一种屏蔽用半导电eva母料及其生产方式
技术领域
1.本发明属于新材料生产技术领域，特别是一种屏蔽用半导电eva母料及其生产方式。
背景技术：
2.随着信息传送综合化、宽带化、智能化、数字化的发展，建筑与建筑群的综合布线系统工程中多种线路愈来愈集中地布置在一起，高速率数据流受到同频电磁相互干拢，电磁干扰(emi)和电磁兼容(emc)问题日益明显。
3.半导电屏蔽料以均匀绝缘层中的电场分布来防止局部放电，从而提高电缆的电气强度，改善电缆的使用寿命，早期的电磁屏蔽技术主要使用金属及其复合材料，这类材料具有良好的屏蔽性能，但是其力学性能低、抗老化性能一般，价格昂贵，屏蔽效能也较为一般。
4.因此，需要对现有技术进行进一步的改进，提高半导电屏蔽材料性能。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种屏蔽用半导电eva母料及其生产方式，以解决现有技术中的不足。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.一种屏蔽用半导电eva母料，按重量份计由以下成分制成：乙烯-醋酸乙烯共聚物70-80份、导电炭黑23-26份、改性三元乙丙橡胶20-25份、氧化锌2-5份、偶联剂1-3份、羟基磷灰石8-15份、过氧化二异丙苯1-2份、氯化石蜡2-4份、抗氧剂1.5-2.5份、分散剂3-5份。
8.作为进一步的技术方案：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为12％。
9.作为进一步的技术方案：所述改性三元乙丙橡胶制备方法为：
10.(1)将正硅酸四甲酯添加到乙醇溶液中，搅拌均匀，得到预混液；
11.(2)将石墨烯、高岭土依次添加到搅拌机中进行高速搅拌混合，得到固体混合料；
12.(3)将上述得到的固定混合料添加到预混液中，以500r/min转速搅拌2小时，然后再进行超声波分散处理10min，得到分散液；
13.(4)对分散液进行加热干燥，再进行粉碎，得到插层料；
14.(5)将插层料、三元乙丙橡胶依次添加到混炼机中进行混炼处理30min，然后出料，冷却，即得。
15.作为进一步的技术方案：所述正硅酸四甲酯、乙醇溶液混合质量比为1：3；
16.所述乙醇溶液质量分数为60％。
17.作为进一步的技术方案：所述石墨烯、高岭土混合质量比为1:5；
18.所述高岭土经过酸性溶液处理得到：
19.将高岭土按1:6质量比例添加到硝酸溶液中，调节温度至80℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，水洗至中性，干燥至恒重，即可；
20.所述硝酸溶液质量分数为3.5％。
21.作为进一步的技术方案：所述固定混合料、预混液混合质量比为1:6；
22.所述超声波频率为40khz。
23.作为进一步的技术方案：所述插层料、三元乙丙橡胶混合质量比为1:10；
24.所述混炼温度为138℃。
25.作为进一步的技术方案：所述偶联剂为有机硅烷偶联剂；
26.作为进一步的技术方案：所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌；
27.所述分散剂为硬脂酸锌。
28.一种屏蔽用半导电eva母料的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)按重量份称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂置于干乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、过氧化二异丙苯、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂；
30.(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1小时，得到干燥物料；
31.(3)将上述得到的干燥物料添加到混合机中进行混合均匀，然后再添加到混炼机中进行混炼处理，得到混炼料，混炼温度为138℃，混炼时间为30min；
32.(4)将混炼料、过氧化二异丙苯依次添加到密炼机中进行密炼处理，然后出料，即可，密炼温度为125℃，密炼时间为35min。
33.氯化石蜡是一种有机物，石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和辅助增塑剂。广泛用于生产电缆料、地板料、软管、人造革、橡胶等制品。以及应用于聚氨酯防水涂料、聚氨酯塑胶跑道，润滑油，等的添加剂，本发明通过引入氯化石蜡主要是为了提高材料的阻燃性能。
