專利名稱：聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交聯(lián)聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，屬于高分子化學(xué)復(fù)合材料，功能材料或電訊工程材料。
從1979年以來，國內(nèi)就已開始研制屏蔽料，并也有廠家陸續(xù)投產(chǎn)，但原材料大多依賴進(jìn)口，且多限于內(nèi)屏蔽料的生產(chǎn)，外屏蔽料的生產(chǎn)很少，目前主要依賴進(jìn)口，而且在生產(chǎn)中不同程度地存在以下技術(shù)問題。
(1)電性能在加工過程中不穩(wěn)定，如電纜原料在加工前電阻系數(shù)超過了103Ωcm，在再次成纜擠出時(shí)，其值可達(dá)105Ωcm。
(2)加工性能不佳，作為交聯(lián)屏蔽料，擠制電纜時(shí)，最高溫度不高于130℃，一般生產(chǎn)控制在120℃，這種高炭黑含量，低阻值的材料在如此低溫度下擠出造粒，流動性勢不良，因?yàn)槿绻刂茰囟冗^高，引起早期交聯(lián)，則必然不能滿足后期成纜要求。
(3)因?yàn)橥鈦黼s質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，為此，一般電纜廠都依靠進(jìn)口原料成纜，進(jìn)口料5-6萬元/噸，這樣造成成本過高。為此開發(fā)利用國產(chǎn)原料生產(chǎn)交聯(lián)型外屏蔽料是有重大社會經(jīng)濟(jì)效益的。
本發(fā)明的目的在于利用國產(chǎn)原材料，生產(chǎn)交聯(lián)型聚烯烴外屏蔽料，要求原料立足于國內(nèi)、成本比進(jìn)口同類型產(chǎn)品低，且能滿足相同需要的一種外屏蔽電纜料。其技術(shù)關(guān)鍵在于解決外屏蔽層的可剝性問題，其剝離強(qiáng)度可在8-40N/cm之間調(diào)節(jié)，以滿足不同用途的需要。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是選用一種國產(chǎn)極性聚合物，作為改性材料填加到配方體系中，在成纜時(shí)，能與絕緣層(系非極性聚合物)形成一種可剝離的外屏蔽層，這種改性劑要求與基料相容性好，且物理、力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)性能能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。且要求化學(xué)性能穩(wěn)定，耐輻射、耐熱，在后期交聯(lián)過程中能達(dá)到成纜工藝要求。
首先是原材料選擇，原則是立足國內(nèi)，價(jià)格低廉，性能達(dá)到使用要求。
1、基礎(chǔ)樹脂的選擇，本發(fā)明選用三元乙丙橡膠或者乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，其用量控制在10-30份；乙丙橡膠用三元乙丙橡(EPDM)，其性能要求100℃門尼粘度為40密度為0.865g/cm3；乙烯、醋酸乙烯酯共聚物(EvA)選用高VA含量，VA＞18％，熔融指數(shù)MI＜5的樹脂。
2、改性樹脂的選擇所用改性樹脂要求極性高，與基礎(chǔ)樹脂相容性好，又有很好的可剝離性，本發(fā)明選用氧丁橡膠或CSPE經(jīng)過多次試驗(yàn)確定其加入量為70-90份，即取基礎(chǔ)樹脂和改性樹脂的和為100份(重量)，以此兩種樹脂為主，加入一定量的炭黑即構(gòu)成半導(dǎo)電外屏蔽電纜料的基料，再輔以硫化體系，抗氧劑、潤滑劑、軟化劑方可得到滿意的產(chǎn)品。
3、炭黑的選用用乙炔炭黑，用量15-25份，用量的多少據(jù)產(chǎn)品所需體積電阻值和剝離性能而定。
4、硫化體系的選用用多元醇硫化體系或金屬氧化物體系多元醇硫化體系的組成為季戊四醇10份(重量)氧化鎂 10份DCP 0.3份金屬氧化物體系為氧化鎂 10份氧化鉛 10份TRA 2份DM 0.5份
5、抗氧劑的選用選用1010，用量不超過0.5份。
6、潤滑劑的選用一般以硬酯酸和白油混用，以改善混合料的加工性能，用量為4-6份。
7、軟化劑的選用一般選用鄰苯二甲酸酯類如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，加入量為10-15份，可改善混合料的流動性，以滿足工藝要求。
