一种内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电缆复合材料，涉及一种内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 在电气或电子系统中，电缆主要用于连接不同的系统，并实现不同系统之间能量 与信息的有效传输。随着数字设备和集成电路的广泛应用，电子系统对雷电或开关操作等 原因所引起的瞬态电磁场特别敏感。变电站是一个包含强电设备和弱电设备的电磁环境 非常复杂的系统，正常运行时，变电站内空间中存在强工频电磁场。当发生开关操作、系统 故障或雷击时，空间会有强瞬态电磁场发生。强工频与强瞬态电磁场对变电站保护与控制 设备产生干扰，同时保护与控制设备之间还存在相互串扰。随着电力系统自动化程度的不 断提高以及保护设备的下放，变电站保护与控制设备的电磁兼容问题越来越受到重视。既 要求保护与控制设备对系统正常控制，同时又要求不能被外来的干扰所影响。电力系统中 的开关操作、电力系统故障和雷击是变电站中三大主要干扰，它们一方面通过电压互感器 (PT)或者电流互感器（CT)以传导的形式对二次控制或者保护设备产生干扰，另一方面在 空间产生强瞬态的电磁场，并以电磁辐射的形式对保护与控制电缆的终端产生干扰。随着 电力系统向特高压、大容量和紧凑型方向发展，电力系统的电磁干扰现象越来越严重。而保 护与控制设备工作在弱电条件下，集成度在不断地提高，并且向小型化方向发展。因此，变 电站二次电缆这类长距离电缆会成为外界电磁能的巨大收集器，这些电磁能传送到与电缆 接口的终端设备中，就会在设备的小信号电路中产生不容许的干扰影响或造成元件损坏。 对屏蔽不够好的系统来说，这些长电缆通常会成为引进干扰的主要途径。因此，研究屏蔽电 缆在复杂电磁环境作用下干扰对电缆的祸合机理，对采取有效防护措施、抑制电磁干扰有 着重要的意义。
[0003] 变电站一次设备状态信息和主回路中电压电流信号是通过电缆从开关场传送到 保护小室和控制室的。为了减小空间电磁场对这些连接电缆导体的直接祸合，电缆通常都 带有屏蔽层。于是绝大部分的直接祸合电流只流过屏蔽层，而不流过在屏蔽体里面用于传 输信号用的芯线。虽然采用了屏蔽电缆，但由于部分电缆还是暴露在开关瞬态电磁场中，屏 蔽效能是有限的，空间电磁场通过电缆的转移阻抗和转移导纳在电缆芯线上还是有可能感 应出不容忽视的较大的电压和电流。此外，用来连接设备部件或子系统的软电缆的屏蔽作 用通常都随频率的增高而变差。
[0004] 因此，在本领域中，期望获得一种具有较高电流屏蔽率的电缆屏蔽材料。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复 合材料及其制备方法。
[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] -方面，本发明提供了一种内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料，所述内层屏蔽 用导电聚丙烯电缆复合材料主要由以下原料制备得到：
[0008] 聚丙烯 95-100重量份 环氧太豆油 25-30重量份 苯丙三唑 1-2重量份 氢氧化铝 1-6重量份 氯化石蜡 9-12重量份
[0009] 季戊四醇酯 4-6重量份 增塑剂 5-8重量份 抗静电剂 1-4重量份 抗氧剂 4-6重量份。
[0010] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述聚丙烯的用量为 95-100重量份，例如95重量份、95. 2重量份、95. 4重量份、95. 7重量份、96重量份、96. 3重 量份、96. 5重量份、96. 7重量份、98重量份、98. 3重量份、98. 5重量份、98. 7重量份、99重量 份、99. 2重量份、99. 4重量份、99. 6重量份、99. 8重量份或100重量份。
[0011] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述环氧大豆油的用 量为25-30重量份，例如25重量份、25. 3重量份、25. 7重量份、26重量份、26. 2重量份、26. 4 重量份、26. 6重量份、26. 8重量份、27重量份、27. 3重量份、27. 5重量份、27. 7重量份、28重 量份、28. 3重量份、28. 5重量份、28. 7重量份、29重量份、29. 2重量份、29. 4重量份、29. 6重 量份、29. 8重量份或30重量份。
[0012] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述苯丙三唑的用量 为1_2重量份，例如1重量份、1. 1重量份、1. 2重量份、1. 3重量份、1. 4重量份、1. 5重量份、 1. 6重量份、1. 7重量份、1. 8重量份、1. 9重量份或2重量份。
[0013] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述氢氧化铝的用量 为1_6重量份，例如1重量份、1. 3重量份、1. 5重量份、1. 7重量份、2重量份、2. 4重量份、 2. 8重量份、3重量份、3. 4重量份、3. 8重量份、4重量份、4. 4重量份、4. 8重量份、5重量份、 5. 4重量份、5. 8重量份或6重量份.
