一種性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)，高壓電纜結(jié)構(gòu)由芯部的導體以及由內(nèi)向外依次包覆在導體外圍的半導電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導電外屏蔽層構(gòu)成。其絕緣層具有如下組成：以重量份計，基料100份，無機填料一20-30份，無機填料二5-10份，炭黑0.5-1.5份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，抗氧化劑3-5份，交聯(lián)劑1-3份，交聯(lián)助劑0.2-0.5份，剝離劑0-2份。其外屏蔽層有如下組成：以重量份計，基料100份，導電炭黑50-55份，剝離劑2-4份，抗氧化劑3-5份，交聯(lián)劑3-5份，增強劑1-3份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份。其內(nèi)屏蔽層具有如下組成：基料100份，導電炭黑45-48份，剝離劑3-5份，抗氧/金屬鈍化劑5-8份，交聯(lián)劑4-6份，增強劑3-5份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份。
【專利說明】—種性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供一種性能優(yōu)異的絕緣層的高壓電纜結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電線電纜行業(yè)是電力和通信兩大國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的重要配套行業(yè)，在國民經(jīng)濟中有著極其重要的地位，其中行業(yè)生產(chǎn)總量占全國總⑶P的4%。至5%。，電線電纜產(chǎn)品起著輸送能源、傳遞信息的重要作用，是國民經(jīng)濟的“血管”和“神經(jīng)”。
[0003]電線電纜通常是由芯部的導體以及由內(nèi)向外依次包覆在導體外圍的半導電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導電外屏蔽層構(gòu)成。而目前使用的內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和絕緣層的復合材料，都難以滿足日益嚴苛的使用要求。
[0004]因此，開發(fā)一種新型的、性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)，具有重要的研究意義和廣泛的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的即在于提供一種性能優(yōu)異的絕緣層的高壓電纜結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明中高壓電纜結(jié)構(gòu)由芯部的導體以及由內(nèi)向外依次包覆在導體外圍的半導電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導電外屏蔽層構(gòu)成。
[0007]絕緣層具有如下組成:以重量份計，基料100份，無機填料一 20-30份，無機填料二 5-10份，炭黑0.5-1.5份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，抗氧化劑3_5份，交聯(lián)劑1_3份，交聯(lián)助劑
0.2-0.5份，剝離劑0-2份；
[0008]外屏蔽層有如下組成:以重量份計，基料100份，導電炭黑50-55份，剝離劑2_4份，抗氧化劑3-5份，交聯(lián)劑3-5份，增強劑1-3份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份；
[0009]其內(nèi)屏蔽層具有如下組成:基料100份，導電炭黑45-48份，剝離劑3-5份，抗氧/金屬鈍化劑5-8份，交聯(lián)劑4-6份，增強劑3-5份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份。
[0010]對于所述的絕緣層，所述的基料由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，其中乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的重量百分比為50-55%，聚丙烯的重量百分比為15-20%，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為45-50% ；
[0011]所述的無機填料一為燒結(jié)高嶺土，平均粒徑為1-2 μ m ;
[0012]所述的無機填料二為四針狀氧化鋅晶須，晶須平均長5-10 μ m ；
[0013]所述的炭黑的含碳量至少為98%，平均粒徑為50-100nm，且最大粒徑小于250nm，DBP 為 100-150cc/100g ；
[0014]所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基二(β_甲氧基乙氧基)硅烷;
[0015]所述的抗氧化劑為四-[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和聚二(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯)硫醚，二者的質(zhì)量比為1:1 ;
[0016]所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯；[0017]所述的交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲酸酯；
[0018]所述的剝離劑為硅酮膠。
[0019]對于所述的外屏蔽層，所述的的基料由三元乙丙橡膠和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例為三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:3-5，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4) 125°C為20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為 55-60% ；
[0020]所述的導電炭黑為摻有多壁碳納米管的導電炭黑，炭黑的碘值為100-200mg/g，平均粒徑為70-100nm，DBP為150-200cc/100g，多壁碳納米管的直徑為10_20nm，相對于炭黑的含量為10-15% ； [0021]所述的剝離劑為氧化聚乙烯蠟，且優(yōu)選其含量為3重量份；
[0022]所述的抗氧化劑為四-[3_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和聚二(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯)硫醚，二者的質(zhì)量比為1:1 ;
[0023]所述的增強劑為四針狀氧化鋅晶須，且優(yōu)選其含量為2重量份；
[0024]所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯；
[0025]所述的防老劑為N-(l，3- 二甲基)丁基-N’ -苯基對苯二胺；
[0026]所述的增塑劑為硬脂酸鋅。
[0027]對于所述的內(nèi)屏蔽層，所述的的基料由三元乙丙橡膠和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例為三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1: 5-7，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4) 125°C為20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為 55-60% ；
[0028]所述的導電炭黑為摻有多壁碳納米管的導電炭黑，炭黑的碘值為100-200mg/g，平均粒徑為70-100nm，DBP為150-200cc/100g，多壁碳納米管的直徑為10_20nm，相對于炭黑的含量為13-16% ；
[0029]所述的剝離劑為氧化聚乙烯蠟；
