一种乙丙橡胶电缆用绝缘层半导电屏蔽材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆屏蔽材料，属于化工技术领域，具体的说是一种乙丙橡胶电缆用绝缘层半导电屏蔽材料。
【背景技术】
[0002]绝缘层半导电屏蔽材料在中、高压矿用电缆的结构中，主要是为了缓和电缆内部的电场应力集中，均勾绝缘层表面电场应力分布来防止局部放电，改善电缆内部电场的径向分布以提高电缆的电气强度，改善电缆的使用寿命。从改善电缆的长期运行能力的电气性能和安全、可靠性能考虑，现代电缆结构和工艺中要求绝缘屏蔽层必须具备可剥离性，并采用挤包工艺。现有的绝缘层半导电屏蔽层材料主要是极性的氯丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶分别与电石墨、乙炔炭黑等制作而成，氯丁橡胶制作的半导电屏蔽层机械性能能够符合要求、耐油性能好，但耐热氧老化、耐臭氧老化性能差、电气性能差、成本高；氯化聚乙烯橡胶制作的半导电屏蔽层机械性能能够符合要求、耐油性能较好、成本较低，但耐热氧老化、耐臭氧老化性能差、耐酸碱性能差、耐化学药品性能差、电气性能差。上述材料对填料的容纳能力较差，随着导电炭黑的大量添加，胶料流动性变差，难于挤出加工，绝缘屏蔽层不具有可剥离性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，研究开发一种具有较好的耐热氧老化、耐臭氧老化、耐酸碱、耐化学药品性能、耐油性能优异，可剥离性能好，胶料流动性好，成本低的乙丙橡胶电缆用绝缘层半导电屏蔽材料。
[0004]本发明的技术方案是:该乙丙橡胶电缆用可剥离半导电绝缘屏蔽材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比为:丁腈橡胶、60-70份，氯化聚乙烯橡胶、30-40份，电缆粉、30-50份，乙炔炭黑、50-70份，高耐磨炭黑、10-30份，氧化镁、5_10份，石蜡、2-4份，防老剂、2-8份，邻苯二甲酸二辛脂、20-30份，橡胶分散剂、0.5-1份，硬脂酸、2_5份，硫化剂、1-8份。
[0005]将按上述原料及重量份配比所取的丁腈橡胶、氯化聚乙烯橡胶混合后，进入密炼机塑炼，塑炼3-4分钟，加入氧化镁、防老剂、硬脂酸、硬脂酸、橡胶分散剂进行混合，然后加入电缆粉、乙炔炭黑、高耐磨炭黑进行混合，再加入邻苯二甲酸二辛脂(在填充剂、补强剂吃料后加入)进行混合，最后加入硫化剂混合，进入开炼机薄通下片形成乙丙橡胶电缆用绝缘层半导电屏蔽材料。
[0006]在上述乙丙橡胶电缆用可剥离绝缘屏蔽配方所涉及的有效成分中:
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，耐化学稳定性好，加工性能良，具有优良的物理机械性和加工性能。
[0007]丁腈橡胶弹性大，塑性小，即使经2-3段塑炼后塑性也仅为0.20左右，其耐化学稳定性好，加工性能良好，随着其结构中的丙烯腈含量其相对密度增大，硫化速度加快，拉伸强度性能提高，丁腈橡胶中的氰基容易电场极化，致使介电性能下降，同时丁腈橡胶具有优良的物理机械性和加工性能，因此，是一种良好的半导电屏蔽材料。
[0008]氯化聚乙烯橡胶是一种饱和性橡胶，具有优异的耐热氧老化、耐臭氧老化、耐酸碱、耐化学药品性能，其耐油性能优异，与丁腈橡胶相当；其含有氯元素，具有极佳的阻燃性能，无毒，不含重金属，符合环保要求；其具有高填充性能，加工性能好。
[0009]电缆粉采用优质滑石块加工而成，能增加产品的稳定性，增加张力强度，剪切强度，绕曲强度等，具有白度高、粒度均匀分散性强等特点，做为粉剂撒在橡胶制品和电缆中，可防止粘结。
[0010]乙炔炭黑是由碳化钙法或石脑油(粗汽油)热解时副产气分解精制得到的纯度99%以上的乙炔，经连续热解后得到的炭黑，用作抗静电剂，也用作导电性填料。
[0011]高耐磨炭黑由油炉法生产，粒径为26?30 nm。比表面积80?110m2/g。氧含量0.5% ?1.0%。氢含量 0.27% ?0.34%，吸碘值 82g/kg，DBP 吸收值 102 cm3/100g，是一种补强性赋予胶料较好的强能、耐磨性和弹性。
