CN111849046B - 一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，包括:其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：氢化丁腈橡胶、腈硅橡胶、氧化锌、防老剂、导电炭黑、超导电炭黑、增塑剂、硫化剂；使其通过该配方制备的半导电外屏蔽材料，在135℃环境下仍然具有优良弹性的半导电外屏蔽材料，并且满足耐低温‑45℃、与绝缘可剥离等性能；在165℃*7d的热空气老化环境中，拉伸强度与伸长率变化率小于10%，低温‑45℃时的伸长率大于150%，体积电阻低于100Ω·cm，设置在电缆中与绝缘层可剥离。

Description

一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料
技术领域
本发明涉及电缆行业，尤其涉及一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料。
背景技术
国内外现有的挤包外屏蔽半导电材料用的基本是以丁腈橡胶为主的材料，因为极性不同，与绝缘可剥离，方便后期使用操作；有的丁腈橡胶与其他橡胶并用可以达到低温效果，方便在寒冷地区使用。虽丁腈橡胶可以在常温或更高温度长期使用，但是丁腈橡胶的耐高温是有限的，当温度超过120℃时，长期使用性能会明显下降，甚至失去使用功能，且不能同时满足耐高温、耐低温性能。在温度超过120℃的高温环境下，丁腈橡胶制作的外屏蔽层很容易变硬变脆，在电缆使用时，往复弯曲运动会导致半导电外屏蔽层开裂，从而对中高压电缆来说，产生致命的缺陷，因为在屏蔽开裂处会形成不均匀的电场，同时屏蔽开裂处局部放电大大增加，很有可能在该处产生击穿，导致电缆失去使用价值。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，制备出耐高温的半导电外屏蔽材料，在135℃环境下长期使用时，半导电屏蔽层仍然具有优良弹性，不影响电缆的往复弯曲运动，延长电缆的使用寿命。同时半导电外屏蔽材料还具有耐低温，与绝缘层可剥离，体积电阻低等性能。
技术方案：本发明所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，包括: 其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：
氢化丁腈橡胶 85~95份
腈硅橡胶 5~15份
氧化锌 3~8份
防老剂 1.5~2份
导电炭黑 40~50份
超导电炭黑 10~20份
增塑剂 15~20份
硫化剂 2~2.5份
助交联剂 0.5~1份。
进一步的，所述氢化丁腈橡胶为丙烯腈含量17~25%的低温型氢化丁腈橡胶。
进一步的，所述腈硅橡胶为β-腈乙基含量20~25%的腈硅橡胶。
进一步的，所述防老剂为N-4（苯胺基苯基）马来酰亚胺MC。
进一步的，所述增塑剂为癸二酸二辛酯DOS。
进一步的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯DCP。
进一步的，所述助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
有益效果：本发明揭示了一种在135℃环境下仍然具有优良弹性的半导电外屏蔽材料，并且同时满足耐低温-45℃、与绝缘可剥离等性能；通过本配方制备的半导电材料，其在165℃*7d的热空气老化环境中，拉伸强度与伸长率变化率小于10%，低温-45℃时的伸长率大于150%，体积电阻低于100Ω·cm，设置在电缆中与绝缘层可剥离。
具体实施方式
一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，包括: 其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：
氢化丁腈橡胶 85~95份
腈硅橡胶 5~15份
氧化锌 3~8份
防老剂 1.5~2份
导电炭黑 40~50份
超导电炭黑 10~20份
增塑剂 15~20份
硫化剂 2~2.5份
助交联剂 0.5~1份。
所述氢化丁腈橡胶为丙烯腈含量17~25%的低温型氢化丁腈橡胶；所述腈硅橡胶为β-氰乙基含量20~25%的腈硅橡胶；所述防老剂为N-4（苯胺基苯基）马来酰亚胺MC；进一步的，所述增塑剂为癸二酸二辛酯DOS；所述硫化剂为过氧化二异丙苯DCP；所述助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
通过生产工艺进行生产样品，对样品进行测试，所述具体生产工艺如下：
首先将开炼机滚筒温度控制在35℃~50℃，放入氢化丁腈橡胶和腈硅橡胶，待生胶包辊后，依次加入氧化锌、防老剂、炭黑和增塑剂，最后加入硫化剂和助交联剂，打三角包5次下片，硫化时间Tc90+2min，得到试片测试。
实施例1
一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，包括: 其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：
