将步骤3)所得物料经开炼机混炼称重后，加入密炼机继续密炼，在密炼过程中加入硫化剂及共硫化剂，然后继续密炼0.5～2min；
5)将步骤4)所得物料经过双辊开炼拉薄通，之后经过三辊碾页下片得到混炼物料；
6)将步骤5)所得的混炼物料采用齿轮泵挤橡机进行造粒、冷却，得35kV环保型中压乙丙绝缘材料。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中密炼温度小于110℃；步骤2)中混炼温度小于125℃；步骤3)中滤橡温度小于150℃；步骤4)中，混炼温度小于110℃，密炼温度小于110℃。
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