一种低杂质导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法技术

本发明专利技术公开了一种低杂质导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法，各原料组分重量份比例：极性聚烯烃共聚物55

【技术实现步骤摘要】
一种低杂质导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法


[0001]本专利技术涉及交联聚乙烯电力电缆材料领域，尤其是一种基于低杂质含量导电炭黑的高压电缆半导电屏蔽料及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导电屏蔽层是中高压电力电缆结构的重要组成部分，能使导线与绝缘层紧密接触，减少气隙产生，从而保护绝缘层被破坏。当电缆芯线内发生故障时，半导电内屏蔽层能够将泄露的电流导入地网中，保护主绝缘不被破坏。既半导电内屏蔽层具有均化电场，既能降低绝缘层的电场应力又能防止局部放电破坏主绝缘，同时能抑制绝缘层的电树现象，对维护电缆运行安全性和延长电缆使用寿命具有重大的意义。半导电屏蔽料属于聚合物为基体的复合材料，通过在高分子基体中添加导电填料(如炭黑)，用交联剂使基体交联同时添加抗氧剂、加工助剂及适量的其它添加剂成。
[0003]导电炭黑作为高压电缆半导电屏蔽材料的核心材料，其品质决定了半导电屏蔽料产品的性能优劣。炭黑不仅决定半导电屏蔽料的导电性能，更可以左右产品的物理性能的变化，产品的优良的功能性，甚至可以决定产品的市场价值。但是现有技术生产的导电炭黑由于杂质含量大，导电性能差，将其应用于高压电缆半导电屏蔽料中存在填充量大，材料的机械性能和加工性能差，半导电屏蔽料表面不光滑，凸起点多的问题，无法满足高压电缆半导电屏蔽料的实际使用要求。因此，生产低杂质含量导电炭黑并将其应用于高压电缆半导电屏蔽料，有望实现超光滑、超洁净高压电缆半导电屏蔽材料的制备，这对高压电缆的发展具有重要的实用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术生产的导电炭黑由于杂质含量大，导电性能差，在电缆半导电屏蔽料中填充量大，半导电屏蔽料表面不光滑，凸起点多等问题，提供一种基于低杂质含量导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法。
[0005]本专利技术提供的低杂质导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法，步骤如下：
[0006](1)按照如下重量份比例称取各原料组分：
[0007]极性聚烯烃共聚物55
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65份、导电炭黑26
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35份、分散剂1
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3份、交联剂0.5
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2份、润滑剂1
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2份、抗氧剂0.5
‑
1份；所述导电炭黑是325目筛余物含量小于7ppm的低杂质含量导电炭黑；
[0008](2)将导电炭黑去除水分后与分散剂通过机械混合机混合均匀；
[0009](3)将步骤(2)得到的混合物与润滑剂、抗氧剂在机械混合下继续混合均匀，然后加入极性聚烯烃共聚物，继续混合均匀；
[0010](4)将步骤(3)得到的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后再经水下拉条、切粒、烘干制得颗粒料；
[0011](5)将步骤(4)得到的颗粒料放入容器，置于65℃的烘箱中将颗粒料加热到65℃，
然后将颗粒料与交联剂混合均匀之后在65℃烘箱中放置8个小时使颗粒料对交联剂进行充分吸收，即得到高压电缆半导电屏蔽料。
[0012]导电炭黑是通过在炭黑的后处理阶段通过分级处理降低筛余物含量，实现低杂质含量导电炭黑的制备，导电炭黑的杂质含量按照325目筛余物含量的不同可以分为：低杂质含量(325目筛余物＜7ppm)，中杂质含量(7
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10ppm)，高杂质含量(＞10ppm)。本专利技术中，导电炭黑采用的是低杂质含量导电炭黑，其中325目筛余物含量小于7ppm。
[0013]所述极性聚烯烃共聚物为乙烯丙烯酸丁酯树脂(EBA树脂)，其在190℃和2.16kg下的熔融指数8
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10g/min，断裂伸长率≥700％。采用EBA树脂作为基料，EBA的热分解温度330℃，远高于EVA的240℃。电缆制造过程中会经过270℃的硫化管，选用热分解温度高的基体树脂可以最大化减少基料的受热分解，延长高压电缆的使用寿命。熔融指数范围8
