[发明专利]半导电内屏蔽料组合物及半导电内屏蔽料及其制法和中低压及110千伏电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导电内屏蔽料组合物，中低压电缆用半导电内屏蔽料及其制法和中低压电缆；110千伏电缆用半导电内屏蔽料及其制法和110千伏电缆。 

背景技术

电线电缆是输送电能、传递信息和制造各种电器仪表不可或缺的基础材料，广泛应用于电力、建筑、石化、交通运输等领域。质量可靠的电缆不仅应含有优良的绝缘材料，还应含有能使电场分布均匀并能提高电缆电气强度和使用寿命的屏蔽材料。乙烯与强极性单体的共聚物如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）等具有较低的结晶度、良好的填料包容性和可交联性，是目前较为常用的半导电屏蔽用基础树脂。 

对于35千伏及以下级别的中低压电缆，只要保证导电炭黑、交联剂和其他助剂在EVA树脂中尽可能均匀地分布，就能生产电气性能合格的绝缘层用半导电屏蔽层。例如，CN101891916A和CN101851366A公开的35千伏级交联电缆绝缘用交联型半导电屏蔽料的制备工艺均是先将EVA树脂与导电炭黑、抗氧剂、润滑剂、润滑剂等添加剂在密炼机中充分混合，然后经挤出机造粒后充分吸收过氧化物交联剂生产的。 

但是，应用于110千伏以上的高压、超高压电力电缆的半导电内屏蔽层，其表面必须十分光滑，微小的突起、凹陷、与导体接触不良等缺陷就可能引起严重的电应力集中，导致局部放电或绝缘击穿。在制备电缆料的过程中， 采用密炼机混炼属于间歇式生产工艺，容易引入外来杂质，无法制备110千伏以上超光滑半导电屏蔽料。 

炭黑是半导电屏蔽料中用量最大的添加剂，不仅起到导电作用，对屏蔽料的耐压等级也有显著影响。目前用于半导屏蔽料的炭黑主要有炉法炭黑和乙炔炭黑，前者是通过碳氢油或汽油的部分氧化而产生的，后者是通过乙炔气体连续热分解产生的。相比之下，乙炔炭黑比炉法炭黑有较高的纯度，即具有更低的磨砂和离子杂质水平。 

CN101014652A公开了一种可用于电力电缆半导电内屏蔽层和外屏蔽层的聚合物组合物，该组合物包含以单点催化剂聚合法制备的多峰乙烯均聚物或共聚物、占组合物总质量5-10wt%的极性共聚物以及占组合物总质量10-35wt%的导电炭黑及抗氧剂等添加剂。该组合物中的极性共聚物可为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-乙烯基硅烷共聚物，导电炭黑为乙炔炭黑。采用乙炔炭黑而不用炉法炭黑不但是为给屏蔽层提供更好的表面平滑性，而且还可以改善空间电荷分布。 

US6525119B2公开了可用于电力电缆的半导电内屏蔽层的组合物，其具有良好的粘附性、低的热变形并且可在相对高的温度下挤出。这种半导电性组合物的基础树脂为含有约10-50wt%的醋酸乙烯酯酯（VA）的EVA、约10-50wt%的丙烯酸乙酯（EA）的EEA及约10-50wt%的丙烯酸丁酯（BA）的EBA中的一种或多种。以基础树脂的质量为100份计，该半导电性组合物还包括约55-200份的乙烯和具有3-12个碳原子的α-烯烃的线性共聚物、约1-50份有机聚硅氧烷、约10-350份的炭黑及不超过2份的有机过氧化物。该发明中的组合物采用高导电性的颗粒状炭黑，易在屏蔽层与金属导体之间形成凸起，不适合制备110千伏及以上电压等级电缆用内屏蔽层。 

CN101942142A公开了一种110千伏及以上电缆用半导电屏蔽料的制备 方法，该方法是将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）与超细导电炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂经混炼、挤出造粒后吸收交联剂得到的。本发明是在普通厂房内采用传统的混炼造粒技术生产的，并采用风力输送产品，空气中的杂质容易污染产品，而且其中的导电剂为超细导电炭黑。这种生产工艺得到半导电可交联内屏蔽料不能用于110千伏耐压等级电缆。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中半导电屏蔽料组合物在挤缆工序中由电缆芯层的铜离子引发的预交联会引起焦烧现象的缺点，提供了一种在电缆的制备过程的挤缆工序中，不会发生由电缆芯层的铜离子引发的预交联引起的焦烧现象的半导电屏蔽料组合物。