一种超光滑高压半导电外屏蔽料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电缆护套料及制备方法，特别涉及一种66KV电缆用交联型半导 电外屏蔽料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在城市供电系统中，由于高楼林立，加之高压线和绿化带都要占用一定的空间，于 是埋地电缆和架空电缆便成为城市电力的主要传输手段了。对于埋地电缆，由于电缆外层 经常处在潮湿的环境中，且易受湿气破坏，同时，主绝缘层承受的电场应力大，电压过高，沿 主绝缘层内壁的电场分布不匀，便易产生电晕放电，会导致绝缘层击穿。对于架空电缆，主 绝缘层承受的电场应力小，但要求表面耐太阳光照射、耐雷击耐光热老化性能优异，为了保 护主绝缘，主绝缘层的内外必须用半导电层进行屏蔽。为此，IEC502(1983)规定：用丁基 橡胶、聚乙烯、交联聚乙烯绝缘的电缆，额定电压在1.8/3. 0KV以上时，要使用内外半导电 屏蔽层，其主要作用是使电场分布均匀，降低电场强度，以减少导体与绝缘层交界面上的气 隙，提高电缆起始电晕放电电压和电缆耐游离放电性能，并在一定程度上降低绝缘层的温 升，以保护主绝缘。
[0003] 半导电屏蔽层通常主要分为半导电带和半导电塑料两种，半导电带为布基绕包， 故不易绕包平服，且导致导体、屏蔽层、绝缘层之间出现不可避免的空隙或气孔，这些空隙 或气孔在高电压场强下，孔内气体发生电离，损伤绝缘层，继而产生树枝状放电，最后导致 绝缘层击穿。所以，一般使用半导电塑料作为屏蔽料，且在目前的交联聚乙烯电缆生产中， 较先进的工艺是采用可交联的半导电屏蔽层和绝缘层的三层共挤出，以确保彼此的紧密配 合，从而获得优质耐高压电缆。但是目前市场上的半导电塑料一般使用EVA作为基材，这种 体系成本比较低，但是由于EVA树脂的VA容易在挤出时受高温而分解，进而在表面上会产 生小颗粒，影响电缆的使用寿命，同时，EVA基材的半导电屏蔽料，也不利于导电炭黑的有效 排列，导致屏蔽料的导电性能下降。
[0004] 半导电屏蔽料的加工最高温度不会超过145°C，而一般工艺中抗氧化剂在硫化管 的高温下（熔融温度高于145°C)才能完全熔融，这样的工艺会产生部分未熔融的抗氧化 剂，会在局部形成一个反应机理，未熔融的物质相对密度大，容易形成杂质晶体，在整个交 联过程中很有可能被PE中无定形的质地疏松的部分吻合吸收，这样将导致材料中水树的 产生，那么在超光滑的半导电屏蔽层将会呈现一个微孔或凹凸的状态，甚至会在断面和屏 蔽料界面形成汽孔一产生粒结。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种66KV电缆用交联型半导电 外屏蔽料及其制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：
[0007] -种66KV电缆用交联型半导电外屏蔽料，由基材、导电碳黑、增塑剂、润滑剂、抗 氧剂及交联剂组成，按其重量份数计，基材55-60、导电碳黑36-40、增粘剂0. 8-1、润滑剂 2-7、抗氧剂0. 2-0. 3,交联剂1. 5-2。
[0008] 优选的，上述屏蔽料，所述基材为EVA乳液，所述EVA为EVA250、EVA450、EVA420、 EVA550中的一种或几种的混合物。
[0009] 优选的，上述屏蔽料，所述EVA乳液中醋酸乙烯含量为70% -95%。
[0010] 优选的，上述导电碳黑ASTM粒径17-30nm，灰份为0. 05% -0. 2%，挥发度为 1. 1% -0? 6%，孔隙率为 74% -85%，DBPA值为 117-123cc/100g。
[0011] 优选的，上述屏蔽料，增塑剂是由柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油 构成，按其重量比计，柠檬酸三辛酯：柠檬酸三正丁酯：环氧大豆油比例分别为0.9~ 1. 1:0. 9 ~1. 1:0. 2 ~0. 3。
[0012] 优选的，上述屏蔽料，所述抗氧化剂为熔融温度低于120°c的酚类化合物。
