一種具有防焦燒電纜用半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的高壓電纜結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防焦燒半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的配方以及由其制備得到的高壓電纜結(jié)構(gòu)。其防焦燒半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的配方為以重量份計，基料100份，導(dǎo)電炭黑45-48份，剝離劑3-5份，抗氧/金屬鈍化劑5-8份，交聯(lián)劑4-6份，增強劑3-5份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份。高壓電纜結(jié)構(gòu)由芯部的導(dǎo)體以及由內(nèi)向外依次包覆在導(dǎo)體外圍的半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導(dǎo)電外屏蔽層構(gòu)成，其中所述絕緣層為交聯(lián)聚烯烴材料，半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽層為本發(fā)明的配方材料。
【專利說明】一種具有防焦燒電纜用半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的高壓電纜結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供一種防焦燒電纜用半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料以及由其制備得到的高壓電纜結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電線電纜行業(yè)是電力和通信兩大國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的重要配套行業(yè)，在國民經(jīng)濟中有著極其重要的地位，其中行業(yè)生產(chǎn)總量占全國總⑶P的4%。至5%。，電線電纜產(chǎn)品起著輸送能源、傳遞信息的重要作用，是國民經(jīng)濟的“血管”和“神經(jīng)”。
[0003]絕緣電纜通常是在導(dǎo)體芯線外包覆絕緣層構(gòu)成，而眾所周知，在較高的高壓直流電場中，絕緣電纜由于存在微細的凹凸不平，容易引起絕緣層和導(dǎo)體之間以及絕緣層和內(nèi)屏蔽層之間的空隙發(fā)生局部放電現(xiàn)象，因此為使電纜絕緣層上的電場分布均勻，降低絕緣層的電應(yīng)力，從而防止所說的電暈放電，通常需要在其導(dǎo)體和絕緣層之間設(shè)置半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料。
[0004]現(xiàn)有的半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料通常采用與外屏蔽材料類似的組成，主要是在聚合物復(fù)合材料的基料中加入具有一定導(dǎo)電性能的導(dǎo)電炭黑、再加入其他輔料來制備，但對于基料以及輔料的選擇，特別是對于各個組成的配方，則并沒有一致的意見，而恰恰是這些組分及其含量對于后續(xù)的產(chǎn)品制備工藝以及最終得到的產(chǎn)品性能具有極為重要的影響。例如基料采用乙丙橡膠、聚氯乙烯等分子量較高的材料，其對于填料的容納能力較差，加之導(dǎo)電炭黑的加入量大，從而導(dǎo)致材料的流動性變差而造成后續(xù)擠出加工的困難，而現(xiàn)在普遍使用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作為基料則又存在諸如與絕緣層剝離性差、擠出加工時VA受熱分解而在表面產(chǎn)生顆粒進而影響產(chǎn)品性能等缺陷。同時，半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料要求比外屏蔽材料更高，不僅需要能夠與芯部導(dǎo)體和絕緣層都形成平滑無隙的結(jié)合，更要在加工過程中避免焦燒現(xiàn)象的發(fā)生。
[0005]因此，獲得一種具有優(yōu)異及穩(wěn)定的使用性能的專用于半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的配方以及與之相適應(yīng)的加工工藝，具有重要的研究意義和價值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的即在于提供一種新型的具有優(yōu)異及穩(wěn)定的使用性能的防焦燒半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的配方以及由其制備得到的高壓電纜結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明中的高壓電纜結(jié)構(gòu)由芯部的導(dǎo)體以及由內(nèi)向外依次包覆在導(dǎo)體外圍的半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導(dǎo)電外屏蔽層構(gòu)成，其中所述絕緣層為交聯(lián)聚烯烴材料，
[0008]其特征在于防焦燒半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的配方如下:以重量份計，基料100份，導(dǎo)電炭黑45-48份，剝離劑3-5份，抗氧/金屬鈍化劑5-8份，交聯(lián)劑4_6份，增強劑3_5份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份，
[0009]所述的的基料由三元乙丙橡膠和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例為三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:5-7，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4) 125°C為20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為55-60% ；
