專利名稱：電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屏蔽材料，特別是一種用于電纜的中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，以及這種屏蔽材料的制備方法。

背景技術(shù)：
中低壓橡套電纜，包括礦用電纜、船用電纜、電力電纜等，都需要導(dǎo)體和絕緣用橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)橡膠主要采用三元乙丙橡膠或其它非極性橡膠。如中國專利200410089024.5所述中壓橡膠絕緣電纜用屏蔽料，其組成(重量份數(shù))三元乙丙橡膠100份，導(dǎo)電炭黑50～100份，防老化劑1～3份，有機(jī)過氧化物2～4份，偶聯(lián)劑1～2份，蠟2～8份，加工油5～20份。由于組成半導(dǎo)電屏蔽橡膠為非極性的，因而不耐礦物油和燃料油等非極性油，在使用過程中遇極性油會產(chǎn)生變形膨脹，導(dǎo)致物理機(jī)械性能急劇下降，影響正常使用；其次，以三元乙丙為基礎(chǔ)橡膠制成的半導(dǎo)電屏蔽電纜料，電阻比較高，通常體積電阻>100Ω·cm，導(dǎo)電性能較差，屏蔽效果不良；再就是，三元乙丙橡膠所使用的硫化體系，基本上采用有機(jī)過氧化物硫化，生產(chǎn)過程及敷設(shè)后會散放出難聞、刺鼻的異味，不符合日益提高的環(huán)保要求。并且以三元乙丙橡膠為基料的半導(dǎo)電屏蔽電纜料，還存在撕裂剝離帶來的不便，以及與絕緣層會發(fā)生顏色相互遷移，影響電纜外觀，導(dǎo)致絕緣電性能下降或不足。雖然現(xiàn)有技術(shù)有采用氯化聚乙烯橡膠用于絕緣或護(hù)套的報道，但因絕緣、護(hù)套與半導(dǎo)電屏蔽料屬兩類要求不同的材料。氯化聚乙烯橡膠門尼粘度高，用于絕緣或護(hù)套時不需添加導(dǎo)電材料，只填充具有低門尼粘度的滑石粉、碳酸鈣或陶土等，因而容易混合，工藝性好；而用作屏蔽料時需加入大量導(dǎo)電材料，而導(dǎo)電材料門尼粘度是較高的，導(dǎo)致兩者難以充分混合，并且工藝性極差，所以至本發(fā)明前均未有報導(dǎo)采用氯化聚乙烯作半導(dǎo)電屏蔽基料。


發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，本發(fā)明提供一種用于電纜的中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，以及這種屏蔽材料的制備方法。本發(fā)明的中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料耐油性好，高導(dǎo)電率，無異味產(chǎn)生，且易剝離，還與絕緣不發(fā)生顏色相互遷移。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分 氯化聚乙烯 100份 導(dǎo)電炭黑 50～100份 石墨粉 15～35份 增塑劑 8～20份 防老劑 0.5～3份 噻二唑類硫化劑 1～4份 胺類促進(jìn)劑 1.5～3份 氧化鋅和硬脂酸 8～10份 優(yōu)選的，所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分 氯化聚乙烯 100份 導(dǎo)電炭黑50～65份 石墨粉 15～20份 增塑劑 8～15份 防老劑 1～2.5份 噻二唑類硫化劑 1～3份 胺類促進(jìn)劑 1.5～1.8份 氧化鋅和硬脂酸 9～10份 所述氯化聚乙烯，是半導(dǎo)電屏蔽基礎(chǔ)橡膠，屬極性材料，為無規(guī)則的飽合性體，幾乎無結(jié)晶，塑化溫度低，加工性能優(yōu)良，耐非極性油，優(yōu)先選用CPE135B。
所述導(dǎo)電炭黑的主要作用是增加屏蔽電纜料的導(dǎo)電性能，本發(fā)明更適宜的加入量為50～65份。
所述石墨粉，一種導(dǎo)電材料，主要起提高導(dǎo)電性能作用，同時石墨粉還具有潤滑性能，因而在本發(fā)明組合物中還具有潤滑劑作用，有利于提高半導(dǎo)電屏蔽料的易剝離性及易加工性。選擇采用石墨粉用于本發(fā)明中，既作導(dǎo)電添加物，又作潤滑劑使用，其實現(xiàn)雙重功效為本發(fā)明的發(fā)明特點。本發(fā)明更適宜的加入量為15～20份。
所述增塑劑主要是起增塑作用，改善橡膠料的加工工藝性能，任何橡膠中使用的增塑劑均可使用，但從經(jīng)濟(jì)性考慮，本發(fā)明優(yōu)先選用鄰苯二甲酸二辛酯和/或凡土林作增塑劑。
所述防老劑，主要起防止橡膠老化的作用，優(yōu)先選用RD，即2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。
所述噻二唑類硫化劑包含但不限于ECHO.A、ECHO.MB、TDD。
