CN110305398A - 一种硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料及其生产工艺，所述硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料的原料组成由质量比7～10:1的高导电A料和催化B料混合挤出后经温水交联而成。本发明的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料采用高导电A料中直接乙烯‑乙烯基硅烷共聚物，实现了没有硅烷接枝反应，不产生焦料，无需停机清理，且制备温度在140℃以内，可以连续运转，生产效率提高，性价比高，同时添加了可剥离剂，使外屏蔽料形成屏蔽层时更容易剥离，方便接线时剥离端口屏蔽料。

Description

一种硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及电缆屏蔽料，尤其涉及一种硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料及其生产工艺。
背景技术
电力电缆导体和绝缘的屏蔽主要是缓和电缆内部电场应力集中，消除导体绞合的影响，改善电缆内部电场径向分布，以提高电缆的电气强度，直接或者间接改善电缆的使用寿命。根据国外长期运行的经验介绍，半导电屏蔽料与绝缘层的分层会直接促使局部放电量的不断增长；杂质向绝缘迁移和屏蔽表面尖端物却会促使绝缘内部电树或水树的形成和发展，严重影响电缆的电气性能和使用寿命。硅烷交联聚乙烯和硅烷交联型半导电屏蔽料，采用蒸汽或温水交联的方式生产，开发硅烷交联型半导电屏蔽料，极具有市场前景。目前均采用接枝A料和催化B料混合的形式制备硅烷交联型半导电屏蔽料，A料制备均为过氧化物引发接枝硅烷反应，反应温度较高(200℃左右)，需设备温控高，另外过氧化物引入会引发部分树脂交联产生焦料，需定期停机清理设备中焦料等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单，成本低的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料及其生产工艺。
实现本发明目的的技术方案是：一种硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，所述硅烷交联型半导电内屏蔽料的原料组成由质量比7～10:1的高导电A料和催化B料混合挤出后经温水交联而成；其中，
所述高导电A料组成，按重量份为：乙烯-醋酸乙烯共聚物51～80份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物20～40份，高导电炭黑40～80份，剥离剂5～10份，分散剂1～5份，润滑剂5～15份，抗氧剂0.2～2份；
所述催化B料组成，按重量份为：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份；催化剂0.5～5份，抗氧剂0.5～2份；
所述高导电A料和催化B料的质量比优选为9～10:1。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物，其VA含量为15～30％，190℃、2.16kg测试条件下熔体流动速率为2～5g/10min。
所述乙烯-乙烯基硅烷共聚物，其乙烯基硅烷含量为0.5～5％。
所述剥离剂为氧化聚乙烯蜡、甲基硅油、丁腈粉末中的至少一种。
所述分散剂为EBS、TAS-2A中的至少一种。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、白油、硬脂酸盐中的至少一种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂300中的一种或多种组合。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种。
生产工艺包括以下步骤：按重量份计，将乙烯-醋酸乙烯共聚物51～80份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物20～40份，高导电炭黑40～80份，可剥离剂5～10份，分散剂1～5份，润滑剂5～15份，抗氧剂0.2～2份混合制备高导电A料；
按重量份计，将乙烯-醋酸乙烯共聚物100份；催化剂0.5～5份，抗氧剂0.5～2份混合制备催化B料；
将高导电A料和催化B料混合挤出后经温水交联制成硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料。
所述高导电A料通过往复式单螺杆挤出机挤出造粒制成；往复机芯轴温度40～50℃、一区60～80℃、2区80～100℃、3区100～120℃，单螺杆芯轴温度30～40℃、一区80～100℃、2区100～120℃、机头130～140℃。
所述催化B料通过双螺杆挤出机造粒制成。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料采用高导电A料中直接乙烯-乙烯基硅烷共聚物，实现了没有硅烷接枝反应，不产生焦料，无需停机清理，且制备温度在140℃以内，可以连续运转，生产效率提高，性价比高，同时添加了可剥离剂，使外屏蔽料形成屏蔽层时更容易剥离，方便接线时剥离端口屏蔽料。
(2)本发明优选用9～10：1的质量比生产硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，生产的外屏蔽料较7～10：1的质量比生产的具有产率高、交联稳定性更好的优点。
