專利名稱：一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，更具體地說，本發(fā)明涉及一種中壓橡套電纜用半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，尤其是一種橡膠型耐高溫?zé)o鹵半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，屬于電纜材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中壓橡套電纜，包括船用電纜、石油平臺電纜、礦用電纜等，都需要用半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜料?，F(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)橡膠主要采用乙烯一醋酸乙烯酯樹脂，如申請專利號為201110407899. 5的中國發(fā)明專利，公開了一種乙烯一醋酸乙烯酯樹脂和氯化聚乙烯為基料的可剝離半導(dǎo)電屏蔽料。雖然隨著乙烯一醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯含量的增加，彈性得到提高，當(dāng)醋酸乙烯酯含量達(dá)到40% 50%時，是一種彈性性，但其低溫下較硬，不適用于橡套電纜的頻繁彎曲使用場合，同時材料價格很高。另外由于氯化聚乙烯材料的使用，不符合 日益提高的環(huán)保要求，同時大量氯化聚乙烯的加入，耐溫等級也受到限制，與絕緣的緊密結(jié)合力也受到影響。還有因絕緣屏蔽與導(dǎo)體屏蔽可剝離要求不同，不適宜用于需要緊密結(jié)合的導(dǎo)體屏蔽?，F(xiàn)有技術(shù)中也有使用三元乙丙及其他改性材料為基礎(chǔ)材料，專利申請?zhí)枮?01210140526.0的中國發(fā)明專利，公開了一種乙烯一醋酸乙烯酯樹脂和三元乙丙為基料的半導(dǎo)電屏蔽料。由于三元乙丙粘度較高，半導(dǎo)電屏蔽料需要填充足夠量的導(dǎo)電炭黑才能實現(xiàn)其功能，因此該半導(dǎo)電屏蔽料的加工工藝性能不好，同時價格也不低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種更經(jīng)濟(jì)、橡膠型、耐溫等級高、無鹵的中壓半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜料。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，其具體的技術(shù)方案如下
一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑50 120份
增塑劑20 45份
硫化劑I. O 6. O份
共硫化劑I. O 6. O份
活化劑I. O 10份
偶聯(lián)劑O. 2 5. O份
防老劑O. 5 5. O份；
本發(fā)明所述的乙丁橡膠，是半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜料的基礎(chǔ)橡膠，由乙烯-丁烯與(低含量)第三單體組成，是屬于一種高飽和型橡膠；其分子量分布非常寬，加工性能優(yōu)異，本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的乙丁橡膠為粘度在10 25之間，乙烯含量70 85%的乙丁橡膠；本發(fā)明所述的防老劑，要起防止橡膠老化的作用，本發(fā)明基本技術(shù)方案中采用的防老劑為防老劑DDA。優(yōu)選的，一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑60 100份
增塑劑15 35份
硫化劑I. 5 4. O份
共硫化劑I. 5 4. O份 活化劑2. O 9. O份
偶聯(lián)劑O. 3 3. O份
防老劑I. O 3. O份。本發(fā)明所述的導(dǎo)電炭黑，是實現(xiàn)半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜料導(dǎo)電性能的材料，本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的導(dǎo)電炭黑為本領(lǐng)域常規(guī)的導(dǎo)電性能優(yōu)異、加工性能優(yōu)異的導(dǎo)電炭黑；
本發(fā)明所述的導(dǎo)電炭黑優(yōu)選的為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，其混合比為4 6 :1。本發(fā)明所述的增塑劑，主要是起增塑作用，改善橡膠料的加工工藝性能，本發(fā)明基本技術(shù)方案中采用的增塑劑為本領(lǐng)域常規(guī)增塑劑即可；
本發(fā)明所述的增塑劑優(yōu)選的為52#氯化石蠟和/或68#白油；
上述52#氯化石蠟和68#白油同時使用時，任意比例即可，優(yōu)選的比例為2:1。本發(fā)明所述的硫化劑，指能與橡膠起化學(xué)反應(yīng)，通過硫化可改進(jìn)橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使橡膠由可塑性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥晕镔|(zhì)的材料，本發(fā)明基本技術(shù)方案中采用的硫化劑為本領(lǐng)域常規(guī)硫化劑即可，如過氧化二異丙苯、1,1-雙叔丁基過氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、雙叔丁基過氧異丙基苯等；
