專利名稱：一種橡皮電纜半導電屏蔽料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體是一種橡皮電纜的半導電屏蔽料及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，對能源的需求量越來越大，作為主體能源的煤炭和新興可再生能源風電行業(yè)近幾年取得了長足的發(fā)展。我國煤炭資源埋藏普遍較深，主要大中型煤礦平均開采深度已達400米以上，部分煤礦開采深度超過600米，最深處達到1400米以上。因此傳輸容量大，損耗小的中高壓電纜逐步得到推廣和青睞。同樣的，單機容量2MW及以上風力發(fā)電機組，使用20/35KV電纜連接位于機艙后部中壓變壓器高壓側(cè)和位于風力發(fā)電機筒部的中壓開關(guān)柜，然后接入電網(wǎng)。此電纜不僅要承受風機機艙迎風時的扭轉(zhuǎn)，還需具備耐紫外線輻射，耐低溫、耐油等特性。由于礦井和風電場環(huán)境條件很復(fù)雜，工作條件很嚴酷，容易引起嚴重的人身傷亡和財產(chǎn)損失；因此，對供電系統(tǒng)的中高壓電纜的安生特性要求很高，目前，唯有橡皮電纜能擔此重任。在中高壓電纜生產(chǎn)過程中，受制造工藝的限制，在導體的外表面不可避免地存在尖端或突起。這些尖端或突起的電場非常高，高的電場必然導致尖端或突起向絕緣中注入空間電荷。注入的空間電荷將引起絕緣的電樹化或水樹枝化，導致絕緣層擊穿。為了緩和電纜內(nèi)部的電場集中，改善絕緣層內(nèi)外表面電場應(yīng)力分布，提高電纜的電氣強度，必須在導電線芯和絕緣層外面分別加有一層半導電屏蔽層。國內(nèi)外研究表明，控制半導電屏蔽層性能是改善中高壓電纜運行特性、提高電纜運行壽命的重要技術(shù)措施，因此要求半導電屏蔽料具有與絕緣層材料有很好的相容性，有相當?shù)碾姎庑阅?、機械性能。其過渡電阻不大于 1.3K Ω，抗張強度不小于6. 5Mpa,斷裂伸長不小于200%。目前，橡皮電纜的電壓等級均在 IOKV及以下，主要原因是半導電屏蔽層的可剝離性及與絕緣橡皮的相容性達不到更高電壓等級要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種各項性能指標滿足中高壓橡套電纜屏蔽層所需的橡皮電纜用半導電屏蔽料及其制備方法。本發(fā)明所述的橡皮電纜半導電屏蔽料，其組份和質(zhì)量份數(shù)為
乙烯醋酸乙烯脂橡膠80份，氫化丁腈橡膠20份，抗水解劑3份，增塑劑20份，活化劑 3份，防老劑3份，導電炭黑70份，分散劑5份，硫化劑DCP 3份，硫化助劑TAIC 2份。上述增塑劑最好為微晶蠟、二辛脂和硬脂酸鋅，其質(zhì)量比為9 10 1。上述的活化劑為氧化鋅，防老劑為RD，即2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合體。
本發(fā)明還提供了該半導電屏蔽料的制備方法，其制備步驟為按照乙烯醋酸乙烯脂橡膠(450)80份、氫化丁腈橡膠(HNBR) 20份、抗水解劑3份、增塑劑20份、活化劑3份、 防老劑3份、導電炭黑420B 70份、分散劑5份，加入密煉膠在120°C下混煉6分鐘，最后加入硫化劑DCP 3份、硫化助劑TAIC 2份，經(jīng)1分鐘后卸料，然后拉片冷卻，包裝入庫，完成半導電屏蔽料制備。本發(fā)明通過對配方各組分的優(yōu)化達到相容性、柔軟性、屏蔽功能及很好的電氣、機械等性能，可用以制備中高壓橡皮電纜的半導電屏蔽層。尤其適用于采掘、風電等行業(yè)配套的中高壓橡皮電纜。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。實施例
其配方中各組分及質(zhì)量份數(shù)為EVM (450) 80份，HNBR20份，P50抗水解劑3份；增塑劑中的微晶蠟9份，二辛脂10份，硬脂酸鋅1份；活化劑氧化鋅3份，防老劑RD 3份，導電炭黑420B 70份，分散劑模得麗5份，硫化劑DCP 3份，硫化助劑TAIC 2份。其中EVM450為飽和橡膠，分子結(jié)構(gòu)為
EVM450具有以下特性①優(yōu)異的耐熱老化性能，最高使用溫度為175°C，大大高于制造中高壓電纜所用橡皮絕緣的乙丙橡皮。②優(yōu)異的耐天候/臭氧/耐油性能。③由分子結(jié)構(gòu)可知，非極性次甲基團使其具有很好的耐低溫曲撓、耐極性溶劑。③其它性能與乙丙橡皮性能相當。HNBR(氫化丁睛橡膠)是由丁睛橡膠進行特殊加氫處理而得到的一種高度飽和的彈性體。HNBR具有良好耐油、耐熱性能、優(yōu)良耐化學腐蝕性能、優(yōu)異的耐臭氧性能、較高的抗壓縮永久變形性能；同時還具有高強度、高撕裂性能、耐磨性能等。EVM和HNBR 二種橡膠具有良好的相容性，共混膠料的擠出口型膨脹率比單個明顯減小，工藝性能得到改善，提高了物理機械性能、耐油性能和低溫性能，共混膠與絕緣層硫化后的粘合力低于20N/cm.