34.氧化锌是一种无机物，化学式为zno，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。本发明中引入氧化锌主要作为增强填料使用。
35.乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)通常是由乙烯单体与醋酸乙烯单体经过高压聚合得到，羟基磷灰石分子中ca
2+
可与羧基、氨基发生络合反应，羟基磷灰石的表面粗糙，富含极性基团，化学活性较强，能够与材料中其它组分进行结合，增强eva材料的综合性能。
36.通过引入改性三元乙丙橡胶，其在eva基体内得到充分扩散和接触，与eva基体之间的黏合力作用显著增强，从而极大的改善了eva材料的力学性能，尤其是拉伸强度性能得到明显的提高，同时，能够与基体聚合物分子之间紧密结合，提高结合性能，进而改善提高制备的屏蔽用半导电eva母料的耐老化性能。
37.有益效果
38.本发明制备的屏蔽用半导电eva母料能够均匀电缆绝缘层中的电场分布，防止局部放电，提高电缆的电气强度，最终提高电缆使用寿命。
附图说明
39.图1为对比不同改性三元乙丙橡胶添加量对于材料拉伸强度影响图。
具体实施方式
40.一种屏蔽用半导电eva母料，按重量份计由以下成分制成：乙烯-醋酸乙烯共聚物70-80份、导电炭黑23-26份、改性三元乙丙橡胶20-25份、氧化锌2-5份、偶联剂1-3份、羟基磷灰石8-15份、过氧化二异丙苯1-2份、氯化石蜡2-4份、抗氧剂1.5-2.5份、分散剂3-5份。
41.乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为12％。
42.改性三元乙丙橡胶制备方法为：
43.(1)将正硅酸四甲酯添加到乙醇溶液中，搅拌均匀，得到预混液；
44.(2)将石墨烯、高岭土依次添加到搅拌机中进行高速搅拌混合，得到固体混合料；
45.(3)将上述得到的固定混合料添加到预混液中，以500r/min转速搅拌2小时，然后再进行超声波分散处理10min，得到分散液；
46.(4)对分散液进行加热干燥，再进行粉碎，得到插层料；
47.(5)将插层料、三元乙丙橡胶依次添加到混炼机中进行混炼处理30min，然后出料，冷却，即得。
48.正硅酸四甲酯、乙醇溶液混合质量比为1：3；
49.所述乙醇溶液质量分数为60％。
50.石墨烯、高岭土混合质量比为1:5；
51.所述高岭土经过酸性溶液处理得到：
52.将高岭土按1:6质量比例添加到硝酸溶液中，调节温度至80℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，水洗至中性，干燥至恒重，即可；
53.所述硝酸溶液质量分数为3.5％。
54.固定混合料、预混液混合质量比为1:6；
55.所述超声波频率为40khz。
56.插层料、三元乙丙橡胶混合质量比为1:10；
57.所述混炼温度为138℃。
58.偶联剂为有机硅烷偶联剂；
59.抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌；
60.所述分散剂为硬脂酸锌。
61.一种屏蔽用半导电eva母料的制备方法，包括以下步骤：
62.(1)按重量份称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、过氧化二异丙苯、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂；
63.(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂置于干燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1小时，得到干燥物料；
64.(3)将上述得到的干燥物料添加到混合机中进行混合均匀，然后再添加到混炼机中进行混炼处理，得到混炼料，混炼温度为138℃，混炼时间为30min；
65.(4)将混炼料、过氧化二异丙苯依次添加到密炼机中进行密炼处理，然后出料，即
可，密炼温度为125℃，密炼时间为35min。
66.下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
67.实施例1
68.一种屏蔽用半导电eva母料，按重量份计由以下成分制成：乙烯-醋酸乙烯共聚物70份、导电炭黑23份、改性三元乙丙橡胶20份、氧化锌2份、偶联剂1份、羟基磷灰石8份、过氧化二异丙苯1份、氯化石蜡2份、抗氧剂1.5份、分散剂3份。
