专利名称：交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料的制作方法
技术领域：
本发明涉及绝缘与导电复合材料技术领域，尤其涉及一种用于交联聚乙烯绝缘电 缆导体的交联型半导电屏蔽料。
背景技术：
在35KV及以下的电力输配电系统中，交联聚乙烯绝缘电缆广泛应用于电力、建 筑、工矿、冶金、石油、化工、交通等部门，已完全替代了油浸纸绝缘绝缘电力电缆和部分替 代了聚氯乙烯绝缘电力电缆。但都需要导体和绝缘用橡胶半导电屏蔽材料，而传统过氧化 物硫化交联型半导电屏蔽料在实际的生产过程中，存在以下诸多缺点(1)、连续加工易产 生焦烧现象；(2)、电气性能不够稳定，表现在常温20°C下体积电阻率正常，但成缆后的体 积电阻率难以符合国家对屏蔽料机械物理和电气性能的规定；(3)、用于改进焦烧现象的焦 烧抑制剂以及消除焦烧抑制剂负面作用的其它添加成分成本较高。由于半导电屏蔽料是中 高压电缆必须采用的构件之一，并且为适应当前较高的交联电缆市场需求量，对半导电屏 蔽料的连续加工能力提出了更高的要求。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出交联电缆导体用过氧化物交 联型半导电屏蔽料及其生产工艺，使导电炭黑在EVA材料中尽可能均勻地分散，从屏蔽料 组分和工艺制法多方面的技术改进为前提，降低屏蔽料使用过程中由于焦烧现象引起的产 品报废、能耗等问题。本发明的上述第一个目的，将通过以下技术方案得以实现交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料，其特征在于，按质量计算组分为 50% 60%的EVA材料、28% 38%的炭黑、4% 10%的增塑剂、 2%的交联剂，以 及0. 的抗氧剂；所述EVA材料为乙烯与醋酸乙烯的比例可调共聚物；所述交联剂为过氧化物类； 所述增塑剂包括油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种混合；所述屏蔽料在洁净的密炼机中由配方组分按序投料密炼，再经挤出机挤出造粒， 然后加交联剂制成。上述的交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料，其进一步的特征在于，按 质量计算组分为54% 56%的EVA材料、33% 35%的炭黑、5% 8%的增塑剂、1 % 1.5%的交联剂，以及0. 的抗氧剂；所述EVA材料为乙烯与醋酸乙烯的比例可调共聚物；所述交联剂为过氧化物类； 所述增塑剂包括油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种混合；所述屏蔽料在洁净的密炼机中由配方组分按序投料密炼，再经挤出机挤出造粒， 然后加交联剂制成。本发明的上述第二个目的，交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料的生产工艺，其特征在于所述密炼塑化造粒包括步骤I、按配方组分核实原料种类及数量；II、启动密炼机电源进行预热，并设定150°C的密炼温度；III、调整预操作电流160A，并设定7 10分钟的密炼时间；IV、按EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽；V、密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启时间计时开关；VI、计时结束后进行挤出造粒，然后通过渗吸法加入交联剂。本发明交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料，其突出效果为通过对半导电屏蔽料生产过程中，原料配比尤其是添加助剂的配比成分，以及密 炼塑化过程中对加工温度、时间及压力等参数控制，来控制炭黑的分散度，显著提升了应用 于35KV及以下的交联聚乙烯绝缘电缆导体用屏蔽料产品的电学性能，消除产品使用过程 中的焦烧现象。以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步的详述，以使本发明技术
方案更易于理解、掌握。
具体实施例方式本发明为改善传统屏蔽料在连续使用过程中的焦烧现象，同时改善屏蔽料产品的 电学性能，进而提高交联聚乙烯绝缘电缆在35KV及以下电力输配电系统中的广泛应用。为 实现这一目的，本发明一方面在原料配比上深入研究，在主要原材料无可替代的情况下， 选用并试配得到了一种全新而具有突出效果的屏蔽料加工配方。其按质量计算组分为 50% 60%的EVA材料、28% 38%的炭黑、4% 10%的增塑剂、 2%的交联剂，以 及0. 的抗氧剂。其中，EVA材料为乙烯与醋酸乙烯的比例可调共聚物，是橡塑制品中一种新型的环 保塑料发泡材料，具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮、抗化学腐蚀、无毒且隔绝水等优点。该炭黑在塑料行业中有着诸多用途，包括用于着色、防紫外线或导电等。故而，在 进行半导电屏蔽料生产的过程中，选择合适的导电炭黑原料，是必不可少的重要步骤。而本 发明可选的炭黑种类为导电炭黑。该交联剂与炭黑、EVA相同，均为常规生产半导电屏蔽料的主要原料，其主要为过 氧化物类。