所述胺類促進(jìn)劑包含但不限于Vanax 808、EataAccel DH、NC。
所述氧化鋅和硬脂酸，為加速硫化的活性劑。兩者混合使用，較好的混合比為3～51，此比例更利于硫化安全，并對硫化劑和促進(jìn)劑能起到最佳活性作用。
此外，本發(fā)明中還可以象通常半導(dǎo)電屏蔽一樣加入其它功能助劑，如為降低成本，加入碳酸鈣、滑石粉、陶土等填充劑。
一種中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽電纜料的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟 a、稱料，稱取氯化聚乙烯100份、導(dǎo)電炭黑50～100份、石墨粉15～35份、增塑劑8～20份、防老劑0.5～3份、噻二唑類硫化劑1～4份、胺類促進(jìn)劑1.5～3份、氧化鋅和硬脂酸8～10份待用； b、氯化聚乙烯塑煉，目的是降低其彈性，增加其可塑性，并獲得適當(dāng)?shù)牧鲃有?，以滿足混煉、擠出、成型、硫化等加工工藝過程的要求。具體操作先在開煉機(jī)輥距5～10mm下將氯化聚乙烯包輥后連續(xù)過輥進(jìn)行塑煉1～4分鐘后下料，然后將輥距調(diào)到0.5～1mm，使氯化聚乙烯通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上，再將氯化聚乙烯扭轉(zhuǎn)90°加入，重復(fù)薄通3～5次。為避免高溫產(chǎn)生分解或粘輥，塑煉溫度最好是不大于60℃。塑煉好后應(yīng)放置6小時以上待分子穩(wěn)定后再混煉，最好放置8小時以上； c、混煉，先將塑煉好的氯化聚乙烯在開煉機(jī)上包輥混煉1～2分鐘后，依次加入導(dǎo)電炭黑、石墨粉、活性劑，并逐步加入增塑劑、防老劑，混煉4～6分鐘，加入硫化劑和促進(jìn)劑，混煉2～3分鐘，薄通5次以上。塑煉和混煉，除在以上介紹的開煉機(jī)上進(jìn)行外，還可以在捏煉機(jī)或密煉機(jī)上進(jìn)行； d、出片或造粒。
有益效果由于本發(fā)明采用耐非極性油的氯化聚乙烯作基料，以及選擇與之配合、且無異味產(chǎn)生的硫化體系，并添加導(dǎo)電、潤滑的石墨粉，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)不能制備耐礦物油和燃料油等非極性油的中低壓橡套電纜導(dǎo)體和絕緣用屏蔽材料，以及存在刺鼻味道和體積電阻率偏高、撕裂性差、易與絕緣發(fā)生顏色相互遷移等不足，具體表現(xiàn)在如下幾個方面 1、導(dǎo)電性能優(yōu)良，體積電阻率僅為原來的1/2左右，一般不大于50Ω·cm，提高了隔離電纜內(nèi)外電磁輻射、抗靜電耦合、電磁感應(yīng)相互干擾能力，電纜屏蔽性能好； 2、耐礦物油、燃料油等非極性油，不膨脹； 3、沒有刺鼻的異味； 4、與絕緣不發(fā)生顏色相互遷移，外觀色澤好，并不會降低絕緣性能； 5、屏蔽與導(dǎo)體、屏蔽與絕緣可剝離性能好，施工、使用方便； 6、因氯化聚乙烯價格較三元乙丙價格低得多，有利于降低生產(chǎn)成本。
因此，本發(fā)明氯化聚乙烯中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽電纜料完全可以替代以三元乙丙基料生產(chǎn)的屏蔽料用于橡套電纜導(dǎo)體和絕緣的屏蔽。

具體實施例方式 實施例1 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分 氯化聚乙烯 100份 導(dǎo)電炭黑 50份 石墨粉 15份 增塑劑 8份 防老劑 0.5份 噻二唑類硫化劑 1份 胺類促進(jìn)劑 1.5份 氧化鋅和硬脂酸 8份 實施例2 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分 氯化聚乙烯 100份 導(dǎo)電炭黑 100份 石墨粉 35份 增塑劑 20份 防老劑 3份 噻二唑類硫化劑 4份 胺類促進(jìn)劑 2份 氧化鋅和硬脂酸 10份 實施例3 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分 氯化聚乙烯100份 導(dǎo)電炭黑 60份 石墨粉20份 增塑劑15份 防老劑2份 噻二唑類硫化劑2份 胺類促進(jìn)劑1.8份 氧化鋅和硬脂酸9份 實施例4 在實施例1-3中，為降低成本，加入碳酸鈣、滑石粉、陶土等填充劑作為功能助劑。
實施例5 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其組分配方及性能以表格形式表現(xiàn)如下 本實施例中導(dǎo)電炭黑采用上?？ú┨厣a(chǎn)的N472型和中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計院生產(chǎn)V4型，比例分別為11；石墨粉為上海喜麗碳素有限公司生產(chǎn)的導(dǎo)電石墨；增塑劑為21的鄰苯二甲酸二辛酯和凡士林；防老劑為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體；硫化劑為ECHO.A；促進(jìn)劑為Vanax 808和；活性劑采用41的氧化鋅和硬脂酸；填充劑為碳酸鈣。