氢化丁腈橡胶95份，腈硅橡胶5份，氧化锌3份，防老剂1.5份，导电炭黑40份，超导电炭黑20份，增塑剂20份，硫化剂2.5份，助交联剂1份；通过以下生产工艺进行生产样品进行测试，具体生产工艺如下：
首先将开炼机滚筒温度控制在35℃~50℃，放入氢化丁腈橡胶和腈硅橡胶，待生胶包辊后，依次加入氧化锌、防老剂、炭黑和增塑剂，最后加入硫化剂和助交联剂，打三角包5次下片，硫化时间Tc90+2min，得到试片测试。
测试结果为：165℃*7d热空气老化后，拉伸强度变化率8.5%，伸长率变化率-9.5%；低温-45℃时的伸长率165%；体积电阻62Ω·cm，与绝缘层可剥离。
实施例2
一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，包括: 其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：
氢化丁腈橡胶90份，腈硅橡胶10份，氧化锌5份，防老剂1.8份，导电炭黑45份，超导电炭黑15份，增塑剂17份，硫化剂2.2份，助交联剂0.8份。通过以下生产工艺进行生产样品进行测试，具体生产工艺如下：
首先将开炼机滚筒温度控制在35℃~50℃，放入氢化丁腈橡胶和腈硅橡胶，待生胶包辊后，依次加入氧化锌、防老剂、炭黑和增塑剂，最后加入硫化剂和助交联剂，打三角包5次下片，硫化时间Tc90+2min，得到试片测试。
测试结果为：165℃*7d热空气老化后，拉伸强度变化率8.1%，伸长率变化率-8.9%；低温-45℃时的伸长率180%；体积电阻75Ω·cm，与绝缘层可剥离。
实施例3
一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，包括: 其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：
氢化丁腈橡胶85份，腈硅橡胶15份，氧化锌8份，防老剂2份，导电炭黑50份，超导电炭黑10份，增塑剂15份，硫化剂2份，助交联剂0.5份。通过以下生产工艺进行生产样品进行测试，具体生产工艺如下：
开炼机滚筒温度控制在35℃~50℃，待生胶包辊后，依次加入氧化锌、防老剂、炭黑和增塑剂，最后加入硫化剂和助交联剂，打三角包5次下片，硫化时间Tc90+2min，得到试片测试。
测试结果为：165℃*7d热空气老化后，拉伸强度变化率7.6%，伸长率变化率-8.2%；低温-45℃时的伸长率213%；体积电阻94Ω·cm，与绝缘层可剥离。
本发明所揭示的耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，是用氢化丁腈橡胶和腈硅橡胶并用以达到上述性能要求，氢化丁腈橡胶是由丁腈橡胶通过加氢技术而来，这样减少了分子主链上双键的数量，使耐温程度明显提高，在120℃~165℃可以长期使用；腈硅橡胶除具有一般硅橡胶耐高低温、耐候、耐臭氧等优异性能，还具有耐油、耐非极性溶剂等特性，是一种耐高低温、耐油弹性体，长期使用温度可以在-60~180℃；由于两者都是含有腈基的极性橡胶，它们的相容性很好，故并用后相应性能有所提升，尤其是耐高低温性能。为了防止普通防老剂在高温长期作用下容易迁移抽出的问题，本发明采用反应型不抽出防老剂，其在硫化过程中可接受自由基打开双键,形成横键与橡胶产生交联，起到了防老不抽出的作用，同时这横键对于热氧化作用具有很高的稳定性，这样半导电屏蔽层的耐高温性得到进一步保障。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：包括: 其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：
氢化丁腈橡胶 85~95份
腈硅橡胶 5~15份
氧化锌 3~8份
防老剂 1.5~2份
导电炭黑 40~50份
超导电炭黑 10~20份
增塑剂 15~20份
硫化剂 2~2.5份
助交联剂 0.5~1份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：所述氢化丁腈橡胶为丙烯腈含量17~25%的低温型氢化丁腈橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：所述腈硅橡胶为β-腈乙基含量20~25%的腈硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：所述防老剂为N-4（苯胺基苯基）马来酰亚胺MC。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：所述增塑剂为癸二酸二辛酯DOS。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯DCP。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料，其特征在于：所述助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
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