此外，该增塑剂包括油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种混合; 该抗氧剂可选受阻酚类及辅助抗氧剂，均为市售常规化工原料。实施例一屏蔽料的质量配比为52%的EVA材料、35%的炭黑、9%的增塑剂、2%的交联剂， 的抗氧剂及的其它添加配剂。其中EVA材料的购置来源为韩国三星，日本三井，台塑，新加坡TPC，北京有机化 工，德国巴斯夫。牌号分别包括:180F，ES430，460，7350M，H2181，5110J，183 ；导电炭黑从卡 博特，德固莎，中橡或永东化工购置得到；交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰 (BP0)或乙烯基三乙氧基硅烧(A151)；抗氧剂为0 (3，5 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八 醇酯(又称抗氧剂1076)；增塑剂为硬脂酸和油的任意配比混合物。
该密炼塑化工艺过程为先按配方组分核实原料种类及数量；再首次启动密炼机 电源进行预热，并设定150°C的密炼温度，调整预操作电流160A，并设定9分钟的单炉密炼 时间；接着严格按照EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽，助剂包括抗氧 剂、增塑剂和其它添加配剂；然后密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启计时开关；最后待 计时结束后进行挤出造粒，并通过渗吸法加入交联剂。实施例二屏蔽料的质量配比为55%的EVA材料、33%的炭黑、8%的增塑剂、的交联齐IJ， 0. 5%的抗氧剂及2. 5%的其它添加配剂。其中EVA材料的购置来源为韩国三星，日本三井，台塑，新加坡TPC，北京有机化 工，德国巴斯夫。牌号分别包括:180F，ES430，460，7350M，H2181，5110J，183 ；导电炭黑从卡 博特，德固莎，中橡或永东化工购置得到；交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰 (BP0)或乙烯基三乙氧基硅烧(A151)；抗氧剂为4，4'-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚) (又称抗氧剂300)；增塑剂为硬脂酸和油的任意配比混合物。该密炼塑化工艺过程为先按配方组分核实原料种类及数量；再首次启动密炼机 电源进行预热，并设定150°C的密炼温度，调整预操作电流160A，并设定8分钟的单炉密炼 时间；接着严格按照EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽，助剂包括抗氧 剂、增塑剂和其它添加配剂；然后密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启计时开关；最后待 计时结束后进行挤出造粒，并通过渗吸法加入交联剂。实施例三屏蔽料的质量配比为54%的EVA材料、32%的炭黑、6%的增塑剂、1.5%的交联 剂，1 %的抗氧剂及5%的其它添加配剂。其中EVA材料的购置来源为韩国三星，日本三井，台塑，新加坡TPC，北京有机化 工，德国巴斯夫。牌号分别包括:180F，ES430，460，7350M，H2181，5110J，183 ；导电炭黑从卡 博特，德固莎，中橡或永东化工购置得到；交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰 (BP0)或乙烯基三乙氧基硅烧(A151)；抗氧剂为(0-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸) 季戊四醇酯(抗氧剂1010)；增塑剂为硬脂酸和油的任意配比混合物。该密炼塑化工艺过程为先按配方组分核实原料种类及数量；再首次启动密炼机 电源进行预热，并设定150°C的密炼温度，调整预操作电流160A，并设定7分钟的单炉密炼 时间；接着严格按照EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽，助剂包括抗氧 剂、增塑剂和其它添加配剂；然后密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启计时开关；最后待 计时结束后进行挤出造粒，并通过渗吸法加入交联剂。实施例四屏蔽料的质量配比为58%的EVA材料、30%的炭黑、7%的增塑剂、1.5%的交联 剂，1 %的抗氧剂及3 %的其它添加配剂。其中EVA材料的购置来源为韩国三星，日本三井，台塑，新加坡TPC，北京有机化 工，德国巴斯夫。牌号分别包括:180F，ES430，460，7350M，H2181，5110J，183 ；导电炭黑从卡 博特，德固莎，中橡或永东化工购置得到；交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰 (BP0)或乙烯基三乙氧基硅烧(A151)；抗氧剂型号为300 ；增塑剂为硬脂酸和油的任意配比 混合物。