實施例6 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其組分配方及性能以表格形式表現(xiàn)如下 本實施例中導(dǎo)電炭黑采用上?？ú┨厣a(chǎn)的N472型和中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計院生產(chǎn)V4型，比例為21；石墨粉為上海喜麗碳素有限公司生產(chǎn)的導(dǎo)電石墨；增塑劑別為1.51的鄰苯二甲酸二辛酯和凡士林；防老劑為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體；硫化劑為ECHO.MB；促進(jìn)劑為EataAccel DH；活性劑采用51的氧化鋅和硬脂酸；填充劑為滑石粉。
實施例7 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，包括如下步驟 a、稱料，稱取氯化聚乙烯100份、導(dǎo)電炭黑50份、石墨粉15份、增塑劑8份、防老劑0.5份、噻二唑類硫化劑1份、胺類促進(jìn)1.5份、氧化鋅和硬脂酸8份后待用； b、氯化聚乙烯塑煉，目的是降低其彈性，增加其可塑性，并獲得適當(dāng)?shù)牧鲃有?，以滿足混煉、擠出、成型、硫化等加工工藝過程的要求。具體操作先在開煉機(jī)輥距5～10mm下將氯化聚乙烯包輥后連續(xù)過輥進(jìn)行塑煉1～4分鐘后下料，然后將輥距調(diào)到0.5～1mm，使氯化聚乙烯通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上，再將氯化聚乙烯扭轉(zhuǎn)90°加入，重復(fù)薄通3～5次。為避免高溫產(chǎn)生分解或粘輥，塑煉溫度最好是不大于60℃。塑煉好后應(yīng)放置6小時以上待分子穩(wěn)定后再混煉，最好放置8小時以上； c、混煉，先將塑煉好的氯化聚乙烯在開煉機(jī)上包輥混煉1～2分鐘后，依次加入導(dǎo)電炭黑、石墨粉、活性劑，并逐步加入增塑劑、防老劑，混煉4～6分鐘，加入硫化劑和促進(jìn)劑，混煉2～3分鐘，薄通5次以上； d、出片或造粒。
實施例8 一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，包括如下步驟 a、稱料，稱取氯化聚乙烯100份、導(dǎo)電炭黑100份、石墨粉35份、增塑劑20份、防老劑3份、噻二唑類硫化劑4份、胺類促進(jìn)2份、氧化鋅和硬脂酸10份待用； b、氯化聚乙烯塑煉，目的是降低其彈性，增加其可塑性，并獲得適當(dāng)?shù)牧鲃有裕詽M足混煉、擠出、成型、硫化等加工工藝過程的要求，具體操作先在捏煉機(jī)輥距5～10mm下將氯化聚乙烯包輥后連續(xù)過輥進(jìn)行塑煉1～4分鐘后下料，然后將輥距調(diào)到0.5～1mm，使氯化聚乙烯通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上，再將氯化聚乙烯扭轉(zhuǎn)90°加入，重復(fù)薄通3～5次，為避免高溫產(chǎn)生分解或粘輥，塑煉溫度最好是不大于60℃，塑煉好后應(yīng)放置6小時以上待分子穩(wěn)定后再混煉，最好放置8小時以上； c、混煉，先將塑煉好的氯化聚乙烯在捏煉機(jī)上包輥混煉1～2分鐘后，依次加入導(dǎo)電炭黑、石墨粉、活性劑，并逐步加入增塑劑、防老劑，混煉4～6分鐘，加入硫化劑和促進(jìn)劑，混煉2～3分鐘，薄通5次以上； d、出片或造粒。
實施例9 電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，包括如下步驟 a、稱料，稱取氯化聚乙烯100份、導(dǎo)電炭黑65份、石墨粉20份、增塑劑15份、防老劑2份、噻二唑類硫化劑2份、胺類促進(jìn)劑1.8份、氧化鋅和硬脂酸9份待用； b、氯化聚乙烯塑煉，目的是降低其彈性，增加其可塑性，并獲得適當(dāng)?shù)牧鲃有?，以滿足混煉、擠出、成型、硫化等加工工藝過程的要求，具體操作先在密煉機(jī)輥距5～10mm下將氯化聚乙烯包輥后連續(xù)過輥進(jìn)行塑煉1～4分鐘后下料，然后將輥距調(diào)到0.5～1mm，使氯化聚乙烯通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上，再將氯化聚乙烯扭轉(zhuǎn)90°加入，重復(fù)薄通3～5次，為避免高溫產(chǎn)生分解或粘輥，塑煉溫度最好是不大于60℃，塑煉好后應(yīng)放置6小時以上待分子穩(wěn)定后再混煉，最好放置8小時以上； c、混煉，先將塑煉好的氯化聚乙烯在密煉機(jī)上包輥混煉1～2分鐘后，依次加入導(dǎo)電炭黑、石墨粉、活性劑，并逐步加入增塑劑、防老劑，混煉4～6分鐘，加入硫化劑和促進(jìn)劑，混煉2～3分鐘，薄通5次以上； d、出片或造粒。