[0010]所述的導(dǎo)電炭黑為摻有多壁碳納米管的導(dǎo)電炭黑，炭黑的碘值為100-200mg/g，平均粒徑為70-100nm，DBP為150-200cc/100g，多壁碳納米管的直徑為10_20nm，相對于炭黑的含量為13-16% ；
[0011]所述的剝離劑為氧化聚乙烯蠟；
[0012]所述的抗氧/金屬鈍化劑為四-[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N，N’ -雙[β (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼，二者的質(zhì)量比為1:2;
[0013]所述的增強劑為四針狀氧化鋅晶須；
[0014]所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯；
[0015]所述的防老劑為N-(l，3- 二甲基)丁基-N’ -苯基對苯二胺；
[0016]所述的增塑劑為硬脂酸鋅。
[0017]本發(fā)明合理地設(shè)計了半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽材料的配方，通過各個組分的協(xié)調(diào)作用以及最為合適的含量配比，獲得了具有優(yōu)異力學(xué)性能、剝離性能、擠出抗焦燒性能、阻燃性能、導(dǎo)電性能以及溫度穩(wěn)定性能的半導(dǎo)電屏蔽材料，并將其應(yīng)用制備出性能優(yōu)異的高壓電纜結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0018]實施例1.[0019]按表1所給出的各組分配比進行配料并將各原料均烘干至100°C備用；然后首先對三元乙丙橡膠(A)進行 塑煉，塑煉時控制輥溫在70°C，塑煉時間5-10min ;隨后按乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B)、導(dǎo)電炭黑(C)、增塑劑(D)、增強劑(E)、防老劑(F)、剝離劑(G)、抗氧/金屬鈍化劑(H)的順序?qū)⒏鱾€原料先后加入密煉機進行混煉，混煉的溫度為100-120°C，混煉時間為10-15min ;然后將塑煉好的三元乙丙橡膠投入到密煉機中進行熔融混煉，混煉溫度為170-190°C，混煉時間為5-10min ;混煉出料后經(jīng)過單螺桿擠出機擠出造粒，造粒后進入高速捏合機噴灑交聯(lián)劑(I)高速混合，并控制溫度在80-10(TC，混合3-5min后冷卻得到產(chǎn)品。其中三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:6，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4) 125°C為21，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為57%，所述的導(dǎo)電炭黑中炭黑的碘值為150mg/g，平均粒徑為80nm，DBP為180cc/100g，多壁碳納米管的直徑為15nm，相對于炭黑的含量為15%。
[0020]實施例2-3以及比較例1#_8#處配方如表1所示外，制備方法均與實施例1相同。
[0021]表1
【權(quán)利要求】
1.一種具有防焦燒半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽層的高壓電纜結(jié)構(gòu)，所述的高壓電纜結(jié)構(gòu)由芯部的導(dǎo)體以及由內(nèi)向外依次包覆在導(dǎo)體外圍的半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽層、絕緣層、半導(dǎo)電外屏蔽層構(gòu)成，其中所述絕緣層為交聯(lián)聚烯烴材料， 其特征在于所述的可剝離半導(dǎo)電外屏蔽層具有如下的配方:以重量份計，基料100份，導(dǎo)電炭黑45-48份，剝離劑3-5份，抗氧/金屬鈍化劑5-8份，交聯(lián)劑4_6份，增強劑3_5份，防老劑0.5-1份，增塑劑10-12份。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述的的基料由三元乙丙橡膠和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例為三元乙丙橡膠:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:5-7，所述三元乙丙橡膠的門尼粘度(1+4) 125°C為20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量為55-60% ； 所述的導(dǎo)電炭黑為摻有多壁碳納米管的導(dǎo)電炭黑，炭黑的碘值為100-200mg/g，平均粒徑為70-100nm，DBP為150_200cc/100g，多壁碳納米管的直徑為10_20nm，相對于炭黑的含量為 13-16% ； 所述的剝離劑為氧化聚乙烯蠟； 所述的抗氧/金屬鈍化劑為四-[3_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N，N’ -雙[β (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼，二者的質(zhì)量比為1:2 ; 所述的增強劑為四針狀氧化鋅晶須； 所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯； 所述的防老劑為N-(1，3-二甲基)丁基-N’-苯基對苯二胺； 所述的增塑劑為硬脂酸鋅。
【文檔編號】H01B7/17GK103531284SQ201310508107
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】楊雪洪 申請人:蘇州市雙鑫新材料科技有限公司