專利名稱：中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕緣與導(dǎo)電復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種高柔軟中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料。
背景技術(shù)：
中壓橡膠絕緣電纜是一個普遍使用的產(chǎn)品，如IEC60502和IEC92-354等都有相關(guān)的中壓橡膠絕緣電纜的規(guī)定。它使用的范圍很廣，陸上、水中、民用、軍用無所不及。乙丙橡膠有寬的使用溫度，可在150℃仍保持性能，-40℃下仍然柔韌，耐溫等級通常為105℃，緊急情況為140℃，這意味著可提高7～8％的載流量。乙丙橡膠有優(yōu)異的電性能，其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切都很小，有出眾的抗水性和耐電暈性能，穩(wěn)定的抗電脈沖強度。乙丙橡膠的熱膨脹低，可防止絕緣層分離、接頭或端部回縮、中性線嵌入絕緣，提高電纜與預(yù)制接頭的匹配性。乙丙橡膠有優(yōu)異的柔韌性能，使電纜具有很小的彎曲半徑，安裝、接頭和封端更容易，缺陷忍耐性更高。所以，乙丙橡膠電纜料是電力電纜發(fā)展的趨勢。
乙丙橡膠電纜所用的乙丙橡膠類型有普通乙丙橡膠和高模量乙丙橡膠兩種，它們有不同的物理性能與電氣性能規(guī)定，移動的電纜或有柔軟要求的電纜采用的就是普通乙丙橡膠。一些特別的場合對電纜有更高的柔軟要求，如磁懸浮用長定子電纜等，這就需要高柔軟性能絕緣料和屏蔽料。
目前國內(nèi)中高壓電纜主要采用可交聯(lián)聚乙烯絕緣料，如中國專利02106022.3穩(wěn)定的中電壓和高電壓電纜絕緣組合物，涉及一種用作電線和電纜絕緣材料的聚乙烯組合物，它具有改進的耐焦燒性，組合物包括(a)聚乙烯，(b)在大氣壓下熔點低于50℃的焦燒抑制劑，和(c)有機過氧化物。但這種絕緣料由于本身硬度大，制成的電纜彎曲性能不好，電纜彎曲直徑至少為20倍電纜外徑。要滿足高柔軟電纜的要求，如彎曲直徑為6倍電纜外徑，需要采用新的絕緣料。
由于中高壓電纜必須采用半導(dǎo)電屏蔽層，所以本發(fā)明也包括屏蔽料的配方和加工工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不能制備高柔軟中壓電纜的技術(shù)問題，尤其是解決制備彎曲直徑為6倍電纜外徑的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高柔軟中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料。以組分質(zhì)量配比計算，其具體方案如下三元乙丙橡膠100份、煅燒陶土50～100份、防老化劑1～3份、有機過氧化物2～4份、偶聯(lián)劑1～2份、蠟2～8份、加工油5～20份。
本發(fā)明絕緣料的制備工藝為密煉或捏煉、分散造?；蜉氻摰认嚓P(guān)現(xiàn)有的工藝。由于本發(fā)明絕緣料以中壓電纜應(yīng)用為主，所以相應(yīng)的產(chǎn)品需要潔凈的生產(chǎn)環(huán)境才能保證產(chǎn)品優(yōu)良的電性能。最好采用通風(fēng)設(shè)備送入凈化后的空氣，保持生產(chǎn)車間的正壓。具體操作見如下1.密煉、捏煉、開煉或其它分散方法，只要能保證各組分混合均勻即可。2.造粒或輾頁，絕緣料采用單螺桿擠出機或其它設(shè)備制成適當(dāng)大小的粒子；也可采用輾頁機或其它設(shè)備壓延切割成大小適當(dāng)?shù)哪z條。3.包裝，無論是膠條還是膠粒，都要采用防潮防塵的包裝，防止在貯存、運輸時造成污染。
本發(fā)明的性能是


具體實施方式
本發(fā)明選用低硬度、高柔軟的三元乙丙(EPDM)橡膠混合物作為絕緣料，即可達到電纜高柔軟的要求，而且三元乙丙橡膠電氣性能好，完全可以滿足中壓電纜的要求，由于中高壓電纜必須采用半導(dǎo)電屏蔽層，所以本發(fā)明也包括屏蔽料的配方和加工工藝。
實施例1絕緣料和屏蔽料原料組分如下

