CN110591216A - 导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，包括以下重量份的组分：聚丙烯20份，聚碳酸酯15份，POE弹性体50份，聚丙烯相容剂10‑20份，科琴炭黑25份，白油2～4份，四[β‑(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5‑2份，4,4'‑硫代双(6‑叔丁基‑3‑甲基苯酚)0.1‑0.5份，硫代二丙酸双月桂酯0.5‑2份。本发明的屏蔽料相比普通的聚丙烯电力电缆用屏蔽料具有更低的电阻，更高的耐热性及更好的机械性能。

Description

导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料
技术领域
本发明涉及一种屏蔽料，尤其涉及一种导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料。
背景技术
作为热塑性聚丙烯电力电缆绝缘料用的屏蔽料，其起到的屏蔽作用实质上是一种改善电场分布的措施。电缆导体由多根导线绞合而成，导线与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电，这一层屏蔽为内屏蔽层；同样在绝缘表面和护套接触处也可能存在间隙，是引起局部放电的因素，故在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电。
申请号为201810537792.4的中国专利公开了一种用于高压电缆聚丙烯绝缘的半导电屏蔽层材料及制备方法，其为普通的聚丙烯电力电缆用屏蔽料，该屏蔽料中需要添加较多的导电炭黑，并且耐热温度只有135℃，因此，其导电性、耐热性需要进一步提高，同时机械性能也有待提高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，本发明的屏蔽料用于热塑性聚丙烯电力电缆中，相比普通的聚丙烯电力电缆用屏蔽料具有更低的电阻，更高的耐热性及更好的机械性能。
本发明在聚丙烯、POE弹性体和聚丙烯相容剂的基础上复配聚碳酸酯，导电炭黑选用科琴炭黑，具体的，本发明的一种导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，包括以下重量份的组分：
进一步地，聚丙烯的熔融指数为2-10g/10min。
进一步地，聚碳酸酯的熔融指数为2-7g/10min。
进一步地，POE弹性体的熔融指数为0.5-3g/10min。
进一步地，聚丙烯相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PP-g-GMA)的混合物。MAH和GMA可以和聚碳酸酯中的-OH和-COOH端基实现原位反应，提高聚丙烯和聚碳酸酯的相容性。聚碳酸酯的高熔点赋予了体系较好的耐热性，耐热温度可达165℃。
进一步地，聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率为0.5-1.5％，所述聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝率为0.5-1.5％。
进一步地，科琴炭黑的粒径为4-20μm。科琴炭黑具有独特的支链状形态。这种形态的优点在于，导电体导电接触点多，支链形成较多导电通路，因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率(其他碳黑多为圆球状或片状，故需要很高的添加量才能达到所需的电性)。因科琴黑的超高的导电性，其使用量比其它导电碳黑少很多，因而对聚合物的性能影响较小。
进一步地，白油的熔点为-35至-15℃。
进一步地，导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料的制备方法包括以下步骤：
将按配方重量计量的所有组份混匀后密炼至270℃，然后挤出造粒，熔融挤出温度为240-300℃，干燥后得到所述导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料。
进一步地，挤出造粒的粒径为3-5mm。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1.相比普通聚丙烯电力电缆用屏蔽料，本发明的超导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料具有优异的机械性能，导电性能以及耐热性。
2.本发明通过复配高熔点的聚碳酸酯并加入聚丙烯相容剂提高聚碳酸酯和体系相容性，从而大幅度提高体系耐热性和机械性能。
3.通过选用更高效的科琴炭黑增加体系的导电性，并且只要少量添加就可以获得极低的电阻，对聚合物的性能影响较小。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1-3
本发明实施例1-3中的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料的配方组成参见表1，表格中各组分用量以重量份计。
表1不同导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料的配方组成
表1中，聚丙烯的熔融指数为2-10g/10min。聚碳酸酯的熔融指数为2-7g/10min。POE弹性体熔融指数为0.5-3g/10min。聚丙烯相容剂为PP-g-MAH(接枝率为0.5-1.5％)和PP-g-GMA的混合物(接枝率为0.5-1.5％)。科琴炭黑的粒径为4-20μm。白油的熔点为-35--15℃。
以上导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料的制备方法如下：
第一步：将按配方重量计量的所有组份投入密炼机中密炼到270℃卸料。
第二步：将第一步所得原料在单螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出温度为240～300℃；然后烘干并包装，获得超导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其粒径为3-5mm。
同时，以专利号CN 108864527A聚丙烯电力电缆用屏蔽料作为普通聚丙烯电力电缆用屏蔽料(对比例)，将不同的聚丙烯屏蔽料用平板硫化机压片，温度280摄氏度，预热5min上压3min，得到厚度为1mm的片子，之后放冷压机中冷却,得到片状的超导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，对其进行各种测试。对比以上四种屏蔽料的性能，结果如表2所示。
表2不同导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料的性能
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
抗张强度MPa 20 22 25 14
伸长率％ 440 350 400 350
体积电阻率Ω.cm 0.5 0.7 0.8 35
165度热变形变化率％ 20 15 18 压穿
-45℃低温冲击 通过 通过 通过 通过
综上，本发明的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料比普通聚丙烯电力电缆用屏蔽料的导电性、机械性和耐热性更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述聚丙烯的熔融指数为2-10g/10min。
3.根据权利要求1所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述聚碳酸酯、熔融指数为2-7g/10min。
4.根据权利要求1所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述POE弹性体熔融指数为0.5-3g/10min。
5.根据权利要求1所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述聚丙烯相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐和聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物。
6.根据权利要求5所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率为0.5-1.5％，所述聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝率为0.5-1.5％。
7.根据权利要求1所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述科琴炭黑的粒径为4-20μm。
8.根据权利要求1所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于：所述白油的熔点为-35～-10℃。
9.权利要求1-8中任一项所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
将按配方重量计量的所有组份混匀后密炼至270℃，然后挤出造粒，熔融挤出温度为240-300℃，干燥后得到所述导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料。
10.根据权利要求9所述的导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料，其特征在于，挤出造粒的粒径为3-5mm。
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