專利名稱：一種35kV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)套料及制備方法，特別涉及一種非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料和外屏蔽料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在城市供電系統(tǒng)中，由于高樓林立，加之高壓線和綠化帶都要占用一定的空間，于是埋地電纜和架空電纜便成為城市電力的主要傳輸手段了。對于埋地電纜，由于電纜外層經(jīng)常處在潮濕的環(huán)境中，且易受濕氣破壞，同時(shí)，主絕緣層承受的電場應(yīng)力大，電壓過高，沿主絕緣層內(nèi)壁的電場分布不勻，便易產(chǎn)生電暈放電，會導(dǎo)致絕緣層擊穿。對于架空電纜，主絕緣層承受的電場應(yīng)力小，但要求表面耐太陽光照射、耐雷擊耐光熱老化性能優(yōu)異，為了保護(hù)主絕緣，主絕緣層的內(nèi)外必須用半導(dǎo)電層進(jìn)行屏蔽。為此，IEC502(1983)規(guī)定用丁基 橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜，額定電壓在1.8/3. OKV以上時(shí)，要使用內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽層，其主要作用是使電場分布均勻，降低電場強(qiáng)度，以減少導(dǎo)體與絕緣層交界面上的氣隙，提高電纜起始電暈放電電壓和電纜耐游離放電性能，并在一定程度上降低絕緣層的溫升，以保護(hù)主絕緣。半導(dǎo)電屏蔽層通常主要分為半導(dǎo)電帶和半導(dǎo)電塑料兩種，半導(dǎo)電帶為布基繞包，故不易繞包平服，且導(dǎo)致導(dǎo)體、屏蔽層、絕緣層之間出現(xiàn)不可避免的空隙或氣孔，這些空隙或氣孔在高電壓場強(qiáng)下，孔內(nèi)氣體發(fā)生電離，損傷絕緣層，繼而產(chǎn)生樹枝狀放電，最后導(dǎo)致絕緣層擊穿。所以，一般使用半導(dǎo)電塑料作為屏蔽料，且在目前的交聯(lián)聚乙烯電纜生產(chǎn)中，較先進(jìn)的工藝是采用可交聯(lián)的半導(dǎo)電屏蔽層和絕緣層的三層共擠出，以確保彼此的緊密配合，從而獲得優(yōu)質(zhì)耐高壓電纜。但是目前市場上的半導(dǎo)電塑料一般使用EVA作為基材，這種體系成本比較低，但是由于EVA樹脂的VA容易在擠出時(shí)受高溫而分解，進(jìn)而在表面上會產(chǎn)生小顆粒，影響電纜的使用壽命，同時(shí)，EVA基材的半導(dǎo)電屏蔽料，也不利于導(dǎo)電炭黑的有效排列，導(dǎo)致屏蔽料的導(dǎo)電性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中普通超高壓電纜半導(dǎo)電層的技術(shù)缺陷，提供一種非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料和外屏蔽料及各自的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其原料各組分名稱及其重量份數(shù)為乙烯三元共聚樹脂100重量份；增塑劑a30-40重量份；增塑劑b5-10重量份；抗氧劑O. 1-0. 5重量份；優(yōu)選為O. 1-0. 2重量份；
聚乙烯蠟O. 2-0. 4重量份；高效潤滑劑O. 5-1重量份；導(dǎo)電炭黑a10-30重量份；優(yōu)選為20_25重量份；導(dǎo)電炭黑b5-10重量份；交聯(lián)劑1-2. 5重量份。一種非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電外屏蔽料，其原料各組分名稱及其重量份數(shù)為乙烯三元共聚樹脂100重量份； 增塑劑a20-40重量份；優(yōu)選為30_40重量份；增塑劑b5-10重量份；抗氧劑O. 1-0. 5重量份；聚乙烯蠟O. 2-0. 4重量份；高效潤滑劑O. 5-1重量份；導(dǎo)電炭黑a10-30重量份；優(yōu)選為10-25重量份；導(dǎo)電炭黑b5-10重量份；丁腈橡膠5-10重量份；優(yōu)選為6-9重量份；交聯(lián)劑1-2. 5重量份。較佳的，所述乙烯三元共聚樹脂為乙烯-丙烯酸丁酯-羰基共聚物，來自日本三菱公司的乙烯-丙烯酸丁酯-羰基共聚物KS560T。較佳的，所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二辛酯；所述增塑劑b選自白油，其主要成分為C16 C31的正異構(gòu)烷烴的混合物，可自市場上直接購買。較佳的，所述高效潤滑劑為G60潤滑劑，其主要成分為癸二酸油醇酯，可以通過市場購買獲得。較佳的，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，優(yōu)選為受阻酚類雙酚A。較佳的，所述導(dǎo)電炭黑a為40B2導(dǎo)電炭黑；所述導(dǎo)電炭黑b為超導(dǎo)電炭黑350G，均可以通過市場購買獲得。較佳的，所述丁腈橡膠中丙烯腈的重量百分含量為33%。較佳的，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯(DCP)。本發(fā)明的非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料的制備方法，包括如下步驟I)將增塑劑a、導(dǎo)電炭黑a、導(dǎo)電炭黑b和抗氧劑按照配比混合后置入低速捏合機(jī)中攬祥，制備成顆粒狀粉料；2)將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂、增塑劑b、聚乙烯蠟和高效潤滑劑按照配比置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌；3)將攪拌均勻的混合原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)進(jìn)行擠出造料；4)擠出造料的成品送入DCP噴淋塔中，進(jìn)行DCP浸潤處理；5)待DCP完全被造粒后的成品吸收后，下料包裝。本發(fā)明的非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電外屏蔽料的制備方法，包括如下步驟I)將增塑劑a、導(dǎo)電炭黑a、導(dǎo)電炭黑b和抗氧劑按照配比混合后置入低速捏合機(jī)中攬祥，制備成顆粒狀粉料；
