專利名稱：一種35kv電纜用非eva基材交聯(lián)型半導(dǎo)電外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，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，為了保護主絕緣，主絕緣層的內(nèi)外必須用半導(dǎo)電層進行屏蔽。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，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容易在擠出時受高溫而分解，進而在表面上會產(chǎn)生小顆粒，影響電纜的使用壽命，同時，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，可選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中加熱進行高速攪拌；3)將攪拌均勻的混合原料直接進入雙螺桿造料機進行擠出造料；4)擠出造料的成品送入DCP噴淋塔中，進行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中加熱進行高速攪拌；3)將攪拌均勻的混合原料直接進入雙螺桿造料機進行擠出造料；4)擠出造料的成品送入DCP噴淋塔中，進行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，所述低速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 30。。。較佳的，步驟2)中，所述高速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為90-120轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為
20 30 。較佳的，所述雙螺桿造料機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、高速捏合機和雙螺桿造料機均為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)機械裝置，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中攪拌，然后再將其余的組分混合于高速捏合機中攪拌，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標準規(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標準；(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。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。實施例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，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，置入低速捏合機中進行攪拌(低速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C ;捏合時間為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中加熱進行高速攪拌(高速捏合機的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C;捏合時間為IOmin) ;c、將攪拌均勻的原料直接進入雙螺桿造料機進行擠出造料(雙螺桿造料機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 )，進行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實施例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，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，置入低速捏合機中進行攪拌(低速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C ;捏合時間為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中加熱進行高速攪拌(高速捏合機的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C;捏合時間為IOmin) ;c、將攪拌均勻的原料直接進入雙螺桿造料機進行擠出造料(雙螺桿造料機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 )，進行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實施例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，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G60 O. 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，置入低速捏合機中進行攪拌(低速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C;捏合時間為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G60 O. 7公斤置入高速捏合機中加熱進行高速攪拌(高速捏合機的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C ;捏合時間為IOmin) ;c、將攪拌均勻的原料直接進入雙螺桿造料機進行擠出造料(雙螺桿造料機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 )，進行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。
實施例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，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G60 I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，置入低速捏合機中進行攪拌(低速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C ;捏合時間為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中加熱進行高速攪拌(高速捏合機的攪衆(zhòng)轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分；捏合時的溫度控制為20 30°C;捏合時間為5min) ;c、將攪拌均勻的原料直接進入雙螺桿造料機進行擠出造料(雙螺桿造料機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 )，進行DCP的浸潤處理，再用鋁塑包裝，然后入庫。實施例1-4的非EVA基材35KV電纜用交聯(lián)型半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽料的主要指標如下表I所示。表I
項目名稱單位實施例I實施例2 實施例3 實施例4
拉伸強度MPa20.119.818.917.8
權(quán)利要求
1.一種35KV電纜用非EVA基材交聯(lián)型半導(dǎo)電外屏蔽料，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a20-40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； 丁腈橡膠5-10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)電外屏蔽料，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)電外屏蔽料，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)電外屏蔽料，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)電外屏蔽料，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)電外屏蔽料，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)電外屏蔽料，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)電外屏蔽料的制備方法，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、高效潤滑劑和丁腈橡膠按照配比置入高速捏合機中加熱進行高速攪拌； 3)將攪拌均勻的混合原料直接進入雙螺桿造料機中進行擠出造料； 4)擠出造料的成品送入DCP噴淋塔中，進行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，所述低速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 30°C ;捏合時間為5-10min ;步驟2)中，所述高速捏合機的攪漿轉(zhuǎn)速為90-120轉(zhuǎn)/分；捏合溫度為20 30°C ;捏合時間為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中攪拌，然后再將其余的組分混合于高速捏合機中攪拌。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粒現(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C08K13/02GK102898718SQ20111021254
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)明者崔德剛, 段春來 申請人:上海凱波特種電纜料廠有限公司