[0012]氧化镁分子式是MgO，无臭、无味、无毒的白色无定形粉末，在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性。
[0013]石蜡为颗粒状白色固体，化学稳定性好，含油量适中，具有良好的防潮和绝缘性能，可塑性好。
[0014]防老剂俗称2，2，4_三甲基-1，外观为琥珀色至棕色片状，以苯胺和丙酮为原料，甲苯为脱水剂，盐酸为催化剂，于温度130-140°C下缩聚，经中和水洗、常压蒸馏、减压蒸馏、切片、即得成品。具有防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能、延长制品储存和使用寿命的配合剂。
[0015]邻苯二甲酸二辛酯别称1，2-苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，化学式为C24H3804，为无色透明液体，具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，耐热性和耐候性良好。
[0016]橡胶分散剂是高级脂肪酸的金属皂化物等表面活性剂的混合物，浅黄色或琥珀色颗粒，具有出色的均匀作用，可以使不同极性的胶种之间均匀混合，提高橡胶制品整体的性能；对碳黑及其他配合剂的分散可以起到非常好的分散作用，从而提高其效能，并能很好的提高配合剂在胶料中的相容性，减少喷霜；能有效的增进胶料的塑性，提高胶料的流动性，缩短混炼时间，提高混炼质量和效率，能够大大减少挤出胶料中的气泡，防止制品中出现缺料；提尚挤出速率和挤出胶料的尺寸稳定性，提尚胶料批次之间的稳定性；提尚硫化月父的抗硫化返原性能和焦烧安全性。
[0017]硬脂酸即十八烷酸，分子式C18H3602，有助于防止加工过程中的〃焦化〃现象，用作硫化活性剂，也可用作增塑剂和软化剂。
[0018]硫化剂能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加的物质。能防止硫化返原，改善耐热性，降低生热，耐老化，提高橡胶与帘子线粘合力和硫化胶模量。
[0019]氧化镁在该配方中作为无机促进剂作用，能改善胶料的焦烧性能，有助于混炼胶的存放，且有助于提高硫化胶的抗张强度、定伸强度和硬度。作为无机促进剂时加入少量，能明显缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，同时还能改善橡皮的物理机械性能。作为活性剂时须与硬脂酸配合使用，因为金属氧化物在脂肪酸存在时才能使促进剂活化，才能使促进剂充分发挥促进作用，对硫化反应有很强的活化作用。其中硬脂酸作为有机促进剂在橡料中起活性剂和增塑剂作用，还能使其它粉料在橡胶中均匀分撒，当橡胶粘辊时又起到防粘作用。
[0020]防老剂的作用是防止和延缓橡皮老化，延长使用寿命。防老剂的作用机理可分为游离基抑制剂和过氧化物分解剂两类。游离基抑制剂因其分子中存在着容易脱出的活泼氢原子，当橡胶氧化时，这些氢原子抢先与橡胶分子链上的活性游离基结合，进行链终止反应从而延缓氧化过程，而脱出氢后的防老剂游离基又与另一个橡胶游离基作用生成稳定产物。
[0021]增塑剂的作用可增加橡胶的塑性、柔韧性、断裂伸长率，改善橡胶的成型加工特性、冲击性能、低温柔曲性，可降低橡胶的表面硬度。
分散剂的作用是对胶料起内增塑的作用，使橡胶分子链更容易滑移，提高胶料的流动性，促进填料快速和均匀地在橡胶中混合分散，改善胶料的加工性能，还能降低混炼功耗。
[0022]在配方中的作用:由于绝缘层半导电屏蔽材料在任何情况下都应具有体积电阻率低且随温度变化较小，成本低，挤出加工性能好，与绝缘层粘连适度、易剥离、硫化速度和绝缘材料相当的性能。根据材料的相似相容原理，以采用分子极性大的橡胶较为适宜。为降低材料成本，结合丁腈橡胶和氯化聚乙烯橡胶两种材料性能特点，采用丁腈橡胶和氯化聚乙烯橡胶两种材料作为适用于做可剥离半导电绝缘屏蔽材料。
[0023]丁腈橡胶弹性大，塑性小，