[0014] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述氯化石蜡的用量 为9_12重量份，例如9重量份、9. 2重量份、9. 4重量份、9. 6重量份、9. 8重量份、10重量份、 10. 3重量份、10. 5重量份、10. 7重量份、11重量份、11. 2重量份、11. 4重量份、11. 6重量份、 11. 8重量份或12重量份。
[0015] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述季戊四醇酯的用 量为4-6重量份，例如4重量份、4. 2重量份、4. 4重量份、4. 6重量份、重量份、4. 8重量份、5 重量份、5. 2重量份、5. 4重量份、5. 5重量份、5. 7重量份、5. 8重量份、5. 9重量份或6重量 份。
[0016] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述增塑剂为硬脂酸 正丁酯或者单硬脂酸甘油酯，所述增塑剂的用量为5-8重量份，例如5重量份、5. 3重量份、 5. 5重量份、5. 7重量份、6重量份、6.2重量份、6.4重量份、6.6重量份、6.8重量份、7重量 份、7. 3重量份、7. 5重量份、7. 7重量份或8重量份。
[0017] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述抗静电剂为烷基 二甲基铵乙内盐或者三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐，所述抗静电剂的用量为1-4重量份， 例如1重量份、1. 3重量份、1. 5重量份、1. 7重量份、2重量份、2. 4重量份、2. 8重量份、3重 量份、3. 4重量份、3. 8重量份或4重量份。
[0018] 在本发明的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的原料中，所述抗氧剂为抗氧剂 1010或者抗氧剂168,所述抗氧剂的用量为4-6重量份，例如4重量份、4. 2重量份、4. 4重 量份、4. 6重量份、重量份、4. 8重量份、5重量份、5. 2重量份、5. 4重量份、5. 5重量份、5. 7重 量份、5. 8重量份、5. 9重量份或6重量份。
[0019] 另一方面，本发明提供了本文所述内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的制备方 法，所述方法包括以下步骤：
[0020] (1)将聚丙烯、环氧大豆油、苯丙三唑、氢氧化铝、氯化石蜡、季戊四醇酯预先混合， 在高速混合器内混匀，升温至75-85°C;
[0021] (2)加入增塑剂，温度升至135-140°C，搅拌反应20-30min;
[0022] (3)冷却至60-65°C，加入剩余物料，搅拌混合15-20min，出料即得所述内层屏蔽 用导电聚丙烯电缆复合材料。
[0023] 在本发明所述内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料的制备方法中，步骤（1)中升 温至 75-85°C，例如可以升温至 75°C、76°C、77°C、78°C、79°C、80°C、81°C、82°C、83°C、84°C 或85°C;步骤（2)加入增塑剂后将温度升至135-140°C，例如将温度升至135°C、136°C、 137°C、138°C、139°C或 140°C，搅拌反应 20-30min，例如 20min、21min、22min、23min、24min、 25min、26min、27min、28min、29min或30min;步骤（3)将步骤（2)的物料温度冷却升至 60-65 °C，例如 60 °C、61°C、62 °C、63 °C、64°C或 65 °C，加入剩余物料后，搅拌混合 15-20min， 例如 15min、16min、17min、18min、19min或 20min〇
[0024] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0025] 本发明提供的内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料具有25_30MPa较高电缆拉伸 强度，断裂伸长率高达713-740%，体积电阻率低至1. 3 X 1015-4. 5 X 1015,电流屏蔽率达到 97. 8-99%，热老化保持率为80-85%。
【具体实施方式】
[0026] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明 了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0027] 实施例1
[0028] 在本实施例中，内层屏蔽用导电聚丙烯电缆复合材料由以下原料制备得到：
[0029]