一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料及其制備方法
【專利摘要】一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料及其制備方法，a、按專用料重量份數(shù)稱料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～100份、氫化丁腈橡膠0～30份、導電炭黑50～100份、交聯(lián)劑1～4份、助交聯(lián)劑1～4份、潤滑劑5～15份、軟化劑5～20份、抗氧劑1～2.5份、防老劑1～2.5份，待用；b、調(diào)整開煉機或密煉機輥距1～2mm，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包輥，然后加入氫化丁腈橡膠，混合均勻后，依次加入抗氧劑、防老劑、導電炭黑、潤滑劑和軟化劑，混煉6～8分鐘，加入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑，混煉3～5分鐘，橡膠混煉過程中溫度控制在85～100℃、混煉時間不超過20min，薄通五次以上，出料。
【專利說明】一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜專用料，具體地說，涉及一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭在我國總能源消耗中一直占據(jù)主導地位，高達70%左右。煤炭的安全高效開采在保障國家能源安全方面發(fā)揮了重要作用。煤炭的安全、高效開采取決于開采技術(shù)及設(shè)備。開采設(shè)備的高度機械化需要與之匹配的高性能的中高壓礦用電纜。目前，中高壓礦用電纜方面存在局部放電過高的問題，這是由于屏蔽層通常采用繞包的方式，導致導體、屏蔽層和絕緣層出現(xiàn)不可避免的空隙或氣孔，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。目前，為了解決此問題，通常采用擠包的方式，較為先進的工藝是采用三層共擠工藝將導體屏蔽層、絕緣層和絕緣屏蔽層同時擠出。絕緣屏蔽層要求與絕緣層可剝離，且在絕緣層上無殘留。目前，絕緣屏蔽料通常采用含鹵高聚物如氯丁橡膠(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)或氯化聚乙烯(CPE)，丁腈橡膠(NPR)和乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)等。含鹵高聚物為基料制備的半導電屏蔽料在硫化時分解出氯化氫氣體，腐蝕導體、硫化管道及模具。丁腈橡膠(NPR)為基料的半導電料門尼粘度高，加入大量的導電炭黑后，難以充分混合，工藝性極差。目前，大多數(shù)半導電屏蔽料都是應用于XLPE絕緣的電力電纜，采用乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)的含量在15-30% ;而應用于以EPDM絕緣層的礦用電纜的半導電屏蔽料方面的專利非常少，要使半導電絕緣屏蔽料有較好的剝離性能，通常選用醋酸乙烯酯基含量不能低于33%的EVA或EVA / NPR并用作為基體材料。如專利CN1856844B所述，單獨采用EVA為基料，VA含量不低于33%，或者采用EVA / NPR并用，NPR含量占5-20Wt%，但是采用EVA / NPR并用膠制備的半導電屏蔽料，熱老化后會導致絕緣屏蔽層與絕緣層的粘接性明顯降低，不能滿足粘接性要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料及其制備方法。該電纜專用料具有良好的可剝離性能，且與絕緣層不發(fā)生顏色相互遷移，熱老化后絕緣屏蔽層與絕緣層的粘接性無明顯變化。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采取的解決方案是:一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，按重量份數(shù)，其組分如下:乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA) 70~100份，氫化丁腈橡膠(HNBR) O~30份，導電炭黑50~100份，交聯(lián)劑I~4份，助交聯(lián)劑I~4份，潤滑劑5~15份，軟化劑5~20份，抗氧劑I~2.5份，防老劑I~2.5份。
[0005]所述的乙烯-醋酸乙烯酯聚合物中醋酸乙烯含量為30~60%，熔融指數(shù)在190°C時為I~5g / lOmin，斷裂伸長率大于750%。
[0006]所述的氫化丁腈橡膠為極性膠種體系，丙烯腈含量在25%~35%之間。
[0007]所述的導電炭黑為導電爐法炭黑或超導電爐法炭黑，主要作用為提高屏蔽電纜料的導電性能，本發(fā)明更適宜的加入量為60-80份。
[0008]所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯(DCP)，也可為4，4’ -雙[叔丁過氧基]戊酸正丁酯、1，3_雙[叔丁過氧基異丙基]苯、2，5_ 二甲基-2，5-雙[叔丁過氧基]己烷所替代，分量不變。
[0009]所述的助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)，也可為三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、N，N’-間苯撐雙馬來酰亞胺(HVA-2)或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)取代，TAC和HVA-2的分量不變，TMPT為TAIC的1.2倍。
[0010]所述的潤滑劑為石蠟、機油、硅油中的一種或它們的混合物。
[0011]所述的軟化劑主要起增塑作用，改善橡膠半導電料的加工工藝性能，根據(jù)極性相近原則以及經(jīng)濟性考慮，本發(fā)明選用鄰苯二甲酸辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、癸二酸二辛脂(DOS)中的一種或它們的混合物。
[0012]所述的抗氧劑為4，4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧劑300#)。
[0013]所述的防老劑，主要起防止橡膠老化的作用，選用2，2，3-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(RD)。
[0014]一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料制備方法，包括如下步驟:a、稱料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70~100份、氫化丁腈橡膠O~30份、導電炭黑50~100份、交聯(lián)劑I~4份、助交聯(lián)劑I~4份、潤滑劑5~15份、軟化劑5~20份、抗氧劑I~2.5份、防老劑I~2.5份，待用；b、調(diào)整開煉機或密煉機輥距I~2mm，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包輥，然后加入氫化丁腈橡膠，混合均勻后，依次加入抗氧劑、防老劑、導電炭黑、潤滑劑和軟化劑，混煉6~8分鐘，加入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑，混煉3~5分鐘，橡膠混煉過程中溫度控制在85~100°C、混煉時間不超 過20分鐘，薄通五次以上，出料。