EVM蒸氣硫化時易產(chǎn)生氣孔，加入聚碳二亞胺(P-50)抗水解劑3份，以穩(wěn)定工藝性能。EVM的粘度較低，混煉時易粘輥，在配合時添加1份硬脂酸鋅。導電炭黑420B是德固賽韓國公司開發(fā)的高級色素導電炭黑。其特點是導電性能優(yōu)越、分散好、純度高，加入70份時，硫化膠的過渡電阻不大于1. 3K Ω。
分散劑模得麗可以改善膠料流動性，提高擠出速度，增加擠出膠料表面光滑度，同時還可防止膠料自硫和粘輥。制備步驟如下
1、橡膠加工和粉料處理
①為了便于橡膠的混煉，必須用切膠機把大塊的橡膠切成小塊，每塊重量小于10kg。②將各種粉料配合劑放在烘房中進行適當烘干，烘房溫度控制在50°C 70°C，去除和減少配合劑中水分。水分含量過大會導致過篩困難，混煉時結(jié)團，硫化時容易產(chǎn)生氣泡。③用篩選機將粉料過篩，除去粉料中大顆粒和雜質(zhì)，以保證混橡均勻。④按照配方組份和橡膠及配合劑品種、類別和用量進行稱量和配合。稱量配合操作必須做到精密、準確、不漏，不錯。2、混橡
①將原膠投入密煉機塑煉，時間1 2分鐘；
②投入有機小料(防老劑、活化劑、分散劑、抗水解劑)+1/3導電炭黑+1/2增塑劑，時間3-4分鐘。③投入2/3導電炭黑+1/2增塑劑，時間3分鐘。④投入硫化劑和硫化助劑，時間1分鐘。⑤卸料 3、壓片
從密煉機出來的混合料，通過開煉機翻煉，打三角包三次，薄通二次。4、輾頁
通過輾頁機將橡料輾壓成厚薄均勻的膠片，停放M小時后即可投入使用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種橡皮電纜半導電屏蔽料，其特征在于組份和質(zhì)量份數(shù)為乙烯醋酸乙烯脂橡膠80份，氫化丁腈橡膠20份，抗水解劑3份，增塑劑20份，活化劑 3份，防老劑3份，導電炭黑70份，分散劑5份，硫化劑DCP 3份，硫化助劑TAIC 2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡皮電纜半導電屏蔽料，其特征在于增塑劑為微晶蠟、二辛脂和硬脂酸鋅，其質(zhì)量比為9 10 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡皮電纜半導電屏蔽料，其特征在于所述的活化劑為氧化鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡皮電纜半導電屏蔽料，其特征在于所述的防老劑為 RD,即2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。
5.一種橡皮電纜半導電屏蔽料的制備方法，其制備步驟為按照乙烯醋酸乙烯脂橡膠 80份、氫化丁腈橡膠20份、抗水解劑3份、增塑劑20份、活化劑3份、防老劑3份、導電炭黑 70份、分散劑5份，加入密煉膠在120°C下混煉6分鐘，最后加入硫化劑DCP 3份、硫化助劑 TAIC 2份，經(jīng)1分鐘后卸料，然后拉片冷卻，包裝入庫，完成半導電屏蔽料制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橡皮電纜半導電屏蔽料及其制備方法，半導電屏蔽料的組份和質(zhì)量份數(shù)為乙烯醋酸乙烯脂橡膠80份，氫化丁腈橡膠20份，抗水解劑3份，增塑劑20份，活化劑3份，防老劑3份，導電炭黑70份，分散劑5份，硫化劑DCP3份，硫化助劑TAIC2份。其制備步驟為按照比例將橡膠、抗水解劑、增塑劑、活化劑、防老劑、導電炭黑、分散劑加入密煉膠在120℃下混煉6分鐘，最后加入硫化劑DCP、硫化助劑TAIC，經(jīng)1分鐘后卸料，然后拉片冷卻，包裝入庫。本發(fā)明通過對配方各組分的優(yōu)化達到相容性、柔軟性、屏蔽功能及很好的電氣、機械等性能，可用以制備中高壓橡皮電纜的半導電屏蔽層。
文檔編號C08K3/04GK102382354SQ20111025456
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者徐俊琪, 王建偉, 王艷, 詹格東, 許均平 申請人:泛亞電纜集團有限公司