一种高压电缆半导电屏蔽料的制作方法

文档序号:12882593阅读:766来源:国知局

本发明属于电缆制造技术领域,具体涉及一种高压电缆半导电屏蔽料。



背景技术:

电网是电力系统中,联系发电和用电的设施和设备的统称。属于输送和分配电能的中间环节,它主要由联结成网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。通常把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网,简称电网。电网的出现解决用电和发电市场的地理位置不一致的问题,让远程输电成为可能,远程输送电为了降低线路上的电力损耗,通常采用高压电进行输送。

电缆导体由多根导线绞合而成,它与绝缘层之间易形成气隙,导体表面不光滑,会造成电场集中。iec规定,6kv及以上电压等级电缆都应具备内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层,它与被屏蔽的导体等电位并与绝缘层良好接触,从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电,这一层屏蔽为内屏蔽层;同样在绝缘表面和护套接触处也可能存在间隙,是引起局部放电的因素,故在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层,它与被屏蔽的绝缘层有良好接触,与金属护套等电位,从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电,这一层屏蔽为外屏蔽层。如果电缆中内屏蔽层和外屏蔽层不存在,三芯电缆中芯与芯之间发生绝缘击穿的可能性非常大。

目前市场上的半导电屏蔽层主要分为半导电带和半导电塑料两种,半导电带由于存在不可避免的绝缘层空隙或气孔,绝缘层容易被击穿;所以市场上应用最多的为半导电塑料屏蔽层,半导电塑料一般采用eva树脂,这种材质生产成本较低,但是在高温等条件下容易氧化分解,影响电缆的使用寿命,同时eva材料也不利于导电材料在屏蔽料中有效排列,导致屏蔽料的导电性能较差。



技术实现要素:

针对以上问题,本发明的目的在于提供一种高压电缆半导电屏蔽料,这种电缆半导电屏蔽料具有良好的绝缘、耐腐蚀和抗氧化等机械性能,还具有很好的电导率。

一种高压电缆半导电屏蔽料,按照质量份数,该半导电屏蔽料的成分为:聚乙烯树脂25-30份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物40-60份,橡胶20-25份,改性高岭土15-20份,氧化锌5-8份,增塑剂5-8份,导电炭黑10-15份,交联剂4-7份,分散剂2-5份,抗氧化剂3-8份。

优选的,该半导电屏蔽料的成分按照质量份数为:聚乙烯树脂26-28份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物50-55份,橡胶22-24份,改性高岭土16-18份,氧化锌6-7份,增塑剂6-7份,导电炭黑12-13份,交联剂5-6份,分散剂3-4份,抗氧化剂5-7份。

进一步优选的,其成分按照质量份数为:聚乙烯树脂27份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物50份,橡胶23份,改性高岭土17份,氧化锌7份,增塑剂6份,导电炭黑13份,交联剂6份,分散剂4份,抗氧化剂6份。

优选的,所述橡胶为丁腈橡胶和丁苯橡胶的混合物,二者质量比为2:1。

优选的,所述高岭土的改性方法为:将40-60份高岭土将入200份水中,加入3-7份十六烷基三甲基溴化铵,充分乳化,然后加入7-9份纳米碳,加热到80℃,在800-1000r/min的转速下搅拌20-30min,干燥粉碎并过300-350目筛即可。

优选的,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯;交联剂为过氧化二异丙苯。

优选的,所述分散剂为过氧化苯甲酰;抗氧化剂为受阻酚类双酚a。

高压电缆半导电屏蔽料的制备方法,包括如下步骤:按照质量份数称取原料,将橡胶、改性高岭土、氧化锌、导电炭黑和抗氧化剂混合,然后送入到密炼机中进行密炼机,密炼机的转速为180-250r/min,温度为80-90℃。

再将密炼后得到的物质与聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸丁酯聚合物、增塑剂和分散剂混合送入到捏合机中,在120-140r/min的转速下捏合15-20min,捏合机温度为20-40℃;捏合过程中用喷淋塔喷洒交联剂,进行浸润处理,待交联剂被完全吸收后,将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒,出料后冷却至室温,得到所需高压电缆半导电屏蔽料。

本发明提供的一种高压电缆半导电屏蔽料,与现有技术相比,具有以下优点:

该高压电缆半导电屏蔽料的电学性能很优异,导电性能好,体积电阻率较低,热老化性能好,在高温状态下性能指标依然能够保持稳定,可以广泛应用于高压电缆的内屏蔽层和外屏蔽层的屏蔽料的选用,屏蔽料的生产成本也相对较低。

此外,该高压电缆半导电屏蔽料具有良好的加工特性,可以用于生产不同级别的电缆的屏蔽层,生产的屏蔽层机械性能优异,拉伸强度高,耐腐蚀和抗氧化性能都很好,可以提高电缆的使用寿命。利用该屏蔽料生产的屏蔽层还具有环保价值,生产过程对环境污染较小,生产的屏蔽层易于剥离,便于电缆的回收利用。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

实施例1

将40份高岭土将入200份水中,加入3份十六烷基三甲基溴化铵,充分乳化,然后加入7份纳米碳,加热到80℃,在800r/min的转速下搅拌20min,干燥粉碎并过300目筛得到改性高岭土。