69.乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为12％。
70.改性三元乙丙橡胶制备方法为：
71.(1)将正硅酸四甲酯添加到乙醇溶液中，搅拌均匀，得到预混液；
72.(2)将石墨烯、高岭土依次添加到搅拌机中进行高速搅拌混合，得到固体混合料；
73.(3)将上述得到的固定混合料添加到预混液中，以500r/min转速搅拌2小时，然后再进行超声波分散处理10min，得到分散液；
74.(4)对分散液进行加热干燥，再进行粉碎，得到插层料；
75.(5)将插层料、三元乙丙橡胶依次添加到混炼机中进行混炼处理30min，然后出料，冷却，即得。
76.正硅酸四甲酯、乙醇溶液混合质量比为1：3；
77.所述乙醇溶液质量分数为60％。
78.石墨烯、高岭土混合质量比为1:5；
79.所述高岭土经过酸性溶液处理得到：
80.将高岭土按1:6质量比例添加到硝酸溶液中，调节温度至80℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，水洗至中性，干燥至恒重，即可；
81.所述硝酸溶液质量分数为3.5％。
82.固定混合料、预混液混合质量比为1:6；
83.所述超声波频率为40khz。
84.插层料、三元乙丙橡胶混合质量比为1:10；
85.所述混炼温度为138℃。
86.偶联剂为有机硅烷偶联剂；
87.抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌；
88.所述分散剂为硬脂酸锌。
89.一种屏蔽用半导电eva母料的制备方法，包括以下步骤：
90.(1)按重量份称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、过氧化二异丙苯、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂；
91.(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂置于干燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1小时，得到干燥物料；
92.(3)将上述得到的干燥物料添加到混合机中进行混合均匀，然后再添加到混炼机
中进行混炼处理，得到混炼料，混炼温度为138℃，混炼时间为30min；
93.(4)将混炼料、过氧化二异丙苯依次添加到密炼机中进行密炼处理，然后出料，即可，密炼温度为125℃，密炼时间为35min。
94.实施例2
95.一种屏蔽用半导电eva母料，按重量份计由以下成分制成：乙烯-醋酸乙烯共聚物74份、导电炭黑24份、改性三元乙丙橡胶22份、氧化锌3份、偶联剂2份、羟基磷灰石10份、过氧化二异丙苯1.5份、氯化石蜡3份、抗氧剂2份、分散剂4份。
96.乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为12％。
97.改性三元乙丙橡胶制备方法为：
98.(1)将正硅酸四甲酯添加到乙醇溶液中，搅拌均匀，得到预混液；
99.(2)将石墨烯、高岭土依次添加到搅拌机中进行高速搅拌混合，得到固体混合料；
100.(3)将上述得到的固定混合料添加到预混液中，以500r/min转速搅拌2小时，然后再进行超声波分散处理10min，得到分散液；
101.(4)对分散液进行加热干燥，再进行粉碎，得到插层料；
102.(5)将插层料、三元乙丙橡胶依次添加到混炼机中进行混炼处理30min，然后出料，冷却，即得。
103.正硅酸四甲酯、乙醇溶液混合质量比为1：3；
104.所述乙醇溶液质量分数为60％。
105.石墨烯、高岭土混合质量比为1:5；
106.所述高岭土经过酸性溶液处理得到：
107.将高岭土按1:6质量比例添加到硝酸溶液中，调节温度至80℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，水洗至中性，干燥至恒重，即可；
108.所述硝酸溶液质量分数为3.5％。
109.固定混合料、预混液混合质量比为1:6；
110.所述超声波频率为40khz。
111.插层料、三元乙丙橡胶混合质量比为1:10；
112.所述混炼温度为138℃。
113.偶联剂为有机硅烷偶联剂；
114.抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌；
115.所述分散剂为硬脂酸锌。
116.一种屏蔽用半导电eva母料的制备方法，包括以下步骤：