2)將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂、增塑劑b、聚乙烯蠟、高效潤滑劑和丁腈橡膠按照配比置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌；3)將攪拌均勻的混合原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)進(jìn)行擠出造料；4)擠出造料的成品送入DCP噴淋塔中，進(jìn)行DCP浸潤處理；5)待DCP完全被造粒后的成品吸收后，下料包裝。本發(fā)明的內(nèi)屏蔽料和外屏蔽料的制備方法中，較佳的，步驟I)中，所述低速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 300C ;捏合時(shí)間為5-10min。 較佳的，步驟2)中，所述高速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為90-120轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 300C ;捏合時(shí)間為5-10min。較佳的，所述雙螺桿造料機(jī)的各段加熱溫度按加熱段數(shù)從90_125°C均分。較佳的，步驟4)中，所述DCP噴淋塔的溫度為40°C。本發(fā)明的低速捏合機(jī)、高速捏合機(jī)和雙螺桿造料機(jī)均為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)機(jī)械裝置，可從市場上直接購買。本發(fā)明的DCP噴淋塔為昆山工統(tǒng)環(huán)保機(jī)械有限公司生產(chǎn)。本發(fā)明通過在非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)、外屏蔽料中添加抗氧劑，可以抑制乙烯三元共聚樹脂的老化；添加聚乙烯臘，可以改善材料的外潤滑，提高產(chǎn)品的擠線速度。本發(fā)明添加的特種導(dǎo)電炭黑制備的產(chǎn)品體積電阻率更低，導(dǎo)電性能優(yōu)異，表面比較光滑并且沒有小顆粒現(xiàn)象出現(xiàn)。本發(fā)明的非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)、外屏蔽料與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，表面更加光滑無小顆?，F(xiàn)象，內(nèi)屏蔽料與導(dǎo)體有更好的粘接力，外屏蔽料與絕緣料有更加理想的剝離力，三層共擠時(shí)擠線速度得到了提高，體積電阻率更低，導(dǎo)電性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用作35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)、外屏蔽料。本發(fā)明的內(nèi)屏蔽料和外屏蔽料的制備方法中采用先將增塑劑a、導(dǎo)電炭黑a、導(dǎo)電炭黑b和抗氧劑在低速捏合機(jī)中攪拌，然后再將其余的組分混合于高速捏合機(jī)中攪拌，以這種方式可以有效減少對車間環(huán)境的污染，而且預(yù)混合后導(dǎo)電炭黑的分散性更好，制備的產(chǎn)品屏蔽料的導(dǎo)電性能也更加優(yōu)異。本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明符合JB/T 10738-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中關(guān)于屏蔽料的性能要求，且加工性能優(yōu)良；(2)具備環(huán)保性能，可以符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)；(3)采用先經(jīng)過增塑劑攪拌的方法，生產(chǎn)過程中對車間的污染較小，同時(shí)保證產(chǎn)品導(dǎo)電性能穩(wěn)定；(4)具有很優(yōu)良的導(dǎo)電性能，體積電阻率更低，擠出電纜表面更好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，以100公斤乙烯三元共聚樹脂計(jì)，鄰苯二甲酸二辛酯40公斤，白油(C16 C31的正異構(gòu)烷烴)8公斤，受阻酚類雙酚A抗氧劑O. 2公斤，聚乙烯蠟O. 3公斤，高效潤滑劑G60 O. 5公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 24公斤，導(dǎo)電炭黑350G 10公斤，交聯(lián)劑DCP I. 5公斤。
