專利名稱：一種無鹵半導(dǎo)電屏蔽電纜材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體為無鹵半導(dǎo)電屏蔽電纜材料的制備方法。
背景技術(shù)：
按用途劃分，電纜料的種類主要有電力電纜、控制電纜、儀器儀表電纜、通信電纜和防火電纜等五大類。其中，電力電纜通途最廣。近年來我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷改善，規(guī)模不斷擴大，6 35kV高壓電纜和66 220kV超高壓電纜的需求量持續(xù)走高。半導(dǎo)電屏蔽材料是高壓電力電纜必需的配套材料。半導(dǎo)電屏蔽材料的光潔性、屏蔽材料與絕緣材料的粘結(jié)性以及雜質(zhì)的遷移對電纜使用壽命和穩(wěn)定性有很大關(guān)系。在我國，目前內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽料的需求約為2200噸，外半導(dǎo)電屏蔽料的需求為5000噸。但是國內(nèi)電力電纜專用料的研發(fā)情況并不樂觀，高壓電纜用料基本全部進(jìn)口，嚴(yán)重制約了高壓電力電纜的推廣應(yīng)用。因此必須加快實現(xiàn)半導(dǎo)電屏蔽電纜料的國產(chǎn)化進(jìn)程。無鹵電纜料的主要原料通常有聚烯烴類、乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物和交聯(lián)聚乙烯塑料等，這些材料都具有良好的抗輻照性能、耐化學(xué)品性能等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種無鹵半導(dǎo)電屏蔽電纜材料的制備方法，以回收低密度聚乙烯為基體。一種無鹵半導(dǎo)電屏蔽電纜材料的制備方法，以回收低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為基體，并加入炭黑和改性劑共混。其原料組成包括回收低密度聚乙烯(LDPE)3O 40%;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 30 40% ；炭黑25 28%;改性劑6 10%;步驟包括(1)將干燥的炭黑與改性劑在70 90°C下混勻；(2)加入回收低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，與炭黑和改性劑攪拌均勻，擠出；或者先加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，與炭黑和改性劑攪拌均勻，擠出；再將所得到的產(chǎn)物與回收LDPE混勻后擠出。所述的回收低密度聚乙烯190°C下熔體流動速率為2. 8g/10min。乙烯-醋酸乙烯共聚物190°C下的熔體流動速率為3. 2g/10min,醋酸乙烯酯的質(zhì)量含量為18%。炭黑的粒徑為20 30nm，比表面積1000 1100m2/g。改性劑為潤滑劑、偶聯(lián)劑和油類物質(zhì)；潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸丁酯中的一種或多種；聚乙烯蠟分子量為1000 4000。偶聯(lián)劑優(yōu)選為鋁酯酸。油類物質(zhì)既可作為樹脂的流動助劑，也是炭黑的分散助劑。油類物質(zhì)優(yōu)選為礦物油，尤其是白色礦物油。白色礦物油(即白油)的分子量優(yōu)選為250 450，閃點為80°C 120°C。步驟⑵中，擠出溫度為150 240°C，優(yōu)選為170°C 220°C ；螺桿轉(zhuǎn)速200 400rpmo擠出過程中，脫揮時的真空泵壓力為0. 08 0. IMPa0在擠出過程中，通過適當(dāng)增加真空泵壓力(壓力維持在0. 08 0. IMPa)、提高螺桿轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速為200 400rpm)等來促進(jìn)物料中油類物資的脫揮，分散油可以回收利用。本發(fā)明以回收LDPE和EVA作為材料基體，采用擠出方法制造無鹵半導(dǎo)電屏蔽電纜專用料，無需對PE進(jìn)行輻射交聯(lián)，加工方法簡單，生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)效率高。選用熔體流動速率(MFR)較小的LDPE回料以及MFR較小并且VA含量適中的EVA，確保其具有較好的拉伸強度、斷裂伸長率、繞曲性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂等性能。
具體實施例方式實施例1原料組分回收低密度聚乙烯(LDPE) 3^ig(190°C下熔體流動速率2. 8g/10min)、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 35. ^g(190°C下熔體流動速率3. 2g/10min，醋酸乙烯酯的含量18% )、導(dǎo)電炭黑20kg (粒徑20 30nm，比表面積1000 1100m2/g)；改性劑聚乙烯蠟1kg、硬脂酸鎂1kg、二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯偶聯(lián)劑0. 5kg, 白色礦物油(3#白油，分子量250 450，閃點90°CMkg。此外還可以加入抗氧劑和顏料等助劑。(1)炭黑于105°C真空干燥2小時；將炭黑和改性劑加入到高速混合機中，在80°C 下用攪拌機以200rpm的速度混合15min ；(2)回收LDPE和EVA于80°C真空干燥2小時，再與炭黑和改性劑攪拌均勻；將混合好的物料擠出、造粒、注塑；雙螺桿擠出機一區(qū)溫度為170°C，二區(qū)溫度為180°C，三區(qū)溫度為185°C，四區(qū)溫度為200°C，五區(qū)溫度為210°C，六區(qū)溫度為220°C，七區(qū)溫度為210°C，機頭溫度為190°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm，擠出過程中真空度彡0. OlMPa0注塑溫度為190 205°C，注塑壓力為70 IOOMPa0所得到的材料力學(xué)性能和導(dǎo)電性能如表1。