117.(1)按重量份称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、过氧化二异丙苯、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂；
118.(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂置于干燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1小时，得到干燥物料；
119.(3)将上述得到的干燥物料添加到混合机中进行混合均匀，然后再添加到混炼机中进行混炼处理，得到混炼料，混炼温度为138℃，混炼时间为30min；
120.(4)将混炼料、过氧化二异丙苯依次添加到密炼机中进行密炼处理，然后出料，即
可，密炼温度为125℃，密炼时间为35min。
121.实施例3
122.一种屏蔽用半导电eva母料，按重量份计由以下成分制成：乙烯-醋酸乙烯共聚物78份、导电炭黑25份、改性三元乙丙橡胶23份、氧化锌4份、偶联剂2份、羟基磷灰石12份、过氧化二异丙苯1.5份、氯化石蜡3份、抗氧剂1.8份、分散剂4份。
123.乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为12％。
124.改性三元乙丙橡胶制备方法为：
125.(1)将正硅酸四甲酯添加到乙醇溶液中，搅拌均匀，得到预混液；
126.(2)将石墨烯、高岭土依次添加到搅拌机中进行高速搅拌混合，得到固体混合料；
127.(3)将上述得到的固定混合料添加到预混液中，以500r/min转速搅拌2小时，然后再进行超声波分散处理10min，得到分散液；
128.(4)对分散液进行加热干燥，再进行粉碎，得到插层料；
129.(5)将插层料、三元乙丙橡胶依次添加到混炼机中进行混炼处理30min，然后出料，冷却，即得。
130.正硅酸四甲酯、乙醇溶液混合质量比为1：3；
131.所述乙醇溶液质量分数为60％。
132.石墨烯、高岭土混合质量比为1:5；
133.所述高岭土经过酸性溶液处理得到：
134.将高岭土按1:6质量比例添加到硝酸溶液中，调节温度至80℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，水洗至中性，干燥至恒重，即可；
135.所述硝酸溶液质量分数为3.5％。
136.固定混合料、预混液混合质量比为1:6；
137.所述超声波频率为40khz。
138.插层料、三元乙丙橡胶混合质量比为1:10；
139.所述混炼温度为138℃。
140.偶联剂为有机硅烷偶联剂；
141.抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌；
142.所述分散剂为硬脂酸锌。
143.一种屏蔽用半导电eva母料的制备方法，包括以下步骤：
144.(1)按重量份称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、过氧化二异丙苯、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂；
145.(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂置于干燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1小时，得到干燥物料；
146.(3)将上述得到的干燥物料添加到混合机中进行混合均匀，然后再添加到混炼机中进行混炼处理，得到混炼料，混炼温度为138℃，混炼时间为30min；
147.(4)将混炼料、过氧化二异丙苯依次添加到密炼机中进行密炼处理，然后出料，即可，密炼温度为125℃，密炼时间为35min。
148.实施例4
149.一种屏蔽用半导电eva母料，按重量份计由以下成分制成：乙烯-醋酸乙烯共聚物80份、导电炭黑26份、改性三元乙丙橡胶25份、氧化锌5份、偶联剂3份、羟基磷灰石15份、过氧化二异丙苯2份、氯化石蜡4份、抗氧剂2.5份、分散剂5份。
150.乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为12％。
151.改性三元乙丙橡胶制备方法为：
152.(1)将正硅酸四甲酯添加到乙醇溶液中，搅拌均匀，得到预混液；
153.(2)将石墨烯、高岭土依次添加到搅拌机中进行高速搅拌混合，得到固体混合料；