本發(fā)明的配方如下基礎(chǔ)樹脂可用三元乙丙橡膠(EPDR)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)用量為10-30重量份。
改性樹脂可用氯丁橡膠或氯磺化聚乙烯橡膠(CSPE)用量為70-90重量份。
以上兩種樹脂的和為100重量份。
炭黑用乙炔炭黑，用量為15-25重量份。
硫化體系用多元醇硫化體系或金屬氧化物體系，用量為18-23重量份。
多元醇硫化體系的配比為季戊四醇∶氧化鎂∶DCP＝10∶10∶0.3金屬氧化物體系的配比為氧化鎂∶氧化鉛∶TRA∶DM＝10∶10∶2∶0.3抗氧劑四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)用量少于0.5重量份；潤滑劑硬脂酸+自油用量4-6重量份軟化劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)用量10-15重量份，附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖，以下結(jié)合附圖1將工藝流程敘述如下1、先將改性樹脂用雙輥煉塑機(jī)開煉，控制輥溫不超過50℃，時(shí)間不超過15分鐘，塑化均勻，薄通六次之后，拉成厚度1-1.5毫米片材備用。
2、基礎(chǔ)樹脂及其他添加劑的稱量混配及捏合，如選用三元乙丙橡膠時(shí)，仍需先用雙輥開煉機(jī)煉塑，控制輥溫不超過50℃，時(shí)間不超過15分鐘，然后加入改性樹脂混煉再陸續(xù)加入其他組份，一邊開煉一邊加入，控制溫度不超過90℃，薄通五次，拉成厚度1-1.5毫米厚的片材，冷卻至30℃送到平板切粒機(jī)切粒。
如果選用EVA樹脂為基礎(chǔ)樹脂，則其他添加組份，在高速捏合機(jī)中混煉捏合，混合30分鐘，料溫不超過140℃，放料，冷卻至90℃時(shí)，再和改性樹脂混煉，均勻冷卻后再在平板切粒機(jī)上切粒，平板切粒機(jī)所切出的粒子，經(jīng)SJ-30/25擠出造粒機(jī)重新塑化造粒，而最終得到成品，所選用的單螺桿擠出造粒機(jī)L/D＝25/1，各段溫度控制如下；加料口1段2段 3段 4段機(jī)頭60-80℃90-110℃ 110-130 130-140℃ 140-150℃擠出機(jī)速度60-80轉(zhuǎn)/分，水冷卻切粒，密封包裝。
成品性能測試取一定量的粒料，在175℃，15分鐘在壓力18MPa下，壓制成厚度為1-2毫米的片料，進(jìn)行以下性能測試，附合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)即為合格成品，表1為本發(fā)明產(chǎn)品測試性能與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比。
依照本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)15兆拉德劑量照射交聯(lián)后其技術(shù)性能指標(biāo)為下
表1序號 項(xiàng)目 單位 國家化學(xué)建材 Q順/SJY/001-1996 所用標(biāo)準(zhǔn)中心實(shí)測值規(guī)定1 密度 g/cm31.07970.95-1.20 GB1033-862 20℃體積電阻系數(shù) Ω.cm 65.3 ≤100 GB3084.33 交聯(lián)后拉伸強(qiáng)度MPa26.4 ≥10 GB1040-924 交聯(lián)后斷裂伸長率 ％ 454 ≥300 GB1040-925 135℃，7天老化后 GB1040-92抗張強(qiáng)度變化率％ 16.7 ±30斷裂伸長變化率％ 5.02 ±306 熱延伸試驗(yàn)200℃ GB2951.5-8915分鐘，0.2MPa下負(fù)荷下伸長率 ％ 32≤80永久變形率％ 3.8 ≤57 剝離強(qiáng)度175℃， N/1cm 11.7 8-40 Q順/SJY-001-1996制樣，速度50mm/分本產(chǎn)品與現(xiàn)有技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品對比有以下優(yōu)點(diǎn)本產(chǎn)品有半導(dǎo)電性能，體積電阻率小于100Ωcm，經(jīng)反復(fù)加工，體積電阻率不變，且在20℃-90℃測得的體積電阻率不變，有足夠的強(qiáng)度，雖使用大量炭黑，其擠出工藝條件仍很優(yōu)異，其斷裂伸長率可高達(dá)300％，調(diào)節(jié)配方組份，剝離強(qiáng)度值可根據(jù)使用要求而改變。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