[0013]优选的，上述屏蔽料，所述交联剂为活性氧值为9-10%，分解温度高于120°C的为 双叔丁基过氧化二异丙基苯。
[0014] 优选的，上述屏蔽料，润滑剂为"X-F"腊-N' -N'-乙撑双脂酸和PE精腊，其重量 份数计为1:3。
[0015] 优选的，屏蔽料制备工艺，具体步骤如下：
[0016] 1)局部百级净化条件下，将交联剂与抗氧化剂按比例混合后，加热到120-130°c 恪融后，过300目筛使用；
[0017] 2)将过筛后的交联剂和抗氧化剂混合物与EVA、增塑剂、润滑剂按照配比置入高 速捏合机中加热进行高速搅拌；
[0018] 3)将搅拌均匀的混合原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料；
[0019] 4)挤出造料的成品送入DCP喷淋塔中，进行DCP浸润处理；
[0020] 5)待DCP完全被造粒后的成品吸收后，下料包装。
[0021] 6)上述制备洁净级别为千级洁净车间。
[0022] 本发明的有益效果是：
[0023] 半导电屏蔽料的加工最高温度不会超过145°C，而一般工艺中抗氧化剂在硫化管 的高温下（熔融温度高于145°C)才能完全熔融，这样的工艺会产生部分未熔融的抗氧化 剂，会在局部形成一个反应机理，未熔融的物质相对密度大，容易形成杂质晶体，在整个交 联过程中很有可能被PE中无定形的质地疏松的部分吻合吸收，这样将导致材料中水树的 产生，那么在超光滑的半导电屏蔽层将会呈现一个微孔或凹凸的状态，甚至会在断面和屏 蔽料界面形成汽孔一产生粒结。
[0024] 相比现有技术，本发明通过改进配方以及生产工艺制备出一种66KV电缆用交联 型半导电外屏蔽料。该工艺通过选用熔融温度低于120°C的抗氧化剂，高效润滑剂，有效保 证了屏蔽料表面超光滑和超净。
[0025] 相比现有技术，本发明中通过选用具有低ATSM粒径、高孔隙率、DBPA的导电碳黑， 降低了碳黑颗粒的重量，因此对于同样"重量份数计"的碳黑加入量来说，高孔隙率增加了 屏蔽料中的颗粒数，从而减少了颗粒之间导电通道的距离，使导电率万无一失。
[0026] 本发明符合JB/T10738-2007标准规定中关于屏蔽料的性能要求，且加工性能优 良；具备环保性能，可以符合R0HS标准；具有很优良的导电性能，体积电阻率更低。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0028] 实施例1
[0029] 一种66KV电缆用交联型半导电外屏蔽料，由基材、导电碳黑、增塑剂、润滑剂、抗 氧剂及交联剂组成，基材55kg、导电碳黑36kg、增粘剂0. 8kg、润滑剂2kg、抗氧化剂0. 2kg， 交联剂1. 5kg。
[0030] 上述屏蔽料，所述基材为EVA乳液，所述EVA为EVA250.
[0031] 上述屏蔽料，所述EVA乳液中醋酸乙烯含量为70%
[0032] 上述导电碳黑ASTM粒径17nm，灰份为0. 05%，挥发度为1. 1%，孔隙率为74%， DBPA值为 117cc/100g。
[0033] 上述屏蔽料，增塑剂是由柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正丁酯、环氧大豆油构成，柠檬 酸三辛酯〇. 36kg，朽1檬酸三正丁酯0. 36kg，环氧大豆油0. 08kg。
[0034] 上述屏蔽料，所述抗氧化剂为熔融温度低于120°C的酚类化合物。
[0035] 上述屏蔽料，所述交联剂为活性氧值为9%，分解温度高于120°C的为双叔丁基过 氧化二异丙基苯。
[0036] 上述屏蔽料，润滑剂为0. 5kg"X-F"腊-N' -N' -乙撑双脂酸和1. 5kgPE精腊。
[0037] 优选的，屏蔽料制备工艺，具体步骤如下：
[0038] 1)局部百级净化条件下，将交联剂与抗氧化剂按比例混合后，加热到120-130°C 恪融后，过300目筛使用；
[0039] 2)将过筛后的交联剂和抗氧化剂混合物与EVA、增塑剂、润滑剂按照配比置入高 速捏合机中加热进行高速搅