權(quán)利要求
1、一種電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分
氯化聚乙烯100份
導(dǎo)電炭黑 50～100份
石墨粉15～35份
增塑劑8～20份
防老劑0.5～3份
噻二唑類硫化劑1～4份
胺類促進(jìn)劑1.5～3份
氧化鋅和硬脂酸8～10份
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于優(yōu)選的，所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分
氯化聚乙烯 100份
導(dǎo)電炭黑 50～65份
石墨粉 15～20份
增塑劑 8～15份
防老劑 1～2.5份
噻二唑類硫化劑 1～3份
胺類促進(jìn)劑 1.5～1.8份
氧化鋅和硬脂酸9～10份
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于所述氯化聚乙烯為CPE135B、增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯和/或凡土林作增塑劑、防老劑為選用RD即2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于所述噻二唑類硫化劑為ECHO.A或ECHO.MB或TDD，胺類促進(jìn)劑為Vanax 808或EataAccel DH或NC。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于所述氧化鋅和硬脂酸的混合比為3～51。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于還可以加入碳酸鈣、滑石粉、陶土等填充劑作為功能助劑。
7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟
a、稱料，稱取氯化聚乙烯100份、導(dǎo)電炭黑50～100份、石墨粉15～35份、增塑劑8～20份、防老劑0.5～3份、噻二唑類硫化劑1～4份、胺類促進(jìn)劑1.5～3份、氧化鋅和硬脂酸8～10份待用；
b、氯化聚乙烯塑煉，先在開煉機(jī)輥距5～10mm下將氯化聚乙烯包輥后連續(xù)過輥進(jìn)行塑煉1～4分鐘后下料，然后將輥距調(diào)到0.5～1mm，使氯化聚乙烯通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上，再將氯化聚乙烯扭轉(zhuǎn)90°加入，重復(fù)薄通3～5次，塑煉好后應(yīng)放置6小時以上待分子穩(wěn)定后再混煉，最好放置8小時以上；
c、混煉，先將塑煉好的氯化聚乙烯在開煉機(jī)上包輥混煉1～2分鐘后，依次加入導(dǎo)電炭黑、石墨粉、活性劑，并逐步加入增塑劑、防老劑，混煉4～6分鐘，加入硫化劑和促進(jìn)劑，混煉2～3分鐘，薄通5次以上。塑煉和混煉，除在以上介紹的開煉機(jī)上進(jìn)行外，還可以在捏煉機(jī)或密煉機(jī)上進(jìn)行；
d、出片或造粒。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的電纜用中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，其特征在于所述“b、氯化聚乙烯塑煉”步驟中，塑煉溫度不高于60℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屏蔽材料，特別是一種用于電纜的中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料，以及這種屏蔽材料的制備方法。所述屏蔽材料包含如下重量份數(shù)的組分氯化聚乙烯100份、導(dǎo)電炭黑50～100份、石墨粉15～35份、增塑劑8～20份、防老劑0.5～3份、噻二唑類硫化劑1～4份、胺類促進(jìn)劑1.5～3份、氧化鋅和硬脂酸8～10份，其制備方法包括稱料、塑煉、混煉、出片或造粒四個步驟。本發(fā)明的中低壓耐油橡膠半導(dǎo)電屏蔽材料耐油性好，高導(dǎo)電率，無異味產(chǎn)生，且易剝離，還與絕緣不發(fā)生顏色相互遷移。
文檔編號B29B7/72GK101440186SQ20081014798
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者李勇軍, 盛業(yè)武, 陳貴德, 沈智飛, 強(qiáng) 宋, 曉 賈 申請人:四川明星電纜股份有限公司