以下為本發(fā)明實(shí)施例實(shí)施例配方表用料組份份數(shù)，括弧內(nèi)為料實(shí)重(克數(shù))表2序號 組份 實(shí)例1 實(shí)例2 實(shí)例31基礎(chǔ)樹脂EPDR 30(97.0)EVA 30(97.0)30(96.0)2改性樹脂氯丁橡膠 70(227.0)CSPE 70(227.0) 70(223.0)3炭黑乙炔炭黑 17(55.0) 17(55.0)17(54.0)4硫化體系(1)季戊四醇10(32.4) 10(32.4)Mgo 10(32.4) 10(32.4)DCP 0.3(1.0) 0.3(1.0)(2)Mgo 10(32.0)Pbo 10(32.0)TRA 2(6.4)DM0.5(2.0)5抗氧劑10100.2(0.7)0.2(0.7) 0.2(0.6)6潤滑劑硬脂酸 2(6.5) 2(6.502(6.4)白油 3(10.0) 3(10.0) 3(9.6)7 軟化劑DOP 12(38.0)12(38.0) 12(38.0)
實(shí)施例1將227.0克CSPE，在雙輥開煉機(jī)上煉塑，溫度控制在50℃以下，時(shí)間10分鐘，薄通六次，之后拉成厚1-1.5毫米片材待用。
在雙輥開煉機(jī)上，將9 7克EPDR于＜50℃下開煉10分鐘，經(jīng)薄通六次，拉成1-1.5毫米的片材，之后將已開煉好的CSPE片材與之混煉，之后依次加入1010 0.7克，硬酯酸6.5克，白油10克，Dop38克，90℃下待混合均勻之后分?jǐn)?shù)批加入55克乙炔黑，混均勻后，加入季戊四醇32.4克，氧化鎂32.4克，DCP1.0克，混勻，薄通六次，注意溫度不可超過90℃，拉成1-1.5毫米厚的片材，出片，冷卻在30℃左右，送入平板切粒機(jī)切粒。
上述切好的粒子，經(jīng)SJ-30/25擠出機(jī)造粒，擠出中各段溫度為下加料口 1段 2段 3段 4段 機(jī)頭80℃100℃120℃140℃150℃擠出速度60轉(zhuǎn)/分，冷卻切粒，經(jīng)檢測合格，包裝入袋，密封，為合格產(chǎn)品。
檢測條件，取樣經(jīng)175℃，15分鐘，18.0Mpa壓片，片厚1-2毫米，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試之。
實(shí)施例2將227.0克氯丁橡膠，在雙輥煉塑機(jī)上煉塑，溫度控制在50℃以下，時(shí)間10分鐘，薄通六次，之后拉成厚度為1-1.5毫米厚的片材待用。
在高速捏合機(jī)中，依次加入EVA97克，乙炔炭黑55.0克，季戊四醇32.4克，Mgo32.4克，DGP1.0克，10100.7克，硬脂酸6.5克，白油10克，DOP38克，高速攪拌30分鐘，注意溫度不可超過140℃，之后出料。
于90℃下在雙輥開煉機(jī)上，將氯丁橡膠均勻地包在輥上，并慢慢加入上述高速捏合機(jī)中所混好的物料，經(jīng)過10分鐘，薄通六次，均勻后拉出1-1.5毫米的片材，出片，冷卻到30℃以下，用平板切粒機(jī)切粒。
上述切好的粒子，經(jīng)SJ-30/25擠出機(jī)造粒，擠出機(jī)各段溫度分配如下加料 1段2段 3段 4段 機(jī)頭80℃ 100℃ 120℃ 140℃150℃擠出速度60轉(zhuǎn)/分，冷卻切粒，經(jīng)檢驗(yàn)合格包裝密封入袋，得合格產(chǎn)品。
檢測條件，175℃，15分鐘，18.0Mpa下壓片，片厚1-2毫米，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試之。
實(shí)施例3取223.0克CSPE，在雙輥開煉機(jī)上煉塑，溫度控制在50℃以下，時(shí)間10分鐘，薄通六次，之后拉成厚度為1-1.5毫米厚的片材待用。
在高速捏合機(jī)中，依次加入EVA96.0克，乙炔炭黑54.0克，Mgo32.0克，Pbo32.0克，TRA6.4克，DM2.0克，1010 0.6克，硬脂酸6.4克，白油9，6克，DOP38.0克，高速攪拌30分鐘，注意溫度不可超過140℃，之后出料。
于90℃下，在雙輥開煉機(jī)上，將上述高速捏合機(jī)所混好的混合料，慢慢地加入到已包輥的CSPE上面，經(jīng)過10分鐘，薄通六次，均勻后拉出1-1.5毫米厚的片材，出片，冷卻到30℃以下，用平板切粒機(jī)切料。
