一种防焦烧电缆用半导电内屏蔽材料的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种防焦烧半导电内屏蔽材料的制备工艺，其特征在于具有如下组成：以重量份计，基料100份，导电炭黑45-48份，剥离剂3-5份，抗氧/金属钝化剂5-8份，交联剂4-6份，增强剂3-5份，防老剂0.5-1份，增塑剂10-12份。将上述配方中的基料先行塑炼后，按基料、导电炭黑、增塑剂、增强剂、防老剂、剥离剂、抗氧/金属钝化剂的顺序加料熔融混炼，混炼后挤出造粒再高速混合高温交联。本发明中的半导电外屏蔽材料通过各个组分的协调作用以及最为合适的含量配比，通过适宜的制备工艺获得了优异的力学性能、剥离性能、阻燃性能、导电性能以及温度稳定性能。
【专利说明】一种防焦烧电缆用半导电内屏蔽材料的制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料【技术领域】，特别是提供一种防焦烧电缆用半导电内屏蔽材料的制备工艺。【背景技术】
[0002]电线电缆行业是电力和通信两大国民经济支柱产业的重要配套行业，在国民经济中有着极其重要的地位，其中行业生产总量占全国总⑶P的4%。至5%。，电线电缆产品起着输送能源、传递信息的重要作用，是国民经济的“血管”和“神经”。
[0003]绝缘电缆通常是在导体芯线外包覆绝缘层构成，而众所周知，在较高的高压直流电场中，绝缘电缆由于存在微细的凹凸不平，容易引起绝缘层和导体之间以及绝缘层和内屏蔽层之间的空隙发生局部放电现象，因此为使电缆绝缘层上的电场分布均匀，降低绝缘层的电应力，从而防止所说的电晕放电，通常需要在其导体和绝缘层之间设置半导电内屏蔽材料。
[0004]现有的半导电内屏蔽材料通常采用与外屏蔽材料类似的组成，主要是在聚合物复合材料的基料中加入具有一定导电性能的导电炭黑、再加入其他辅料来制备，但对于基料以及辅料的选择，特别是对于各个组成的配方，则并没有一致的意见，而恰恰是这些组分及其含量对于后续的产品制备工艺以及最终得到的产品性能具有极为重要的影响。例如基料采用乙丙橡胶、聚氯乙烯等分子量较高的材料，其对于填料的容纳能力较差，加之导电炭黑的加入量大，从而导致材料的流动性变差而造成后续挤出加工的困难，而现在普遍使用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为基料则又存在诸如与绝缘层剥离性差、挤出加工时VA受热分解而在表面产生颗粒进而影响产品性能等缺陷。同时，半导电内屏蔽材料要求比外屏蔽材料更高，不仅需要能够与芯部导体和绝缘层都形成平滑无隙的结合，更要在加工过程中避免焦烧现象的发生。
[0005]因此，获得一种具有优异及稳定的使用性能的专用于半导电内屏蔽材料的配方以及与之相适应的加工工艺，具有重要的研究意义和价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的即在于提供一种新型的具有优异及稳定的使用性能的防焦烧半导电内屏蔽材料的配方以及其相应的制备工艺。
[0007]本发明中的防焦烧半导电内屏蔽材料的配方如下:以重量份计，基料100份，导电炭黑45-48份，剥离剂3-5份，抗氧/金属钝化剂5-8份，交联剂4_6份，增强剂3_5份，防老剂0.5-1份，增塑剂10-12份，
[0008]按上述配方中各组分配比进行配料并将各原料均烘干至100°C备用；然后首先对三元乙丙橡胶进行塑炼，塑炼时控制辊温在70°C，塑炼时间5-10min ;随后按乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、导电炭黑、增塑剂、增强剂、防老剂、剥离剂、抗氧/金属钝化剂的顺序将各个原料先后加入密炼机进行混炼，混炼的温度为100-120°C，混炼时间为10-15min ;然后将塑炼好的三元乙丙橡胶投入到密炼机中进行熔融混炼，混炼温度为170-190°C，混炼时间为5-10min ;混炼出料后经过单螺杆挤出机挤出造粒，造粒后进入高速捏合机喷洒交联剂高速混合，并控制温度在80-100°C，混合3-5min后冷却得到所述防焦烧半导电内屏蔽材料。
[0009]所述的的基料由三元乙丙橡胶和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例为三元乙丙橡胶:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:5-7，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(1+4) 125°C为20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为55-60% ；
[0010]所述的导电炭黑为掺有多壁碳纳米管的导电炭黑，炭黑的碘值为100-200mg/g，平均粒径为70-100nm，DBP为150-200cc/100g，多壁碳纳米管的直径为10_20nm，相对于炭黑的含量为13-16% ；
[0011]所述的剥离剂为氧化聚乙烯蜡；
[0012]所述的抗氧/金属钝化剂为四-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N，N’ -双[β (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼，二者的质量比为1:2;