[0030]所述的抗氧/金屬鈍化劑為四-[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N，N’ -雙[β (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼，二者的質(zhì)量比為1:2;
[0031]所述的增強劑為四針狀氧化鋅晶須；
[0032]所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯；
[0033]所述的防老劑為N-(l，3- 二甲基)丁基-N’ -苯基對苯二胺；
[0034]所述的增塑劑為硬脂酸鋅。
[0035]本發(fā)明合理地設(shè)計了電纜絕緣用內(nèi)、外屏蔽層以及絕緣層的配方，通過各個組分的協(xié)調(diào)作用以及最為合適的含量配比，獲得了性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0036]一、絕緣層的配方和制備
[0037]實施例1.[0038]按表1所給出的各組分配比(其中基料滿足總和為100重量份)進行配料并將各原料均烘干至100°C備用；然后按聚丙烯(A)、乙烯-乙酸乙烯酯(B)、聚乙烯、炭黑(C)、無機填料一(D)、無機填料二(E)、硅烷偶聯(lián)劑(F)、抗氧化劑(G)、剝離劑(H)的順序?qū)⒏鱾€原料先后加入密煉機進行熔融混煉，混煉的溫度為200-220°C，混煉時間為15-20min ;混煉出料后經(jīng)過雙螺桿擠出機擠出造粒，所述螺桿直徑為32mm，長徑比為42 ;造粒后進入高速捏合機噴灑交聯(lián)劑(I)及交聯(lián)助劑(J)高速混合，并控制溫度在140-160°C，混合10-15min后冷卻得到產(chǎn)品。其中所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為48%。
[0039]實施例2-3以及比較例1#_9#處配方如表1所示外，制備方法均與實施例1相同。
[0040]表1
【權(quán)利要求】
1.一種性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)，所述的高壓電纜結(jié)構(gòu)由芯部的導體以及由內(nèi)向外依次包覆在導體外圍的半導電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導電外屏蔽層構(gòu)成，其特征在于: 絕緣層具有如下組成:以重量份計，基料100份，無機填料一 20-30份，無機填料二5-10份，炭黑0.5-1.5份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，抗氧化劑3_5份，交聯(lián)劑1_3份，交聯(lián)助劑0.2-0.5份，剝離劑0-2份； 外屏蔽層有如下組成:以重量份計，基料100份，導電炭黑50-55份，剝離劑2-4份，抗氧化劑3-5份，交聯(lián)劑3-5份，增強劑1-3份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份； 其內(nèi)屏蔽層具有如下組成:基料100份，導電炭黑45-48份，剝離劑3-5份，抗氧/金屬鈍化劑5-8份，交聯(lián)劑4-6份，增強劑3-5份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜結(jié)構(gòu)，其特征在于: 對于所述的絕緣層，所述的基料由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，其中乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的重量百分比為50-55%，聚丙烯的重量百分比為15-20%，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為45-50% ； 所述的無機填料一為燒結(jié)高嶺土，平均粒徑為1_2μπι ; 所述的無機填料二為四 針狀氧化鋅晶須，晶須平均長5-10 μ m ； 所述的炭黑的含碳量至少為98%，平均粒徑為50-100nm，且最大粒徑小于250nm，DBP為100-150cc/100g ； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基二(β_甲氧基乙氧基)硅烷； 所述的抗氧化劑為四_[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和聚二(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯)硫醚，二者的質(zhì)量比為1:1; 所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯； 所述的交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲酸酯； 所述的剝離劑為硅酮膠。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜結(jié)構(gòu)，其特征在于: 對于所述的外屏蔽層，所述的的基料由三元乙丙橡膠和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例為三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:3-5，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4)125°C為20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為55-60% ； 所述的導電炭黑為摻有多壁碳納米管的導電炭黑，炭黑的碘值為100-200mg/g，平均粒徑為70-100nm，DBP為150_200cc/100g，多壁碳納米管的直徑為10_20nm，相對于炭黑的含量為 10-15% ； 所述的剝離劑為氧化聚乙烯蠟，且優(yōu)選其含量為3重量份； 所述的抗氧化劑為四_[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和聚二(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯)硫醚，二者的質(zhì)量比為1:1 ; 所述的增強劑為四針狀氧化鋅晶須，且優(yōu)選其含量為2重量份； 所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯； 所述的防老劑為N-(1，3-二甲基)丁基-N’-苯基對苯二胺； 所述的增塑劑為硬脂酸鋅。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜結(jié)構(gòu)，其特征在于:對于所述的內(nèi)屏蔽層，所述的的基料由三元乙丙橡膠和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例為三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:5-7，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4)125°C為20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為55-60% ； 所述的導電炭黑為摻有多壁碳納米管的導電炭黑，炭黑的碘值為100-200mg/g，平均粒徑為70-100nm，DBP為150_200cc/100g，多壁碳納米管的直徑為10_20nm，相對于炭黑的含量為 13-16% ； 所述的剝離劑為氧化聚乙烯蠟； 所述的抗氧/金屬鈍化劑為四-[3_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N，N’ -雙[β (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼，二者的質(zhì)量比為1:2; 所述的增強劑為四針狀氧化鋅晶須； 所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯； 所述的防老劑為N-(1，3-二甲基)丁基-N’-苯基對苯二胺； 所述的增塑劑為硬 脂酸鋅。
【文檔編號】C08L23/16GK103554633SQ201310507414
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】楊雪洪 申請人:蘇州市雙鑫新材料科技有限公司