[发明专利]一种橡皮电缆半导电屏蔽料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体是一种橡皮电缆的半导电屏蔽料及其制造方法。

背景技术

随着我国国民经济的持续高速发展，对能源的需求量越来越大，作为主体能源的煤炭和新兴可再生能源风电行业近几年取得了长足的发展。

我国煤炭资源埋藏普遍较深，主要大中型煤矿平均开采深度已达400米以上，部分煤矿开采深度超过600米，最深处达到1400米以上。因此传输容量大，损耗小的中高压电缆逐步得到推广和青睐。

同样的，单机容量2MW及以上风力发电机组，使用20/35KV电缆连接位于机舱后部中压变压器高压侧和位于风力发电机筒部的中压开关柜，然后接入电网。此电缆不仅要承受风机机舱迎风时的扭转，还需具备耐紫外线辐射，耐低温、耐油等特性。

由于矿井和风电场环境条件很复杂，工作条件很严酷，容易引起严重的人身伤亡和财产损失；因此，对供电系统的中高压电缆的安生特性要求很高，目前，唯有橡皮电缆能担此重任。

在中高压电缆生产过程中，受制造工艺的限制，在导体的外表面不可避免地存在尖端或突起。这些尖端或突起的电场非常高，高的电场必然导致尖端或突起向绝缘中注入空间电荷。注入的空间电荷将引起绝缘的电树化或水树枝化，导致绝缘层击穿。为了缓和电缆内部的电场集中，改善绝缘层内外表面电场应力分布，提高电缆的电气强度，必须在导电线芯和绝缘层外面分别加有一层半导电屏蔽层。国内外研究表明，控制半导电屏蔽层性能是改善中高压电缆运行特性、提高电缆运行寿命的重要技术措施，因此要求半导电屏蔽料具有与绝缘层材料有很好的相容性，有相当的电气性能、机械性能。其过渡电阻不大于1.3ΚΩ，抗张强度不小于6.5Mpa，断裂伸长不小于200%。目前，橡皮电缆的电压等级均在10KV及以下，主要原因是半导电屏蔽层的可剥离性及与绝缘橡皮的相容性达不到更高电压等级要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种各项性能指标满足中高压橡套电缆屏蔽层所需的橡皮电缆用半导电屏蔽料及其制备方法。

本发明所述的橡皮电缆半导电屏蔽料，其组份和质量份数为：

乙烯醋酸乙烯脂橡胶80份，氢化丁腈橡胶20份，抗水解剂3份，增塑剂20份，活化剂3份，防老剂3份，导电炭黑70份，分散剂5份，硫化剂DCP 3份，硫化助剂TAIC 2份。

上述增塑剂最好为微晶蜡、二辛脂和硬脂酸锌，其质量比为9:10:1。

上述的活化剂为氧化锌，防老剂为RD,即2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体。

本发明还提供了该半导电屏蔽料的制备方法，其制备步骤为：按照乙烯醋酸乙烯脂橡胶(450)80份、氢化丁腈橡胶（HNBR） 20份、抗水解剂3份、增塑剂20份、活化剂3份、防老剂3份、导电炭黑420B 70份、分散剂5份，加入密炼胶在120℃下混炼6分钟，最后加入硫化剂DCP 3份、硫化助剂TAIC 2份，经1分钟后卸料，然后拉片冷却，包装入库，完成半导电屏蔽料制备。

本发明通过对配方各组分的优化达到相容性、柔软性、屏蔽功能及很好的电气、机械等性能，可用以制备中高压橡皮电缆的半导电屏蔽层。尤其适用于采掘、风电等行业配套的中高压橡皮电缆。

具体实施方式

 以下结合具体实施例对本发明作详细说明。

实施例：

其配方中各组分及质量份数为：EVM（450）80份，HNBR20份，P50抗水解剂3份；增塑剂中的微晶蜡9份，二辛脂10份，硬脂酸锌1份；活化剂氧化锌3份，防老剂RD 3份，导电炭黑420B 70份，分散剂模得丽5份，硫化剂DCP 3份，硫化助剂TAIC 2份。

其中EVM450为饱和橡胶，分子结构为：

EVM450具有以下特性：①优异的耐热老化性能，最高使用温度为175℃，大大高于制造中高压电缆所用橡皮绝缘的乙丙橡皮。②优异的耐天候/臭氧/耐油性能。③由分子结构可知，非极性次甲基团使其具有很好的耐低温曲挠、耐极性溶剂。③其它性能与乙丙橡皮性能相当。

HNBR(氢化丁睛橡胶)是由丁睛橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。HNBR具有良好耐油、耐热性能、优良耐化学腐蚀性能、优异的耐臭氧性能、较高的抗压缩永久变形性能；同时还具有高强度、高撕裂性能、耐磨性能等。

EVM和HNBR二种橡胶具有良好的相容性，共混胶料的挤出口型膨胀率比单个明显减小，工艺性能得到改善，提高了物理机械性能、耐油性能和低温性能，共混胶与绝缘层硫化后的粘合力低于20N/cm.