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10g/min，保证了体系基本的流动性能，只需添加少量润滑剂即可满足加工性能。
[0014]所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂300或两种的混合物。
[0015]所述润滑剂为硬脂酸锌。
[0016]所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)或双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIPB)或两种的混合物。BIPB分子量338，熔点范围46
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52℃，纯度＞96％，DCP分子量270，熔点范围39
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41℃，纯度＞96％。
[0017]所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺中的一种或多种。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0019]本专利技术采用低杂质含量导电炭黑，325目筛余物含量＜7ppm，杂质含量少，导电性能好，将其应用于高压半导电屏蔽料中，克服了将普通导电炭黑填充高压半导电屏蔽料存在的填充量过大，材料的机械性能和加工性能劣化，半导电屏蔽料表面不光滑，凸起点多等问题。
[0020]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0021]图1实施例1的高压电缆半导电屏蔽料的表面微观形貌图。
[0022]图2对比例1的电缆半导电屏蔽料的表面微观形貌图。
[0023]图3对比例2的电缆半导电屏蔽料的表面微观形貌图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]实施例1
[0026]一种高压电缆半导电屏蔽料，包括如下重量份的组分：
[0027]EBA树脂60.5份、低杂质含量导电炭黑35份、分散剂2份、交联剂BIPB 1份、硬脂酸锌1份、抗氧剂0.5份。
[0028]所述EBA树脂在190℃和2.16kg下的熔融指数9g/min，断裂伸长率800％。
[0029]所述导电炭黑为低杂质含量导电炭黑，其325目筛余物含量为5ppm。
[0030]所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂300的混合物，重量比例为2:1。
[0031]所述分散剂为油酸酰胺。
[0032]所述电缆半导电屏蔽料的制备方法步骤如下：
[0033](1)按照重量配比将导电炭黑去除水分，与重量配比的分散剂通过高速混合机混合均匀。
[0034](2)将步骤(1)得到的混合物与润滑剂、抗氧剂在高速混合机下继续混合均匀，然后加入EBA树脂继续混合均匀。
[0035](3)将步骤(2)得到的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后再经水下拉条、切粒、烘干制得颗粒料。
[0036](4)将步骤(3)得到的烘干后的颗粒料放入容器，置于65℃的烘箱中将颗粒料加热到65℃，然后将颗粒料与交联剂混合均匀之后在65℃烘箱中放置8个小时使颗粒料对交联剂进行充分吸收，即得高压半导电屏蔽料。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低杂质导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照如下重量份比例称取各原料组分：极性聚烯烃共聚物55
‑
65份、导电炭黑26
‑
35份、分散剂1
‑
3份、交联剂0.5
‑
2份、润滑剂1
‑
2份、抗氧剂0.5
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1份；所述导电炭黑是325目筛余物含量小于7ppm的低杂质含量导电炭黑；(2)将导电炭黑去除水分后与分散剂通过机械混合机混合均匀；(3)将步骤(2)得到的混合物与润滑剂、抗氧剂在机械混合下继续混合均匀，然后加入极性聚烯烃共聚物，继续混合均匀；(4)将步骤(3)得到的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后再经水下拉条、切粒、烘干制得颗粒料；(5)将步骤(4)得到的颗粒料放入容器，置于65℃的烘箱中将颗粒料加热到65℃，然后将颗粒料与交联剂混合均匀之后在65℃烘箱中放置8个小时使颗粒料对交联剂进行充分吸收，即得到高...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯帅，傅明利，黎小林，展云鹏，朱闻博，惠宝军，冯宾，张逸凡，章彬，徐曙，陈潇，伍国兴，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：