一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺的制作方法

1.本发明涉及半导电塑料加工技术领域，尤其涉及一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺。


背景技术：

2.电缆中的半导电塑料的主要作用是使电场分布均匀，降低电场强度，减少导体与绝缘层交界面上的气隙，提高电缆起始点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度的升高，保护主绝缘体。在电缆运行中，水树枝老化是电缆被击穿的主要原因，水树是在电场和湿气的共同作用下在电缆绝缘材料中发生的一种老化现象。在电缆绝缘层工作的环境下，半导电屏蔽层是它唯一的相邻介质，半导电屏蔽层中杂质含量对绝缘体中水树现象的形成和发展的影响很大，在电缆工作的过程中，半导电屏蔽层老化析出杂质会对绝缘体产生影响，尤其可能引发水树现象。半导电塑料作为半导电屏蔽层的原料，其中杂质的含量影响后续生产半导电屏蔽层的质量。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的半导电塑料中杂质含量高，导致生产出来的半导电屏蔽层容易发生水树现象而使得电缆被击穿的缺点，而提出的一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
6.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂60～80份、橡胶15～25份、增塑剂5～10份、炭黑10～15份、阻燃剂5～10份、交联剂5～10份、分散剂2～5份、润滑剂2～5份、抗氧化剂2～5 份；
7.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
8.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在100～120℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯10～15份、聚丙烯腈5～10份、纳米级石墨烯粉2～5份、催化剂1～2份、碱性中和剂1～2份；
9.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
10.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
11.优选的，包括以下步骤：
12.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂60～80份、橡胶15～25份、增塑剂5～10份、炭黑10～15份、阻燃剂5～10份、交联剂5～10份、分散剂2～5份、润滑剂2～5份、抗氧化剂2～5 份；
13.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
14.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在100℃恒温下搅拌
混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯10份、聚丙烯腈5份、纳米级石墨烯粉2份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
15.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
16.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
17.优选的，包括以下步骤：
18.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂60～80份、橡胶15～25份、增塑剂5～10份、炭黑10～15份、阻燃剂5～10份、交联剂5～10份、分散剂2～5份、润滑剂2～5份、抗氧化剂2～5 份；
19.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
20.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在120℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯15份、聚丙烯腈10份、纳米级石墨烯粉5份、催化剂2份、碱性中和剂2份；
21.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
22.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
23.优选的，包括以下步骤：
24.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂60～80份、橡胶15～25份、增塑剂5～10份、炭黑10～15份、阻燃剂5～10份、交联剂5～10份、分散剂2～5份、润滑剂2～5份、抗氧化剂2～5 份；
25.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
26.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在110℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯12份、聚丙烯腈8份、纳米级石墨烯粉3份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
27.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
28.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
29.优选的，所述步骤s2以及步骤s5中，压力范围为200～400kpa。
30.优选的，所述步骤s4中，冷却速度为5min/℃～30min/℃。
31.优选的，所述步骤s4中，冷却速度为15min/℃。
32.优选的，所述步骤s4中，保持在-25～50kpa的负压状态下冷却至室温。
33.优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
34.优选的，所述碱性中和剂为二甲基乙醇胺。
35.本发明的有益效果是：
36.本发明通过增加氟化聚乙烯、聚丙烯腈、纳米级石墨烯粉，配合催化剂以及碱性中和剂1份，在二次加工的过程中能够减少半导电屏蔽料中的气隙，提高半导电屏蔽料的光滑度，显著减少水树现象，提高电缆制品的实用寿命。
附图说明
37.图1为本发明提出的一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺的工艺流程图。
具体实施方式
38.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.请参照图1，一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
42.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂60～80份、橡胶15～25份、增塑剂5～10份、炭黑10～15份、阻燃剂5～10份、交联剂5～10份、分散剂2～5份、润滑剂2～5份、抗氧化剂2～5 份；
43.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
44.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在100～120℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯10～15份、聚丙烯腈5～10份、纳米级石墨烯粉2～5份、催化剂1～2份、碱性中和剂1～2份；
45.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
46.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
47.需要说明的是，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述碱性中和剂为二甲基乙醇胺。
48.实施例一：
49.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
50.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂70份、橡胶 20份、增塑剂8份、炭黑13份、阻燃剂8份、交联剂8份、分散剂 3份、润滑剂3份、抗氧化剂3份；
51.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