该密炼塑化工艺过程为先按配方组分核实原料种类及数量；再首次启动密炼机 电源进行预热，并设定150°C的密炼温度，调整预操作电流160A，并设定7分钟的单炉密炼 时间；接着严格按照EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽，助剂包括抗氧 剂、增塑剂和其它添加配剂；然后密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启计时开关；最后待 计时结束后进行挤出造粒，并通过渗吸法加入交联剂。实施例五屏蔽料的质量配比为60%的EVA材料、28%的炭黑、4%的增塑剂、2%的交联剂， 的抗氧剂及3%的其它添加配剂。其中EVA材料的购置来源为韩国三星，日本三井，台塑，新加坡TPC，北京有机化 工，德国巴斯夫。牌号分别包括:180F，ES430，460，7350M，H2181，5110J，183 ；导电炭黑从卡 博特，德固莎，中橡或永东化工购置得到；交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰 (BP0)或乙烯基三乙氧基硅烧(A151)；抗氧剂型号为1076 ；增塑剂为硬脂酸和油的任意配 比混合物。该密炼塑化工艺过程为先按配方组分核实原料种类及数量；再首次启动密炼机 电源进行预热，并设定150°C的密炼温度，调整预操作电流160A，并设定9分钟的单炉密炼 时间；接着严格按照EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽，助剂包括抗氧 剂、增塑剂和其它添加配剂；然后密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启计时开关；最后待 计时结束后进行挤出造粒，并通过渗吸法加入交联剂。该屏蔽料在连续加工中导电炭黑得以均勻分散在EVA材料之中，使其在使用过程 中焦烧现象得到明显抑制。所制得的屏蔽料产品在常温20°C下体积电阻率Q 不高 于100、在高温90°C下体积电阻率Q 不高于5000 ；而当产品空气热老化后高温90°C下 体积电阻率Q cm不高于1000。通过以上实施例的详细介绍，对本发明半导电屏蔽料生产过程中，原料配比尤其 是添加助剂的配比成分，以及密炼塑化造粒过程中对加工温度、时间及压力等参数控制有 了一个清晰的理解，其特殊效果在于显著提升了该应用于35KV及以下的交联聚乙烯绝缘 电缆导体用屏蔽料产品的电学性能，消除产品使用过程中的焦烧现象。从而使得该屏蔽料 产品易于连续生产，满足交联电缆的供需矛盾。
权利要求
交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料，其特征在于，按质量计算组分为50％～60％的EVA材料、28％～38％的炭黑、4％～8％的增塑剂、1％～2％的交联剂，以及0.1％～1％的抗氧剂；所述EVA材料为乙烯与醋酸乙烯的比例可调共聚物；所述交联剂为过氧化物；所述增塑剂包括油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种混合；所述屏蔽料在洁净的密炼机中由配方组分按序投料进行密炼，再经挤出机挤出造粒，然后加交联剂制成。
2.根据权利要求1所述的交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料，其特征在 于，按质量计算组分为54% 56 %的EVA材料、33% 35%的炭黑、5 % 7 %的增塑剂、 1.5%的交联剂，以及0. 的抗氧剂；所述EVA材料为乙烯与醋酸乙烯的比例可调共聚物；所述交联剂为过氧化物；所述增 塑剂包括油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种混合；所述屏蔽料在洁净的密炼机中由配方组分按序投料密炼，再经挤出机挤出造粒，然后 加交联剂制成。
3.权利要求1所述交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料的生产工艺，其特征 在于所述密炼塑化造粒包括步骤I、按配方组分核实原料种类及数量；II、启动密炼机电源进行预热，并设定150°C的密炼温度；III、调整预操作电流160A，并设定6 9分钟的密炼时间；IV、按EVA材料、炭黑、助剂的顺序将原料投入密炼机混合槽；V、密闭混合槽进行加压密炼，并同时开启时间计时开关；VI、计时结束进行挤出造粒，并通过渗吸法加入交联剂。
全文摘要
本发明揭示了一种交联电缆导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料，按质量计算组分为50％～60％的EVA材料、28％～38％的炭黑、4％～8％的增塑剂、1％～2％的交联剂、以及0.1％～1％的抗氧剂；其中所述EVA材料为乙烯与醋酸乙烯的比例可调共聚物；所述交联剂为过氧化物；所述增塑剂包括油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种混合；所述屏蔽料在洁净的密炼机中由配方组分按序投料密炼，再经挤出机挤出造粒，然后加交联剂制成；本发明显著提升了应用于35kV及以下的交联聚乙烯绝缘电缆导体用内屏蔽料产品的电学性能，消除产品在使用过程中的焦烧现象。
文档编号H01B1/24GK101891916SQ20101021792
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者尹宏伟, 杨雪洪 申请人:苏州市双鑫新材料科技有限公司