[0015]該種可剝離半導電屏蔽電纜專用料與現(xiàn)有的屏蔽用半導電料相比，具有以下有益效果:采用了性能更加優(yōu)異的高醋酸乙烯酯基的EVA與氫化丁腈橡膠并用，并加入適量的改性機油來改善加工工藝性能和剝離性能，具有優(yōu)異的導電性能和加工性能，可剝離性好，并且在絕緣層上無殘留；尤其重要的是，由于選用了氫化丁腈橡膠，其耐熱性能大幅提高，熱老化一段時間后，其絕緣層與屏蔽層的粘結(jié)性能無明顯變化；其物理機械性能(拉伸強度、斷裂伸長率和可剝離強度)和體積電阻率完全符合MT818-2009標準的要求。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明目的，而非限制本發(fā)明的保護范圍。
[0017]實施例一:一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，按重量份數(shù)，其組分如下:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 90份，氫化丁腈橡膠(HNBR) 10份，導電炭黑60份，交聯(lián)劑2.5份，助交聯(lián)劑3份，潤滑劑8份，軟化劑15份，抗氧劑1份，防老劑1.5份。
[0018]首先將90份EVA與10份HNBR在輥筒溫度為90°C的開煉機上包輥混煉I~2分鐘，依次加入抗氧劑、防老劑、潤滑劑混煉，然后加入I / 2導電炭黑和I / 2軟化劑混煉然后再加入剩余的導電炭黑和軟化劑，混煉10~12分鐘，最后加入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑混煉2~3分鐘，薄通5次以上，出料，整個混煉時間控制在20分鐘。
[0019]實施例二: 一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，按重量份數(shù)，其組分如下:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 85份，氫化丁腈橡膠(HNBR) 15份，導電炭黑80份，交聯(lián)劑2.5份，助交聯(lián)劑3份，潤滑劑8份，軟化劑15份，抗氧劑1份，防老劑1.5份。
[0020]首先將85份EVA與15份HNBR在輥筒溫度為90°C的開煉機上包輥混煉I~2分鐘，依次加入抗氧劑、防老劑、潤滑劑混煉，然后加入I / 2導電炭黑和I / 2軟化劑混煉然后再加入剩余的導電炭黑和軟化劑，混煉10~12分鐘，最后加入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑混煉2~3分鐘，薄通5次以上，出料，整個混煉時間控制在20分鐘。
[0021]實施例三:一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，按重量份數(shù)，其組分如下:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 100份，導電炭黑100份，交聯(lián)劑3份，助交聯(lián)劑3.5份，潤滑劑8份，軟化劑20份，抗氧劑1份，防老劑1.5份。
[0022]首先將100份EVA在輥筒溫度為90°C的開煉機上包輥混煉I~2分鐘，依次加入抗氧劑、防老劑、潤滑劑混煉，然后加入I / 2導電炭黑和I / 2軟化劑混煉然后再加入剩余的導電炭黑和軟化劑，混煉10~12分鐘，最后加入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑混煉2~3分鐘，薄通5次以上，出料，整個 混煉時間控制在20分鐘。
【權(quán)利要求】
1.一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:按重量份數(shù)，其組分如下:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70~100份、氫化丁腈橡膠O~30份、導電炭黑50~100份、交聯(lián)劑I~4份、助交聯(lián)劑I~4份、潤滑劑5~15份、軟化劑5~20份、抗氧劑I~2.5份、防老劑1~2.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯基含量為30~60%，熔融指數(shù)在190°C時為I~5g/10min，斷裂伸長率大于750% ;所述的氫化丁腈橡膠為極性膠種體系，丙烯腈含量在25%~35%之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的導電炭黑為導電爐法炭黑或超導電爐法炭黑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯、4，4’_雙[叔丁過氧基]戊酸正丁酯、1，3_雙[叔丁過氧基異丙基]苯或2，5-二甲基-2，5-雙[叔丁過氧基]己烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，三烯丙基異氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺的份量一樣，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的份量為三烯丙基異氰脲酸酯的1.2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的潤滑劑為石蠟、機油、硅油中的一種或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的軟化劑為鄰苯二甲酸辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛脂中的一種或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的抗氧劑為4，4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料，其特征是:所述的防老劑為2，2，3-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。
10.一種可剝離半導電屏蔽電纜專用料制備方法，其特征是:包括如下步驟:a、按重量稱料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70~100份、氫化丁腈橡膠O~30份、導電炭黑50~100份、交聯(lián)劑I~4份、助交聯(lián)劑I~4份、潤滑劑5~15份、軟化劑5~20份、抗氧劑1-2.5份、防老劑I~2.5份，待用；b、調(diào)整開煉機或密煉機輥距I~2分鐘，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包輥，然后加入氫化丁腈橡膠，混合均勻后，依次加入抗氧劑、防老劑、導電炭黑、潤滑劑和軟化劑，混煉6~8分鐘，加入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑，混煉3~5分鐘，橡膠混煉過程中溫度控制在85~100°C、混煉時間不超過20min，薄通五次以上，出料。
【文檔編號】C08L31/04GK103497410SQ201310441204
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】虞文品, 張中云, 陳小洋, 胡光祥, 郭衛(wèi)紅 申請人:興樂集團有限公司, 華東理工大學