52.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在100℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯10份、聚丙烯腈5份、纳米级石墨烯粉2份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
53.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
54.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤
条后切粒。
55.实施例二：
56.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
57.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂70份、橡胶 20份、增塑剂8份、炭黑13份、阻燃剂8份、交联剂8份、分散剂 3份、润滑剂3份、抗氧化剂3份；步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
58.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在120℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯15份、聚丙烯腈10份、纳米级石墨烯粉5份、催化剂2份、碱性中和剂2份；
59.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
60.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
61.实施例三：
62.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
63.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂70份、橡胶 20份、增塑剂8份、炭黑13份、阻燃剂8份、交联剂8份、分散剂 3份、润滑剂3份、抗氧化剂3份；步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
64.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在110℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯12份、聚丙烯腈8份、纳米级石墨烯粉3份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
65.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
66.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
67.实施例四：
68.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
69.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂60份、橡胶 15份、增塑剂5份、炭黑10份、阻燃剂5份、交联剂5份、分散剂 2份、润滑剂2份、抗氧化剂2份；
70.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
71.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在110℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯12份、聚丙烯腈8份、纳米级石墨烯粉3份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
72.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
73.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
74.实施例五：
75.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
76.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂80份、橡胶 25份、增塑剂10份、炭黑15份、阻燃剂10份、交联剂10份、分散剂5份、润滑剂5份、抗氧化剂5份；
77.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
78.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在110℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯12份、聚丙烯腈8份、纳米级石墨烯粉3份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
79.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
80.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
81.实施例六：
82.一种含交联剂半导电塑料二次加工工艺，包括以下步骤：
83.步骤s1、备料，包括以下重量份原料：聚乙烯树脂70份、橡胶 20份、增塑剂8份、炭黑13份、阻燃剂8份、交联剂8份、分散剂 3份、润滑剂3份、抗氧化剂3份；
84.步骤s2、将步骤s1中原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒；
85.步骤s3、将步骤s2中的颗粒二次加工，在颗粒中加入添加剂，在110℃恒温下搅拌混合，所述添加剂包括以下重量份原料：氟化聚乙烯12份、聚丙烯腈8份、纳米级石墨烯粉3份、催化剂1份、碱性中和剂1份；
86.步骤s4、将步骤s3中混合后的原料继续搅拌，并冷却至室温；
87.步骤s5、将步骤s4中二次加工后的原料加入螺杆挤出机，在高压氮气的条件下挤条后切粒。
88.实施例七：
89.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s2以及步骤s5中，压力范围为200kpa。
90.实施例八：
91.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s2以及步骤s5中，压力范围为300kpa。
92.实施例九：
93.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s2以及步骤s5中，压力范围为400kpa。
94.实施例十：
95.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，冷却速度为5min/℃。
96.实施例十一：
97.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，冷却速度为15min/℃。
98.实施例十二：
99.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，冷却速度为30min/℃。
100.实施例十三：
101.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，保持在
ꢀ‑
25kpa的负压状态下冷却至室温。
102.实施例十四：
103.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，保持在
ꢀ‑
30kpa的负压状态下冷却至室温。
104.实施例十五：
105.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，保持在
ꢀ‑
40kpa的负压状态下冷却至室温。
106.实施例十六：
107.本实施方式，在实施例六的基础上，所述步骤s4中，保持在
ꢀ‑
50kpa的负压状态下冷却至室温。
108.测试结果：
109.将上述实施例中得到的半导电屏蔽料压制成1mm厚，直径50mm 的圆形试样，按照半导电屏蔽料-绝缘层-半导电屏蔽料的顺序压制成试样备用。将上述试样在恒温加压老化条件下，计量最后一级击穿时间。具体的，试样置于油浴保持恒温90℃，试样两端放电极，采用100kv高电压机按照1kv/min逐级加压。测试后，实施例一至实施例十六的击穿电压依次是35kv、36kv、37kv、38kv、37kv、38kv、39kv、 40kv、37kv、43kv、42kv、39kv、40kv、39kv、39kv、41kv。对照组采用现有半导电屏蔽料，击穿电压为30kv。上述结果表明，本发明通过增加氟化聚乙烯、聚丙烯腈、纳米级石墨烯粉，配合催化剂以及碱性中和剂1份，在二次加工的过程中能够减少半导电屏蔽料中的气隙，提高半导电屏蔽料的光滑度，显著减少水树现象，提高电缆制品的实用寿命。
110.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。