154.(3)将上述得到的固定混合料添加到预混液中，以500r/min转速搅拌2小时，然后再进行超声波分散处理10min，得到分散液；
155.(4)对分散液进行加热干燥，再进行粉碎，得到插层料；
156.(5)将插层料、三元乙丙橡胶依次添加到混炼机中进行混炼处理30min，然后出料，冷却，即得。
157.正硅酸四甲酯、乙醇溶液混合质量比为1：3；
158.所述乙醇溶液质量分数为60％。
159.石墨烯、高岭土混合质量比为1:5；
160.所述高岭土经过酸性溶液处理得到：
161.将高岭土按1:6质量比例添加到硝酸溶液中，调节温度至80℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，水洗至中性，干燥至恒重，即可；
162.所述硝酸溶液质量分数为3.5％。
163.固定混合料、预混液混合质量比为1:6；
164.所述超声波频率为40khz。
165.插层料、三元乙丙橡胶混合质量比为1:10；
166.所述混炼温度为138℃。
167.偶联剂为有机硅烷偶联剂；
168.抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌；
169.所述分散剂为硬脂酸锌。
170.一种屏蔽用半导电eva母料的制备方法，包括以下步骤：
171.(1)按重量份称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、过氧化二异丙苯、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂；
172.(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电炭黑、改性三元乙丙橡胶、氧化锌、偶联剂、羟基磷灰石、氯化石蜡、抗氧剂、分散剂置于干燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为1小时，得到干燥物料；
173.(3)将上述得到的干燥物料添加到混合机中进行混合均匀，然后再添加到混炼机中进行混炼处理，得到混炼料，混炼温度为138℃，混炼时间为30min；
174.(4)将混炼料、过氧化二异丙苯依次添加到密炼机中进行密炼处理，然后出料，即可，密炼温度为125℃，密炼时间为35min。
175.对比例1：与实施例1区别为不添加改性三元乙丙橡胶。
176.对比例2：与实施例1区别为将改性三元乙丙橡胶替换为未处理的三元乙丙橡胶。
177.试验
178.对实施例与对比例试样拉伸强度试验:按照gb/t 1040—2018进行测试，试样为ⅱ型标准哑铃片，厚度为(1.0
±
0.1)mm，拉伸速度为(250
±
50)mm/min；
179.表1
[0180] 拉伸强度mpa实施例119.92实施例220.54实施例320.41实施例420.25对比例116.52对比例218.32
[0181]
由表1可以看出，本发明制备的屏蔽用半导电eva母料具有优异的力学性能，通过引入本发明制备的改性三元乙丙橡胶，能够有效的改善屏蔽用半导电eva母料的拉伸性能。
[0182]
空气热老化试验:按照jb/t 10738—2007《额定电压35kv及以下挤包绝缘电缆用半导电屏蔽料》中第6.4节要求进行测试，在(100
±
2)℃下240h后，试样在(23
±
3)℃、相对湿度为44％～45％的环境中待调节时间18h；
[0183]
测试结果如表2所示；
[0184]
表2
[0185] 老化后拉伸强度mpa实施例114.12实施例214.58实施例314.33实施例414.21对比例110.25对比例213.37
[0186]
由表2可以看出，本发明制备的屏蔽用半导电eva母料具有优异的耐老化性能，通过引入改性三元乙丙橡胶，能够与基体聚合物分子之间紧密结合，提高结合性能，进而改善提高制备的屏蔽用半导电eva母料的耐老化性能。
[0187]
体积电阻率测定:测定20℃体积电阻率，试验按gb/t 3048.3—2007《电缆线缆电性能试验方法》的规定，试样在(23
±
3)℃、相对湿度为44％～45％的环境中调节时间25h；
[0188]
表3
[0189][0190]
由表3可以看出，本发明制备的屏蔽用半导电eva母料能够均匀电缆绝缘层中的电场分布，防止局部放电，提高电缆的电气强度，最终提高电缆使用寿命。
[0191]
以实施例2为基础试样，对比不同改性三元乙丙橡胶添加量对于材料拉伸强度影响，如图1。
[0192]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。