制備方法為a、將鄰苯二甲酸二辛酯40公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 24公斤，導(dǎo)電炭黑350G10公斤，抗氧劑O. 2公斤，置入低速捏合機(jī)中進(jìn)行攪拌(低速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C ;捏合時(shí)間為5min),制備成具有一定顆粒狀的粉料；b、將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂100公斤，C16 C31的正異構(gòu)烷烴8公斤，聚乙烯蠟0.3公斤，高效潤滑劑G60 O. 5公斤置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌(高速捏合機(jī)的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C;捏合時(shí)間為IOmin) ;c、將攪拌均勻的原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)進(jìn)行擠出造料(雙螺桿造料機(jī)各段加熱溫度按加熱段數(shù)從90-125°C均分)；d、擠出造料的成品經(jīng)過烘干后將屏蔽料送入DCP噴淋塔(DCP噴淋塔的溫度為40°C )，進(jìn)行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實(shí)施例2非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，以100公斤乙烯三元共聚樹脂計(jì)，鄰苯二甲酸二辛酯35公斤，白油(C16 C31的正異構(gòu)烷烴)7. 5公斤，受阻酚類雙酚A抗氧劑O. 2公斤，聚乙烯蠟O. 3公斤，高效潤滑劑G60 O. 5公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 25公斤，導(dǎo)電炭黑350G 7公斤，交聯(lián)劑DCP 2. O公斤。 制備方法為a、將鄰苯二甲酸二辛酯35公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 25公斤，導(dǎo)電炭黑350G7公斤，抗氧劑O. 2公斤，置入低速捏合機(jī)中進(jìn)行攪拌(低速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C ;捏合時(shí)間為5min)，制備成具有一定顆粒狀的粉料；b、將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂100公斤，C16 C31的正異構(gòu)烷烴7. 5公斤，聚乙烯蠟0.3公斤，高效潤滑劑G60 O. 5公斤置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌(高速捏合機(jī)的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C;捏合時(shí)間為IOmin) ;c、將攪拌均勻的原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)進(jìn)行擠出造料(雙螺桿造料機(jī)各段加熱溫度按加熱段數(shù)從90-125°C均分)；d、擠出造料的成品經(jīng)過烘干后將屏蔽料送入DCP噴淋塔(DCP噴淋塔的溫度為40°C )，進(jìn)行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實(shí)施例3非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，以100公斤乙烯三元共聚樹脂計(jì)，鄰苯二甲酸二辛酯30公斤，白油(C16 C31的正異構(gòu)烷烴)5公斤，受阻酚類雙酚A抗氧劑O. I公斤，聚乙烯蠟O. 2公斤，高效潤滑劑G600. 7公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 20公斤，導(dǎo)電炭黑350G 5公斤，交聯(lián)劑DCP 2. 5公斤。制備方法為a、將鄰苯二甲酸二辛酯30公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 20公斤，導(dǎo)電炭黑350G5公斤，抗氧劑O. I公斤，置入低速捏合機(jī)中進(jìn)行攪拌(低速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C;捏合時(shí)間為IOmin)，制備成具有一定顆粒狀的粉料；b、將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂100公斤，C16 C31的正異構(gòu)烷烴5公斤，聚乙烯蠟O. 2公斤，高效潤滑劑G600. 7公斤置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌(高速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C ;捏合時(shí)間為IOmin) ;c、將攪拌均勻的原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)進(jìn)行擠出造料(雙螺桿造料機(jī)各段加熱溫度按加熱段數(shù)從90-125°C均分)；d、擠出造料的成品經(jīng)過烘干后將屏蔽料送入DCP噴淋塔(DCP噴淋塔的溫度為40°C )，進(jìn)行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實(shí)施例4非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，以100公斤乙烯三元共聚樹脂計(jì)，鄰苯二甲酸二辛酯36公斤，白油(C16 C31的正異構(gòu)烷烴)10公斤，受阻酚類雙酚A抗氧劑O. 15公斤,聚乙烯臘O. 4公斤,高效潤滑劑G601公斤,導(dǎo)電炭黑40B2 20公斤,導(dǎo)電炭黑350G 8公斤，交聯(lián)劑DCP I. O公斤。