(3)本发明采用往复式单螺杆挤出机生产高导电A料，物料通过往复机独特的往复输送运动方式，以及在混炼销钉和不规则梯形混炼螺块之间被剪切，增强了混炼效果，保证了混合更加均匀，温控更加精确，生产的高导电A料性能更加稳定，且具有生产快速、连续的优点。
(4)本发明采用双螺杆挤出机挤出催化B料，具有优良的加料性能、混炼塑化性能、排气性能、挤出稳定性，降低了生产成本。
(5)本发明鉴于硅烷交联型可剥离外屏蔽料所要求的抗张强度和断裂伸长率指标要求低于硅烷交联型内屏蔽料，在配方上优化调整，在满足热延伸合格情况下，通过增加较软的EVA用量并同时降低较硬的乙烯-乙烯基硅烷共聚物的用量，降低整个配方体系材料硬度，提高材料的加工使用挤出性能。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料包括：
高导电A料，以重量份计包括乙烯-醋酸乙烯共聚物55份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物35份，高导电炭黑60份，氧化聚乙烯蜡5份，EBS 2份，白油10份，抗氧剂1010 1份。
催化B料，以重量份计包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、二月桂酸二丁基锡2份和抗氧剂1010 0.8份。
生产工艺如下：将高导电A料通过自动计量装置，自动下料进入往复式单螺杆挤出机中挤出造粒制备高导电A料。往复机芯轴温度50℃、一区70℃、2区90℃、3区115℃，单螺杆芯轴温度40℃、一区90℃、2区120℃、机头140℃。
将催化B料通过自动计量装置，自动下料进入双螺杆中混炼挤出造粒制备催化B料。
将高导电A料和催化B料按质量比9:1混合，经挤出成型后，在约90℃水中交联，即得交联聚乙烯电缆用硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料成品。
(实施例2)
本实施例的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料包括：
高导电A料，以重量份计包括乙烯-醋酸乙烯共聚物60份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物40份，高导电炭黑55份，甲基硅油8份，EBS 2份，白油8份，抗氧剂1024 0.8份。
催化B料，以重量份计包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、二月桂酸二正辛基锡3份和抗氧剂1024 1份。
生产工艺如下：将高导电A料通过自动计量装置，自动下料进入往复式单螺杆挤出机中挤出造粒制备高导电A料。往复机芯轴温度50℃、一区70℃、2区90℃、3区115℃，单螺杆芯轴温度40℃、一区90℃、2区120℃、机头140℃。
将催化B料通过自动计量装置，自动下料进入双螺杆中混炼挤出造粒制备催化B料。
将高导电A料和催化B料按质量比9.5:1混合，经挤出成型后，在约90℃水中交联，即得交联聚乙烯电缆用硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料成品。
(实施例3)
本实施例的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料包括：
高导电A料，以重量份计包括乙烯-醋酸乙烯共聚物70份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物30份，高导电炭黑70份，丁腈粉末10份，TAS-2A 5份，EVA蜡12份，抗氧剂1076 0.8份。
催化B料，以重量份计包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、辛酸亚锡5份和抗氧剂1076 2份。
生产工艺如下：将高导电A料通过自动计量装置，自动下料进入往复式单螺杆挤出机中挤出造粒制备高导电A料。往复机芯轴温度50℃、一区70℃、2区90℃、3区115℃，单螺杆芯轴温度40℃、一区90℃、2区120℃、机头140℃。
将催化B料通过自动计量装置，自动下料进入双螺杆中混炼挤出造粒制备催化B料。
将高导电A料和催化B料按质量比10:1混合，经挤出成型后，在约90℃水中交联，即得交联聚乙烯电缆用硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料成品。
(实施例4)
本实施例的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料包括：
高导电A料，以重量份计包括乙烯-醋酸乙烯共聚物80份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物20份，高导电炭黑80份，氧化聚乙烯蜡10份，EBS 5份，硬脂酸盐15份，抗氧剂168 1份。
催化B料，以重量份计包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、二月桂酸二丁基锡4份和抗氧剂168 1份。
生产工艺如下：将高导电A料通过自动计量装置，自动下料进入往复式单螺杆挤出机中挤出造粒制备高导电A料。往复机芯轴温度50℃、一区70℃、2区90℃、3区115℃，单螺杆芯轴温度40℃、一区90℃、2区120℃、机头140℃。
将催化B料通过自动计量装置，自动下料进入双螺杆中混炼挤出造粒制备催化B料。
将高导电A料和催化B料按质量比9:1混合，经挤出成型后，在约90℃水中交联，即得交联聚乙烯电缆用硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料成品。