[0013]所述的增强剂为四针状氧化锌晶须；
[0014]所述的交联剂为过氧化二异丙苯；
[0015]所述的防老剂为N-(l，3- 二甲基)丁基-N’ -苯基对苯二胺；
[0016]所述的增塑剂为硬脂酸锌。
[0017]本发明合理地设计了半导电内屏蔽材料的配方，通过各个组分的协调作用以及最为合适的含量配比，辅之以合理的制备工艺，获得了具有优异力学性能、剥离性能、挤出抗焦烧性能、阻燃性能、导电性能以及温度稳定性能的半导电屏蔽材料。
【具体实施方式】
[0018]实施例1.[0019]按表1所给出的各组分配比进行配料并将各原料均烘干至100°C备用；然后首先对三元乙丙橡胶(A)进行塑炼，塑炼时控制辊温在70°C，塑炼时间5-10min ;随后按乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B)、导电炭黑(C)、增塑剂(D)、增强剂(E)、防老剂(F)、剥离剂(G)、抗氧/金属钝化剂(H)的顺序将各个原料先后加入密炼机进行混炼，混炼的温度为100-120°C，混炼时间为10-15min ;然后将塑炼好的三元乙丙橡胶投入到密炼机中进行熔融混炼，混炼温度为170-190°C，混炼时间为5-10min ;混炼出料后经过单螺杆挤出机挤出造粒，造粒后进入高速捏合机喷洒交联剂(I)高速混合，并控制温度在80-10(TC，混合3-5min后冷却得到产品。其中三元乙丙橡胶:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:6，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(1+4) 125°C为21，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为57%，所述的导电炭黑中炭黑的碘值为150mg/g，平均粒径为80nm，DBP为180cc/100g，多壁碳纳米管的直径为15nm，相对于炭黑的含量为15%。
[0020]实施例2-3以及比较例1#_8#处配方如表1所示外，制备方法均与实施例1相同。
[0021]表1
【权利要求】
1.一种防焦烧半导电内屏蔽材料的制备工艺，所述防焦烧半导电内屏蔽材料配方以重量份计，由三元乙丙橡胶和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成基料100份，导电炭黑45-48份，剥离剂3-5份，抗氧/金属钝化剂5-8份，交联剂4-6份，增强剂3-5份，防老剂0.5-1份，增塑剂10-12份， 按上述配方中各组分配比进行配料并将各原料均烘干至100°C备用；然后首先对三元乙丙橡胶进行塑炼，塑炼时控制辊温在70°C，塑炼时间5-10min ;随后按乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、导电炭黑、增塑剂、增强剂、防老剂、剥离剂、抗氧/金属钝化剂的顺序将各个原料先后加入密炼机进行混炼，混炼的温度为100-120°C，混炼时间为10-15min ;然后将塑炼好的三元乙丙橡胶投入到密炼机中进行熔融混炼，混炼温度为170-190°C，混炼时间为5-10min ;混炼出料后经过单螺杆挤出机挤出造粒，造粒后进入高速捏合机喷洒交联剂高速混合，并控制温度在80-100°C，混合3-5min后冷却得到所述防焦烧半导电内屏蔽材料。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于: 所述三元乙丙橡胶:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:5-7，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(1+4) 125°C为20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为55-60% ； 所述的导电炭黑为掺有多壁碳纳米管的导电炭黑，炭黑的碘值为100-200mg/g，平均粒径为70-100nm，DBP为150_200cc/100g，多壁碳纳米管的直径为10_20nm，相对于炭黑的含量为 13-16% ； 所述的剥离剂为氧化聚乙烯蜡； 所述的抗氧/金属钝化剂为四-[3_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N，N’ -双[0 (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼，二者的质量比为1:2 ; 所述的增强剂为四针状氧化锌晶须；` 所述的交联剂为过氧化二异丙苯； 所述的防老剂为N-(1，3-二甲基)丁基-N’-苯基对苯二胺； 所述的增塑剂为硬脂酸锌。
【文档编号】C08L31/04GK103524964SQ201310508139
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】杨雪洪 申请人:苏州市双鑫新材料科技有限公司