制備方法為a、將鄰苯二甲酸二辛酯36公斤，導(dǎo)電炭黑40B2 20公斤，導(dǎo)電炭黑350G8公斤，抗氧劑O. 15公斤，置入低速捏合機(jī)中進(jìn)行攪拌(低速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C ;捏合時(shí)間為IOmin)，制備成具有一定顆粒狀的粉料山、將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂100公斤，C16 C31的正異構(gòu)烷烴10公斤，聚乙烯蠟0.4公斤，高效潤滑劑G60 I公斤置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌(高速捏合機(jī)的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分；捏合時(shí)的溫度控制為20 30°C;捏合時(shí)間為5min) ;c、將攪拌均勻的原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)進(jìn)行擠出造料(雙螺桿造料機(jī)各段加熱溫度按加熱段數(shù)從90-125°C均分)；d、擠出造料的成品經(jīng)過烘干后將屏蔽料送入DCP噴淋塔(DCP 噴淋塔的溫度為40°C )，進(jìn)行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實(shí)施例1-4的非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料的主要指標(biāo)如下表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其原料包括如下重量份數(shù)的組分 乙烯三元共聚樹脂100重量份； 增塑劑a30-40重量份； 增塑劑b5-10重量份； 抗氧劑O. 1-0. 5重量份； 聚乙烯臘O. 2-0. 4重量份； 高效潤滑劑O. 5-1重量份； 導(dǎo)電炭黑a10-30重量份； 導(dǎo)電炭黑b5-10重量份； 交聯(lián)劑1-2. 5重量份。
2.如權(quán)利要求I所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其特征在于，所述乙烯三元共聚樹脂為乙烯-丙烯酸丁酯-羰基共聚物。
3.如權(quán)利要求I所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其特征在于，所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二辛酯；所述增塑劑b選自白油，其主要成分為C16 C31的正異構(gòu)烷烴的混合物。
4.如權(quán)利要求I所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類雙酚A。
5.如權(quán)利要求I所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其特征在于，所述高效潤滑劑為G60潤滑劑，其主要成分為癸二酸油醇酯。
6.如權(quán)利要求I所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯DCP。
7.如權(quán)利要求I所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料，其特征在于，所述導(dǎo)電炭黑a為40B2導(dǎo)電炭黑；所述導(dǎo)電炭黑b為超導(dǎo)電炭黑350G。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料的制備方法，包括如下步驟 1)將增塑劑a、導(dǎo)電炭黑a、導(dǎo)電炭黑b和抗氧劑按照配比混合后置入低速捏合機(jī)中攪祥，制備成顆粒狀粉料； 2)將攪拌好的顆粒狀粉料與乙烯三元共聚樹脂、增塑劑b、聚乙烯蠟和高效潤滑劑按照配比置入高速捏合機(jī)中加熱進(jìn)行高速攪拌； 3)將攪拌均勻的混合原料直接進(jìn)入雙螺桿造料機(jī)中進(jìn)行擠出造料； 4)擠出造料的成品送入DCP噴淋塔中，進(jìn)行DCP浸潤處理； 5)待DCP完全被造粒后的成品吸收后，下料包裝。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述低速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 30°C ;捏合時(shí)間為5-10min ;步驟2)中，所述高速捏合機(jī)的攪漿轉(zhuǎn)速為90-120轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 30°C ;捏合時(shí)間為5_10min。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述雙螺桿造料機(jī)的各段加熱溫度按照加熱段數(shù)從90-125°C均分；步驟4)中，所述DCP噴淋塔的溫度為40°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)套料及其制備，特別涉及一種35kV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)、外屏蔽料及其制備。本發(fā)明內(nèi)屏蔽料，其原料包括乙烯三元共聚樹脂、增塑劑a、增塑劑b、交聯(lián)劑、抗氧劑、聚乙烯蠟、導(dǎo)電炭黑a、高效潤滑劑以及導(dǎo)電炭黑b；外屏蔽料還包括丁腈橡膠。本發(fā)明的制備方法采用先將增塑劑a、導(dǎo)電炭黑a、導(dǎo)電炭黑b和抗氧劑在低速捏合機(jī)中攪拌，然后再將其余的組分混合于高速捏合機(jī)中攪拌。本發(fā)明的非EVA基材35kV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)外屏蔽料與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，表面更加光滑無小顆?，F(xiàn)象，內(nèi)屏蔽料與導(dǎo)體有更好的粘接力，三層共擠時(shí)擠線速度得到了提高，體積電阻率更低，導(dǎo)電性能優(yōu)異。
文檔編號C08K3/04GK102898717SQ201110212529
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者高峰, 段春來 申請人:上海凱波特種電纜料廠有限公司