[发明专利]电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中高压输配电电缆材料及其制备方法，特别是一种电缆用的半导电屏蔽料及其制备方法。

背景技术

中高压交联聚乙烯绝缘电缆（交联电缆）是输配电领域中使用量非常大的一种电力电缆。目前交联电缆用的半导电屏蔽料主要采用在乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中均匀分散加入导电炭黑的方式制成，但由于受炭黑导电性不理想且颗粒粒度不够细的因素影响，半导电屏蔽料的体积电阻率在40-100Ω·cm之间，材料表面的光滑度不够好，因而对电缆屏蔽均化电场效果不够理想，对高压和超高压电缆的影响尤为明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料及其制备方法，要解决的技术问题是降低半导电屏蔽料的体积电阻率，提高电缆屏蔽均化电场效果。

本发明采用以下技术方案：一种电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料，由以下质量百分含量组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物83%～90%，石墨烯粉3%～10%，白油3%～6%、抗氧剂0.5%～1%、硬脂酸锌0.3%～0.6%。

本发明的石墨烯粉的粒径不大于10μm。

本发明的抗氧剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。

本发明的电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料由以下质量百分含量组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物85%～88%，石墨烯粉7%～8.5%，白油5%～5.4%、抗氧剂0.6%～0.7%、硬脂酸锌0.4%～0.5%。

本发明的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）86%，石墨烯粉8%。

一种电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：

一、混合，按质量百分含量，将乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）83%～90%，石墨烯粉3%～10%，白油3%～6%、抗氧剂0.5%～1%、硬脂酸锌0.3%～0.6%，以150-200rpm的转速搅拌混合1-2分钟，得到混合均匀的混合料；

二、塑化，将混合料进行第一次塑化，螺杆转速为180-220rpm，塑化区各区域的温度为：1区85-90℃，2区105-110℃，3区115-125℃，4区100-105℃，5区90-95℃；再进行第二次塑化，螺杆转速为120-150rpm，挤塑区各区域的温度为：1区85-90℃，2区85-90℃，机头105-110℃，得到塑化料；

三、造粒，将塑化料在温度为105-115℃，压力为5.0-7.0MPa条件下，制成直径3.5mm×高度3mm的圆柱形粒子，净化水冷却至室温；

四、脱水，将圆柱形粒子在转速为1080-1200rpm，时间为15-25min条件下，进行脱水；

五、脱水后的料经沸腾床干燥，温度为45-50℃，得到电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料。

本发明的方法步骤五得到电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料，自然冷却至室温。

本发明的方法步骤一乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）85%～88%，石墨烯粉7%～8.5%，白油5%～5.4%、抗氧剂0.6%～0.7%、硬脂酸锌0.4%～0.5%。

本发明的方法步骤一乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）86%，石墨烯粉8%。

本发明的制备方法采用WF140-180型往复式混炼挤塑造粒机组。

本发明与现有技术相比，将石墨烯均匀分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA树脂中，降低半导电屏蔽料的体积电阻率，其体积电阻率降到30Ω·cm以下，大大提高均化电场，实现导体、绝缘层和金属屏蔽层的光滑无间隙接触，提高电缆屏蔽均化电场效果，改善电缆的电气性能和长期运行的可靠性，适用于6kV以上电缆的非金属屏蔽层。

附图说明

图1是本发明电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料的制备方法流程图。

具体实施方式

本发明的电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电（半导电）屏蔽料，由以下质量百分含量组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA83%～90%，石墨烯粉3%～10%，白油3%～6%、抗氧剂0.5%～1%、硬脂酸锌0.3%～0.6%。

所述石墨烯粉的粒径不大于10μm。

所述抗氧剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。

本发明的电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电（半导电）屏蔽料，在20℃的体积电阻率≤30Ω·cm。

本发明的电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料（屏蔽料）的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：