称取以下质量份数的屏蔽料原料:聚乙烯树脂25份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物40份,以2:1质量比混合的丁腈橡胶和丁苯橡胶20份,改性高岭土15份,氧化锌5份,邻苯二甲酸二辛酯增塑剂5份,导电炭黑10份,过氧化二异丙苯交联剂4份,过氧化苯甲酰分散剂2份,受阻酚类双酚a抗氧化剂3份。

按照质量份数,将丁腈橡胶和丁苯橡胶混合物、改性高岭土、氧化锌、导电炭黑和抗氧化剂混合,然后送入到密炼机中进行密炼机,密炼机的转速为180r/min,温度为80℃。

再将密炼后得到的物质与聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸丁酯聚合物、增塑剂和分散剂混合送入到捏合机中,在120r/min的转速下捏合15min,捏合机温度为20℃;捏合过程中用喷淋塔喷洒交联剂,进行浸润处理,待交联剂被完全吸收后,将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒,出料后冷却至室温,得到所需高压电缆半导电屏蔽料。

实施例2

将60份高岭土将入200份水中,加入7份十六烷基三甲基溴化铵,充分乳化,然后加入9份纳米碳,加热到80℃,在1000r/min的转速下搅拌30min,干燥粉碎并过350目筛得到改性高岭土。

称取以下质量份数的屏蔽料原料:聚乙烯树脂30份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物60份,以2:1质量比混合的丁腈橡胶和丁苯橡胶25份,改性高岭土20份,氧化锌8份,邻苯二甲酸二辛酯增塑剂8份,导电炭黑15份,过氧化二异丙苯交联剂7份,过氧化苯甲酰分散剂5份,受阻酚类双酚a抗氧化剂8份。

按照质量份数,将丁腈橡胶和丁苯橡胶混合物、改性高岭土、氧化锌、导电炭黑和抗氧化剂混合,然后送入到密炼机中进行密炼机,密炼机的转速为250r/min,温度为90℃。

再将密炼后得到的物质与聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸丁酯聚合物、增塑剂和分散剂混合送入到捏合机中,在140r/min的转速下捏合20min,捏合机温度为40℃;捏合过程中用喷淋塔喷洒交联剂,进行浸润处理,待交联剂被完全吸收后,将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒,出料后冷却至室温,得到所需高压电缆半导电屏蔽料。

实施例3

将50份高岭土将入200份水中,加入5份十六烷基三甲基溴化铵,充分乳化,然后加入8份纳米碳,加热到80℃,在900r/min的转速下搅拌25min,干燥粉碎并过300目筛得到改性高岭土。

称取以下质量份数的屏蔽料原料:聚乙烯树脂27份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物50份,以2:1质量比混合的丁腈橡胶和丁苯橡胶23份,改性高岭土17份,氧化锌6份,邻苯二甲酸二辛酯增塑剂7份,导电炭黑13份,过氧化二异丙苯交联剂6份,过氧化苯甲酰分散剂3份,受阻酚类双酚a抗氧化剂5份。

按照质量份数,将橡胶、改性高岭土、氧化锌、导电炭黑和抗氧化剂混合,然后送入到密炼机中进行密炼机,密炼机的转速为220r/min,温度为85℃。

再将密炼后得到的物质与聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸丁酯聚合物、增塑剂和分散剂混合送入到捏合机中,在130r/min的转速下捏合17min,捏合机温度为30℃;捏合过程中用喷淋塔喷洒交联剂,进行浸润处理,待交联剂被完全吸收后,将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒,出料后冷却至室温,得到所需高压电缆半导电屏蔽料。

实施例4

将45份高岭土将入200份水中,加入6份十六烷基三甲基溴化铵,充分乳化,然后加入8份纳米碳,加热到80℃,在850r/min的转速下搅拌27min,干燥粉碎并过350目筛得到改性高岭土。

称取以下质量份数的屏蔽料原料:聚乙烯树脂28份,乙烯-丙烯酸丁酯聚合物55份,以2:1质量比混合的丁腈橡胶和丁苯橡胶24份,改性高岭土18份,氧化锌7份,邻苯二甲酸二辛酯增塑剂7份,导电炭黑13份,过氧化二异丙苯交联剂6份,过氧化苯甲酰分散剂4份,受阻酚类双酚a抗氧化剂7份。

按照质量份数,将橡胶、改性高岭土、氧化锌、导电炭黑和抗氧化剂混合,然后送入到密炼机中进行密炼机,密炼机的转速为230r/min,温度为88℃。

再将密炼后得到的物质与聚乙烯树脂、乙烯-丙烯酸丁酯聚合物、增塑剂和分散剂混合送入到捏合机中,在135r/min的转速下捏合18min,捏合机温度为35℃;捏合过程中用喷淋塔喷洒交联剂,进行浸润处理,待交联剂被完全吸收后,将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒,出料后冷却至室温,得到所需高压电缆半导电屏蔽料。

性能测试

根据jb/t10738-2007《额定电压35kv及以下挤包绝缘电缆用半导电屏蔽料》的测试方法,对实施例的抗拉强度、断裂伸长率、热老化性能和20℃体积电阻率等指标进行测试,得到如下结果:

表1:本实施例的性能测试结果

通过以上数据得知,本实施例的半导电电缆料,其拉伸强度、断裂伸长率和热老化性能表现优异,均能超过国家标准的要求,并且具有较低的体积电阻率。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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