本發(fā)明所述的硫化劑優(yōu)選的為過氧化二異丙苯。本發(fā)明所述的共硫化劑，指能有效地提高半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽交聯(lián)密度，大大促進(jìn)橡膠與硫化劑之間的反應(yīng)，提高硫化速度、降低硫化溫度、縮短硫化時間，減少硫化劑用量，同時相應(yīng)提高硫化膠性能的物質(zhì)，本發(fā)明基本技術(shù)方案中采用的共硫化劑為本領(lǐng)域常規(guī)共硫化劑即可，如對醌二肟、三烯丙基三聚異氰酸酯、三烯丙基氰脲酸酯等；
本發(fā)明所述的共硫化劑優(yōu)選的為三烯丙基氰脲酸酯。本發(fā)明所述的活化劑，是指加速硫化的活性劑，本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的活化劑為氧化鎂、一氧化鉛、硬酯酸鋅、三乙醇胺、活性氧化鋅、硬脂酸等；
本發(fā)明所述的活化劑優(yōu)選的為活性氧化鋅和硬脂酸以3 5 :1的重量比例混合。本發(fā)明所述的偶聯(lián)劑，是不飽和的硅烷及某些不飽和酯，能與導(dǎo)電炭黑自發(fā)偶合，提高硫化速度和硫化膠的機械性能，本發(fā)明基本方案采用的偶聯(lián)劑為本領(lǐng)域常規(guī)的Y -甲基丙稀酸丙撐· 二甲基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基_二- (β_甲氧·乙氧基)娃燒等;
本發(fā)明所述的偶聯(lián)劑優(yōu)選的為乙烯基-二- ( β _甲氧·乙氧基)娃燒。本發(fā)明半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料的制備過程為本領(lǐng)域常規(guī)工藝稱料一混煉一出片或造粒
A、稱料，稱取乙丁橡膠100份，導(dǎo)電炭黑60 100份，增塑劑15 35份，硫化劑I.5 4份，共硫化劑I. 5 4份，活化劑I. O 5. O份，偶聯(lián)劑O. 3 3份，防老劑I. O 3份待用；
B、混煉，先將乙丙橡膠混煉，然后加入除硫化劑和促進(jìn)劑外的其它配合劑混煉，最后再加入硫化劑和促進(jìn)劑；
C、混煉，可以在通常橡膠混煉用的開煉機、捏煉機或密煉機進(jìn)行；
D、造?；虺銎?。本發(fā)明的有益技術(shù)效果 1、本發(fā)明選用粘度在10 25之間，乙烯含量70 85%的乙丁橡膠，具有高填充性；本發(fā)明選用的防老劑為防老劑DDA，耐熱性能好，使半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽橡膠滿足135°C、168小時老化的需要；
2、本發(fā)明的導(dǎo)電炭黑優(yōu)選的為為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，并且其混合比為4 6 :1，達(dá)到最佳的導(dǎo)電性能和加工性能；
3、本發(fā)明的增塑劑優(yōu)選的為52#氯化石蠟和/或68#白油，偶聯(lián)劑優(yōu)選為乙烯基-三-(β -甲氧·乙氧基)硅烷，這樣的搭配在考慮了經(jīng)濟(jì)、低成本的因素同時，保證了其最佳效果，且52#氯化石蠟和68#白油以2:1配合平衡了絕緣性能；
4、本發(fā)明的配方中，所述的硫化劑優(yōu)選的為過氧化二異丙苯，所述的共硫化劑優(yōu)選的為三烯丙基氰脲酸酯，三烯丙基氰脲酸酯的優(yōu)點是純度高，能與過氧化二異丙苯的交聯(lián)有效配合，當(dāng)氧化二異丙苯發(fā)揮交聯(lián)作用時，由于三烯丙基氰脲酸酯具有三個分子鏈端雙鍵，而這三個雙鍵通過碳碳單鍵都接在同一個分子環(huán)上，形成三個遙爪狀結(jié)構(gòu)，能夠起到促進(jìn)作用，提高交聯(lián)速度和交聯(lián)程度；另外，選用過氧化二異丙苯的優(yōu)點還有在過氧化物交聯(lián)體系中，它的結(jié)構(gòu)較為簡單，易于生產(chǎn)，價格也比同類產(chǎn)品低；過氧化二異丙苯的分解溫度和半衰期，分別與橡膠加工的溫度和時間較為匹配；
5、本發(fā)明選用的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照3 5:1的重量比例混合，活性氧化鎂和硬脂酸搭配，不會對氯化聚乙烯產(chǎn)生影響，這樣能很好的起到活化作用；混合比例選擇的優(yōu)點在于活性氧化鎂不光起到活化的作用，還起到吸收高溫硫化時產(chǎn)生的氯化氫氣體，如果加入量少，則無法盡數(shù)吸收氯化氫而致使材料產(chǎn)生氣泡，如果加入量過多，則多余的氧化鎂成為了填充劑，造成了材料的浪費，而本發(fā)明采用的比例范圍，既不會產(chǎn)生氣泡，也不會造成材料的浪費；同時，活性氧化鋅同時具有酸接受體的作用，硬脂酸還同時具有軟化劑的作用，金屬氧化物在有硬脂酸存在的情況下，才能使促進(jìn)劑有較大的作用；
6、本發(fā)明的半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽材料，其配方不僅成本低廉，且組分簡單，所有組分既有各自獨立的作用和優(yōu)點，也互相配合，形成一個完整的整體，由于本發(fā)明采用價格低、粘度低、具高填充性的乙丁橡膠作基料，以及選擇與之配合的硫化體系，并添加導(dǎo)電性能和加工工藝性能好的導(dǎo)電炭黑，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)加工工藝性能不好、價格高的不足；
本發(fā)明第一目的實現(xiàn)，主要改進(jìn)是采用乙丁橡膠作基礎(chǔ)橡膠，選擇合適的硫化體系，添加導(dǎo)電材料，從而使組成的橡膠型半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜料，既耐高溫，又具有高的導(dǎo)電性能，并通過三層共擠后能與絕緣緊密結(jié)合，從而實現(xiàn)本發(fā)明的目的；