上述切好的粒子，經(jīng)SJ-30/25擠出機(jī)造粒，擠出機(jī)各段溫度分配如下加料 1段 2段 3段 4段 機(jī)頭80℃100℃ 120℃ 140℃150℃擠出速度60轉(zhuǎn)/分，冷卻切粒，經(jīng)檢驗(yàn)合格包裝密封入袋，得合格產(chǎn)品。
檢測條件，175℃，15分鐘，18.0Mpa下壓片，片厚1-2毫米，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試之。
本發(fā)明所用縮寫字一覽表EPDM三元乙丙橡膠EVA乙烯-醋酸乙烯酯共聚物CSPE氯磺化聚乙烯橡膠DCP過氧化二異丙苯TRA四硫化雙五亞甲基秋蘭姆DM二硫化二苯并噻唑1010四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯DOP鄰苯二甲酸二辛酯Mgo氧化鎂Pbo氧化鉛
權(quán)利要求
1.一種聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，其特征在于其配方范圍如下基礎(chǔ)樹脂三元乙丙橡膠10-30份(重量)改性樹脂氯丁橡膠70-90份(重量)乙炔炭黑 15-25份(重量)硫化體系 18-23份(重量)抗氧劑1010 ＜0.5份(重量)硬脂酸+白油4-6份(重量)DOP 10-15份(重量)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，其特征在于所述基礎(chǔ)樹脂三元乙丙橡膠可用EVA代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，其特征在于所述的改性樹脂氯丁橡膠可用CSPE代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，其特征在于所述的硫化體系為多元醇硫化體系，其配比為季戊四醇10份，氧化鎂10份，DCP0.3份，或者用金屬氧化物硫化體系，其配比為氧經(jīng)鎂10份，氧化鉛20份，TRA2份，DM0.5份。
5.一種如權(quán)利要求1所述的聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，其特征在于其制造工藝步驟為(1)、先將改性樹脂用雙輥煉塑機(jī)開煉，控制輥溫不超過50℃，時(shí)間不超過15分鐘，塑化均勻，簿通六次之后，拉成厚度1-1.5毫米片材備用；(2)、基礎(chǔ)樹脂及其他添加劑的稱量混配及捏合，如選用三元乙丙橡膠時(shí)，仍需先用雙輥開煉機(jī)煉塑，控制輥溫不超過50℃，時(shí)間不超過15分鐘，然后加入改性樹脂混煉再陸續(xù)加入其他組份，一邊開煉一邊加入，控制溫度不超過90℃，薄通五次，拉成厚度1-1.5毫米厚的片材，冷卻至30℃送到平板切粒機(jī)切粒；如果基礎(chǔ)樹脂選用EVA樹脂為基礎(chǔ)樹脂，則同其他添加組份，在高速捏合機(jī)中混煉捏合，混合30分鐘，料溫不超過140℃，放料，冷卻至90℃時(shí)，再和改性樹脂混煉，均勻冷卻后再在平板切粒機(jī)上切粒，平板切粒機(jī)所切出的粒子，經(jīng)SJ-30/25擠出造粒機(jī)重新塑化造粒，而最終得到成品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料，其特征在于所述的用造粒機(jī)塑化造粒，選用的單螺桿擠出造粒機(jī)L/D＝25/1，各段溫度控制如下；加料口1段2段 3段 4段機(jī)頭60-80℃90-110℃ 110-130 130-140℃ 140-150℃擠出機(jī)速度60-80轉(zhuǎn)/分，水冷卻切粒，密封包裝。
全文摘要
本發(fā)明為一種聚烯烴半導(dǎo)電外屏蔽電纜料,其基礎(chǔ)樹脂選用三元乙丙橡膠或EVA,改性樹脂選用氯丁橡膠或氯磺化聚乙烯樹脂,另加入乙炔炭黑,硫化體系,抗氧劑1010,硬脂酸,白油,DOP等,其制作步驟是先將改性樹脂開煉,拉成片材備用,另將基礎(chǔ)樹脂指稱量混配及加入改性樹脂和其他組分煉塑,切粒,造粒,得到產(chǎn)品,此產(chǎn)品物化性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,且剝離強(qiáng)度可根據(jù)使用要求調(diào)節(jié)。
文檔編號C08L31/04GK1178807SQ9711523
公開日1998年4月15日 申請日期1997年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月22日
發(fā)明者劉迪堯, 楊增勝 申請人:北京市順義躍洋絕緣材料廠