其中三元乙丙橡膠(EPDM)是采用荷蘭國家礦業(yè)公司(DSM)的產(chǎn)品，牌號為Keltan 2470。導(dǎo)電炭黑為卡博特公司(CABOT)生產(chǎn)的VXC-72。煅燒陶土為安格公司(ENGELHARD)生產(chǎn)的煅燒及表面處理陶土Translink 37。防老化劑為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD)。有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)偶聯(lián)劑為乙烯基三(甲氧乙氧基)硅烷(A-172)。蠟為石蠟。加工油為太陽油公司(SUNOCO)生產(chǎn)的SUNPAR 2280。
制備方法如下先將EPDM橡膠和防老化劑投入密煉機，密煉3min后加入煅燒陶土(絕緣料)或?qū)щ娞亢?屏蔽料)，再加入蠟和加工油，繼續(xù)密煉2min后加入偶聯(lián)劑，密煉1min后卸料。在兩輥開煉機上打三個三角包后加入有機過氧化物，薄通8次后輾頁或造粒。
用加工好的絕緣料和屏蔽料壓制成試片后經(jīng)過160℃×40min熱硫化后測得其性能如下

實施例2絕緣料和屏蔽料原料組分如下


其中三元乙丙橡膠(EPDM)是采用JSR公司的產(chǎn)品，牌號為EP21。導(dǎo)電炭黑為卡博特公司(CABOT)生產(chǎn)的BP2000。煅燒陶土為安格公司(ENGELHARD)生產(chǎn)的煅燒及表面處理陶土Translink 77。防老化劑為1，2-巰基苯并咪唑(MB)。有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)。偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)。蠟為聚乙烯蠟。加工油為太陽油公司(SUNOCO)生產(chǎn)的SUNPAR 2280。
制備方法如下先將EPDM橡膠和防老化劑投入兩輥開煉機，包輥后加入煅燒陶土(絕緣料)或?qū)щ娞亢?屏蔽料)，再加入蠟和加工油，粉料吃完后加入偶聯(lián)劑，再加入有機過氧化物，薄通8次后輾頁或造粒。
用加工好的絕緣料和屏蔽料壓制成試片后經(jīng)過160℃×40min熱硫化后測得其性能如下

實施例3絕緣料和屏蔽料原料組分如下


其中三元乙丙橡膠(EPDM)是采用ExxonMobil公司的產(chǎn)品，牌號為Vistalon 1703P。導(dǎo)電炭黑為天津炭黑廠的N220。煅燒陶土為國產(chǎn)的煅燒及表面處理陶土Glc。防老化劑為1，2-巰基苯并咪唑(MB)。有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)偶聯(lián)劑為乙烯基三(甲氧乙氧基)硅烷(A-172)。蠟為石蠟。加工油為太陽油公司(SUNOCO)生產(chǎn)的SUNPAR 2280。
制備方法如下將配方組分分組裝在相應(yīng)料斗中，采用連續(xù)混煉雙螺桿造粒機組分散造粒。
用加工好的絕緣料和屏蔽料壓制成試片后經(jīng)過160℃×40min熱硫化后測得其性能如下

本發(fā)明的技術(shù)效果用本發(fā)明絕緣料和屏蔽料生產(chǎn)的10/17.5(20)kV橡膠絕緣電纜完全滿足GB/T 12706.2(等同采用IEC 60502-2)《額定電壓1kV(Um＝1.2kV)到30kV(Um＝36kV)的擠壓絕緣電力電纜及其附件第2部分額定電纜從1kV(Um＝1.2kV)到30kV(Um＝36kV)的電纜》中相關(guān)要求。特別需要說明的是本發(fā)明電纜最小彎曲直徑可達1.5D(D為電纜外徑)。
用本發(fā)明絕緣料和屏蔽料生產(chǎn)的10/17.5(20)kV橡膠絕緣電纜在彎曲直徑為1.5D彎曲前后24kV局部放電試驗結(jié)果

而GB/T 12706.2中規(guī)定的單芯電纜最小彎曲直徑為24D，局部放電要求不大于20pC?？梢姴捎帽景l(fā)明生產(chǎn)的橡膠絕緣電纜十分柔軟，彎曲后電性能依然良好。
權(quán)利要求
1.一種中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料，以組分質(zhì)量計算，其組分是三元乙丙橡膠100份、煅燒陶土50～100份、防老化劑1～3份、有機過氧化物2～4份、偶聯(lián)劑1～2份、蠟2～8份、加工油5～20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料，其特征在于所述的防老化劑為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉或1，2-巰基苯并咪唑；有機過氧化物為過氧化二異丙苯，偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧乙氧基硅烷；蠟為石蠟或聚乙烯蠟。
全文摘要
本發(fā)明涉及絕緣與導(dǎo)電復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種高柔軟中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料。以組分質(zhì)量計算，其組分是三元乙丙橡膠100份、煅燒陶土50～100份、防老化劑1～3份、有機過氧化物2～4份、偶聯(lián)劑1～2份、蠟2～8份、加工油5～20份。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)不能制備高柔軟中壓電纜的技術(shù)問題，尤其是解決制備彎曲直徑為6倍電纜外徑的技術(shù)問題。
文檔編號H01B3/00GK1783356SQ20041008902
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者曾紀剛, 劉旌平, 陳佶民 申請人:上海電纜研究所