本發(fā)明的產(chǎn)品導(dǎo)電性能優(yōu)良，體積電阻率僅為目前導(dǎo)體屏蔽電纜的1/10左右，一般不大于50Ω · cm，提高了均衡電纜電場的能力，電纜屏蔽性能好；
因乙丁橡膠與乙丙絕緣材料結(jié)構(gòu)相近，生產(chǎn)的電纜中，導(dǎo)體屏蔽與絕緣能緊密結(jié)合，有利于提高電纜的安全運行時間，特別是對頻繁移動的橡套電纜；
加工工藝性能好，有效減少了擠橡機的負(fù)荷；
因乙丁橡膠價格較乙烯一醋酸乙烯酯、三元乙丙價格低得多，大大降低了生產(chǎn)成本；因此，本發(fā)明一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料完全可以替代現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，并且達(dá)到更好的效果。
具體實施例方式實施例I
一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑50份
增塑劑20份
硫化劑I. O份
共硫化劑I. O份
活化劑I. O份
偶聯(lián)劑O. 2份
防老劑O. 5份
所述的乙丁橡膠為粘度在10之間，乙烯含量70%的乙丁橡膠；
所述的防老劑為防老劑DDA。實施例2
一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑120份
增塑劑45份
硫化劑6. O份
共硫化劑6. O份
活化劑10份
偶聯(lián)劑5. O份
防老劑5. O份
所述的乙丁橡膠為粘度在25之間，乙烯含量85%的乙丁橡膠；
所述的防老劑為防老劑DDA。實施例3
一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑85份
增塑劑32. 5份
硫化劑3. 5份共硫化劑3. 5份
活化劑5. 5份
偶聯(lián)劑2. 6份
防老劑2. 75份
所述的乙丁橡膠為粘度在17. 5之間，乙烯含量77. 5%的乙丁橡膠；
所述的防老劑為防老劑DDA。實施例4
一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑66份
增塑劑43份
硫化劑5. 5份
共硫化劑I. 3份
活化劑8. 8份
偶聯(lián)劑2. 7份
防老劑3. 4份
所述的乙丁橡膠為粘度在12之間，乙烯含量79%的乙丁橡膠；
所述的防老劑為防老劑DDA。實施例5
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的，一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑60份
增塑劑15份
硫化劑I. 5份
共硫化劑I. 5份
活化劑2. O份
偶聯(lián)劑O. 3份
防老劑I. O份。實施例6
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的，一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑100份
增塑劑35份
硫化劑4. O份
共硫化劑4. O份
活化劑9. O份
偶聯(lián)劑3. O份防老劑3. O份。實施例7
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的，一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑80份
增塑劑25份
硫化劑2. 75份
共硫化劑2. 75份
活化劑5. 5份
偶聯(lián)劑I. 65份
防老劑2. O份。實施例8
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的，一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分
乙丁橡膠100份
導(dǎo)電炭黑70份
增塑劑31份
硫化劑2. I份
共硫化劑3. 7份
活化劑2. 3份
偶聯(lián)劑I. I份
防老劑2. 9份。實施例9
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的
所述的導(dǎo)電炭黑為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，其混合比為4:1。所述的增塑劑為52#氯化石蠟和/或68#白油；
所述的52#氯化石蠟和68#白油同時使用時，比例為2:1。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述的共硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯。所述的活化劑為活性氧化鋅和硬脂酸以3:1的重量比例混合。所述的偶聯(lián)劑為乙稀基_ 二- ( β _甲氧·乙氧基)娃燒。實施例10
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的
所述的導(dǎo)電炭黑為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，其混合比為6:1。所述的增塑劑為52#氯化石蠟和/或68#白油；
所述的52#氯化石蠟和68#白油同時使用時，比例為2:1。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述的共硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯。
所述的活化劑為活性氧化鋅和硬脂酸以5:1的重量比例混合。所述的偶聯(lián)劑為乙稀基_ 二- ( β _甲氧·乙氧基)娃燒。實施例11
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的
所述的導(dǎo)電炭黑為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，其混合比為5:1。所述的增塑劑為52#氯化石蠟和/或68#白油；