實施例2原料組分低密度聚乙烯(LDPE) 34. ^g(190°C下熔體流動速率2. 8g/10min)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 33kg (190°C下熔體流動速率3. 2g/10min，醋酸乙烯酯的質(zhì)量含量18% )、導(dǎo)電炭黑(粒徑20-30nm,比表面積1000-1100m2/g)；改性劑聚乙烯蠟1kg、鋁酸三甲酯0. ^g、硬脂酸鎂1kg、白色礦物油(5#白油，分子量250 450，閃點為110°C )5kg。此外還可以加入抗氧劑和顏料等助劑。(1)炭黑于105°C真空干燥2小時；將炭黑和改性劑加入到高速混合機中，在80°C下用攪拌機以200rpm的速度混合15min ；(2)回收LDPE和EVA于80°C真空干燥2小時，再與炭黑和改性劑攪拌均勻；將混合好的物料擠出、造粒、注塑；擠出造粒注塑的工藝同實施例1。所得到的材料力學(xué)性能和導(dǎo)電性能如表1。實施例3原料組分低密度聚乙烯(LDPE) 34. ^g(190°C下熔體流動速率2. 8g/10min)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 33kg (190°C下熔體流動速率3. 2g/10min，醋酸乙烯酯的含量 18% )、導(dǎo)電炭黑 25kg(粒徑 20-30nm,比表面積 1000-1100m2/g)；改性劑聚乙烯蠟1kg、鋁酸三甲酯0. ^g、硬脂酸鎂1kg、白色礦物油(5#白油，分子量250 450，閃點為110°C )5kg。此外還可以加入抗氧劑和顏料等助劑。(1)炭黑于105°C真空干燥2小時；將炭黑和改性劑加入到高速混合機中，在80°C 下用攪拌機以200rpm的速度混合15min ；(2)回收LDPE和EVA于80°C真空干燥2小時，干燥后的EVA與炭黑和改性劑攪拌均勻；將混合好的物料擠出、造粒；所得到的粒子與回收LDPE混勻后擠出、造粒、注塑。擠出造粒注塑的工藝同實施例1。所得到的材料力學(xué)性能和導(dǎo)電性能如表1。表 權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，以回收低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為基體，其原料組成包括步驟包括(1)將干燥的炭黑與改性劑在70 90°C下混勻；(2)加入回收低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，與炭黑和改性劑攪拌均勻，擠出；或者先加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，與炭黑和改性劑攪拌均勻，擠出；再將所得到的產(chǎn)物與回收LDPE混勻后擠出。
2.權(quán)利要求1所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，所述炭黑的粒徑為20 30nm,比表面積1000 IlOOmVgo
3.權(quán)利要求1所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，所述改性劑為潤滑劑、偶聯(lián)劑和油類物質(zhì)；所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸鎂和硬脂酸丁酯中的一種或多種； 所述油類物質(zhì)為礦物油。
4 權(quán)利要求3所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，所述礦物油為分子量250 450，閃點為80°C 120°C的白色礦物油。
5.權(quán)利要求1所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，所述的回收低密度聚乙烯190°C下的熔體流動速率為2. 5 3. Og/lOmin。
6.權(quán)利要求1所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物190°C下的熔體流動速率為3. O 4. 0g/10min,醋酸乙烯酯的質(zhì)量含量為 15% 20%。
7.權(quán)利要求1所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)擠出過程中，擠出溫度為150 240°C ；螺桿轉(zhuǎn)速200 400rpm。
8.權(quán)利要求1或7所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)擠出過程中，擠出溫度為170°C 220°C。
9.權(quán)利要求1所述半導(dǎo)電屏蔽無鹵電纜材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)擠出過程，脫揮時的真空泵壓力為0. 08 0. IMPa0回收低密度聚乙烯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物炭黑改性劑30 40% ； 30 40% ； 25 28% ； 6 10% ；
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，公開了一種無鹵半導(dǎo)電屏蔽電纜材料的制備方法。以回收低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為基體，并加入炭黑和改性劑共混。本發(fā)明加工方法簡單，生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)效率高。所得產(chǎn)品具有較好的拉伸強度、斷裂伸長率、繞曲性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂等性能。
文檔編號C08K9/04GK102558658SQ201010607919
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者吳馳飛, 姜亮靚, 張玥, 張靚, 許海燕 申請人:上海寶利納材料科技有限公司