一种矿用电缆绝缘屏蔽材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种矿用电缆绝缘屏蔽材料，具体地说，涉及一种可剥离用于橡皮绝 缘矿用电缆绝缘屏蔽材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 中高压橡皮绝缘矿用电缆的导体和绝缘都需要半导电屏蔽材料。屏蔽料的作用是 使电缆绝缘层上的电场分布均匀，降低绝缘层的电应力，防止电晕放电。
[0003] 半导电屏蔽料主要是由在以有机聚合物为基体中加入导电性能的导电炭黑和其 他辅助助剂来制备的。目前，橡皮绝缘屏蔽料通常采用含卤高聚物如氯丁橡胶（CR)、氯磺化 聚乙烯（CSM)或氯化聚乙烯（CPE)，丁腈橡胶（NPR)和乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA)等为 树脂基体。含卤高聚物为基料制备的半导电屏蔽料在硫化时分解出氯化氢气体，腐蚀导体、 硫化管道及模具。而丁腈橡胶（NBR)为不饱和橡胶，耐热老化比较差，另在混炼时，因其极 容易生热，特别是加入大量导电炭黑时，生热更加明显，只能在开炼机中混合，劳动强度大。 采用乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA)时，为了使其与绝缘层具有良好的可剥离性，醋酸乙烯 酯的含量不能低于33wt %，并且大多与NBR并用作为基体材料，EVA/NBR并用胶制备的半导 电屏蔽料（W0-0229829)，热老化后会导致绝缘屏蔽层与绝缘层的粘合力明显损失，当电缆 承受比绝缘层熔点高的温度（例如100至ll〇°C )时，如果绝缘材料含有在冷却时不容易 结晶的低分子物类，这种粘合损失就特别严重。粘合损失导致电缆不能达到使用规格并产 生商业问题。而采用高醋酸乙烯酯（VA)含量的EVA来提供可剥离性，不仅成本高昂，而且 其中的高含量醋酸乙烯酯会产生醋酸，其会导致如W0-0229829中所述的加工问题，设备腐 蚀、烧结和高成本。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，提供可剥离用于橡皮绝缘矿用电缆的绝缘屏蔽材料 及其制备方法。该屏蔽料与调整配方的橡皮绝缘层具有良好的可剥离性能，且与绝缘层不 发生颜色相互迁移，热老化后绝缘屏蔽层与绝缘层的粘接性无明显变化。
[0005] 为达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种矿用电缆绝缘屏蔽材料，按重量 份数，其组分如下：乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA) 100份，导电炭黑50~100份,交联剂 1~4份，助交联剂1~4份，润滑剂5~15份，软化剂5~25份，抗氧剂1~3份，防老剂 1~3份。
[0006] 一种矿用电缆绝缘屏蔽材料制备方法，包括如下步骤：a、按重量称料，乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物100份、导电炭黑50~100份、交联剂1~4份、助交联剂1~4份、润滑剂 5~15份、软化剂5~25份、抗氧剂1~3份、防老剂1~3份，待用；b、混合，将导电炭黑、 润滑剂、软化剂、抗氧剂、防老剂加到一起混合均匀得到混合料，备用；c、混炼：调整开炼机 辊距为1~2mm，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包辊后，加入混合料，混炼8~10分钟，加 入交联剂和助交联剂，混炼2~3分钟，橡胶混炼过程中辊筒温度保持在65-75°C之间、混炼 时间不超过20分钟，最后薄通5次，出片。
[0007] 所述的乙烯-醋酸乙烯酯聚合物中醋酸乙烯含量为18~28%，熔融指数在190°C 时为1~5g/10min，断裂伸长率大于750 %。
[0008] 所述的导电炭黑为导电炉法炭黑或超导电炉法炭黑，主要作用为提高屏蔽电缆料 的导电性能，本发明更适宜的加入量为60-80份。
[0009] 所述的交联剂为过氧化二异丙苯（DCP)，也可为4,4' -双[叔丁过氧基]戊酸正 丁酯、1，3_双[叔丁过氧基异丙基]苯、2,5_二甲基-2,5-双[叔丁过氧基]己烷所替代， 份量不变。
[0010] 所述的助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC)，也可为三聚氰酸三烯丙酯 (TAC)、N，N'_间苯撑双马来酰亚胺（HVA-2)或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPT)取代， TAC和HVA-2的分量不变，TMPT为TAIC的1. 2倍。
[0011] 所述的润滑剂为石蜡、EBS、硅油中的一种或它们的混合物。
[0012] 所述的软化剂主要起增塑作用，改善橡胶半导电料的加工工艺性能，根据极性相 近原则以及经济性考虑，本发明选用邻苯二甲酸辛酯（D0P)、邻苯二甲酸二丁酯（DBP)、癸 二酸二辛脂（DOS)中的一种或它们的混合物。
[0013] 所述的抗氧剂为4,4'-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）（抗氧剂300#)、四[甲 基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧剂1010)。
[0014] 所述的防老剂，主要起防止橡胶老化的作用，选用2, 2, 3-三甲基-1，2-二氢化喹 啉聚合体（RD)。
[0015] 目前普遍认为低VA含量（小于33wt% )的乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)基体不能满 足橡皮绝缘屏蔽的可剥离要求，但实验发现VA含量（18-28wt%)的乙烯-醋酸乙烯酯为基 体的绝缘屏蔽料完全可以满足可剥离性要求。但需要对橡皮绝缘层的配方进行调整。橡皮 绝缘配方的调整包括硫化剂及助剂、补强剂等。调节硫化剂及硫化助剂的目的是使绝缘层 与屏蔽层具有不同的硫化速度。补强剂使用经过特殊改性的陶土，这样，低VA含量EVA半 屏蔽料与绝缘层具有良好的可剥离性。
[0016] 本发明提供该种可剥离用于橡皮绝缘矿用电缆的绝缘屏蔽材料与现有的屏蔽用 半导电料相比，具有以下优点：聚合物基体全部采用低VA含量的EVA，屏蔽料的耐热性能大 幅度对提高，既大大降低EVA屏蔽料高温分解产生乙酸的问题，也解决了 EVA/NBR并用胶热 老化后粘合力不足的问题。另外本屏蔽料具有优异的导电性能和加工性能，可剥离性好，并 且在绝缘上无残留，其物理机械性能（拉伸强度、断裂伸长率和可剥离强度）和体积电阻率 完全符合MT818-2009标准的要求。
[0017] 本发明提供的一种不含NBR的低VA含量（小于33wt% )的乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)矿用橡皮绝缘屏蔽料的制备方法，只要通过调整橡皮绝缘配方，就能使绝缘层与绝缘 屏蔽层具有可剥离性，避免了高VA含量乙烯-醋酸乙烯酯或VA含量高于33