所述的52#氯化石蠟和68#白油同時使用時，比例為2:1。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。
所述的共硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯。所述的活化劑為活性氧化鋅和硬脂酸以4:1的重量比例混合。所述的偶聯(lián)劑為乙稀基_ 二- ( β _甲氧·乙氧基)娃燒。實施例12
根據(jù)實施例I 4，優(yōu)選的
所述的導(dǎo)電炭黑為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，其混合比為5. 5 :1。所述的增塑劑為52#氯化石蠟和/或68#白油；
所述的52#氯化石蠟和68#白油同時使用時，比例為2:1。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述的共硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯。所述的活化劑為活性氧化鋅和硬脂酸以3. 2:1的重量比例混合。所述的偶聯(lián)劑為乙稀基_ 二- ( β _甲氧·乙氧基)娃燒。實施例13 實施配方見表I所示
I、半導(dǎo)電屏蔽電纜料制備
按表I配比稱量各配料，先將乙丁橡膠在開煉機上混煉，加入導(dǎo)電炭黑、活性劑、防老齊 ，并逐步加入增塑劑，混煉4 6分鐘，最后加入硫化劑和促進(jìn)劑，混煉2 3分鐘，其中薄通5次以上，拉成厚度2mm左右片料待用，混煉過程輥溫小于90°C。2、半導(dǎo)電屏蔽電纜料硫化
膠片放置8小時以上后，取一定量膠片在平板硫化儀上硫化成2mm左右試片，硫化條件為1600C X 15分鐘、壓力15MPa。3、測試硫化后的半導(dǎo)電屏蔽電纜料性能
將硫化好的試片放置8小時以上后進(jìn)行性能測試，結(jié)果見表I所示。表I實施配方及性能測試結(jié)果導(dǎo)電炭黑采用山西永東化工生產(chǎn)的YD-280C型和山東淄博華光化工生產(chǎn)HG-IP型，比例分別為4 :1、5 :1 ;增塑劑分別為52#氯化石蠟和68#白油；硫化劑均為過氧化二異丙苯；共硫化劑分別為三烯丙基三聚異氰酸酯和三烯丙基氰脲酸酯；活化劑分別采用4 :1、5 1的氧化鋅和硬脂酸；防老劑均為烷基化二苯胺混合物。
權(quán)利要求
1.ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分 こ丁橡膠100份 導(dǎo)電炭黑50 120份 增塑劑20 45份 硫化劑I. O 6. O份 共硫化劑I. O 6. O份 活化劑I. O 10份 偶聯(lián)劑O. 2 5. O份 防老劑O. 5 5. O份 所述的こ丁橡膠為粘度在10 25之間，こ烯含量70 85%的こ丁橡膠； 所述的防老劑為防老劑DDA。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分 こ丁橡膠100份 導(dǎo)電炭黑60 100份 增塑劑15 35份 硫化劑I. 5 4. O份 共硫化劑I. 5 4. O份 活化劑2. O 9. O份 偶聯(lián)劑O. 3 3. O份 防老劑I. O 3. O份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的導(dǎo)電炭黑為YD-280C型導(dǎo)電炭黑和HG-IP型導(dǎo)電炭黑，其混合比為4 6 :1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的增塑劑為52#氯化石蠟和/或68#白油。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的52#氯化石蠟和68#白油同時使用吋，比例為2: I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的硫化劑為過氧化ニ異丙苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的共硫化劑為三烯丙基氰脲酸酷。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的活化劑為活性氧化鋅和硬脂酸以3 5 :1的重量比例混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為こ稀基_ニ - (β_甲氧·こ氧基)娃燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽電纜材料，屬于電纜材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的材料包括乙丁橡膠100份、導(dǎo)電炭黑50～120份、增塑劑20～45份、硫化劑1.0～6.0份、共硫化劑1.0～6.0份、活化劑1.0～10份、偶聯(lián)劑0.2～5.0份、防老劑0.5～5.0份。本發(fā)明的半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽材料，其配方不僅成本低廉，且組分簡單，由于本發(fā)明采用價格低、粘度低、具高填充性的乙丁橡膠作基料，以及選擇與之配合的硫化體系，并添加導(dǎo)電性能和加工工藝性能好的導(dǎo)電炭黑，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)加工工藝性能不好、價格高的不足。
文檔編號H01B3/44GK102838801SQ201210373389
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者李勇軍, 李廣元, 沈盧東, 盛業(yè)武, 陳光高, 沈智飛, 王娟 申請人:四川明星電纜股份有限公司