(实施例5)
本实施例的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料包括：
高导电A料，以重量份计包括乙烯-醋酸乙烯共聚物65份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物30份，高导电炭黑70份，氧化聚乙烯蜡10份，EBS 5份，硬脂酸盐10份，抗氧剂300 1份。
催化B料，以重量份计包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、二月桂酸二丁基锡4份和抗氧剂300 0.5份。
生产工艺如下：将高导电A料通过自动计量装置，自动下料进入往复式单螺杆挤出机中挤出造粒制备高导电A料。往复机芯轴温度50℃、一区70℃、2区90℃、3区115℃，单螺杆芯轴温度40℃、一区90℃、2区120℃、机头140℃。
将催化B料通过自动计量装置，自动下料进入双螺杆中混炼挤出造粒制备催化B料。
将高导电A料和催化B料按质量比7:1混合，经挤出成型后，在约90℃水中交联，即得交联聚乙烯电缆用硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料成品。
(实施例6)
本实施例的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料包括：
高导电A料，以重量份计包括乙烯-醋酸乙烯共聚物70份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物25份，高导电炭黑60份，氧化聚乙烯蜡8份，TAS-2A 3份，硬脂酸盐12份，抗氧剂1010 1.5份。
催化B料，以重量份计包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、二月桂酸二丁基锡3份和抗氧剂1010 1.5份。
生产工艺如下：将高导电A料通过自动计量装置，自动下料进入往复式单螺杆挤出机中挤出造粒制备高导电A料。往复机芯轴温度50℃、一区70℃、2区90℃、3区115℃，单螺杆芯轴温度40℃、一区90℃、2区120℃、机头140℃。
将催化B料通过自动计量装置，自动下料进入双螺杆中混炼挤出造粒制备催化B料。
将高导电A料和催化B料按质量比9.5:1混合，经挤出成型后，在约90℃水中交联，即得交联聚乙烯电缆用硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料成品。
表1
以上所述具体实施例，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)

1.一种硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述硅烷交联型半导电内屏蔽料的原料组成由质量比7～10:1的高导电A料和催化B料混合挤出后经温水交联而成；其中，
所述高导电A料组成，按重量份为：乙烯-醋酸乙烯共聚物51～80份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物20～40份，高导电炭黑40～80份，剥离剂5～10份，分散剂1～5份，润滑剂5～15份，抗氧剂0.2～2份；
所述催化B料组成，按重量份为：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份；催化剂0.5～5份，抗氧剂0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述高导电A料和催化B料的质量比优选为9～10:1。
3.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述剥离剂为氧化聚乙烯蜡、甲基硅油、丁腈粉末中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述分散剂为EBS、TAS-2A中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、白油、硬脂酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂300中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料，其特征在于生产工艺包括以下步骤：按重量份计，将乙烯-醋酸乙烯共聚物51～80份，乙烯-乙烯基硅烷共聚物20～40份，高导电炭黑40～80份，可剥离剂5～10份，分散剂1～5份，润滑剂5～15份，抗氧剂0.2～2份混合制备高导电A料；
按重量份计，将乙烯-醋酸乙烯共聚物100份；催化剂0.5～5份，抗氧剂0.5～2份混合制备催化B料；
将高导电A料和催化B料混合挤出后经温水交联制成硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料。
9.根据权利要求8所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料的生产工艺，其特征在于：所述高导电A料通过往复式单螺杆挤出机挤出造粒制成；往复机芯轴温度40～50℃、一区60～80℃、2区80～100℃、3区100～120℃，单螺杆芯轴温度30～40℃、一区80～100℃、2区100～120℃、机头130～140℃。
10.根据权利要求8所述的硅烷交联型半导电可剥离外屏蔽料的生产工艺，其特征在于：所述催化B料通过双螺杆挤出机造粒制成。
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