一种新型环保型半导电屏蔽材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型环保型半导电屏蔽材料及其制备方法，半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：聚丙烯10‑30份；热塑性弹性体5‑20份；茂金属聚乙烯40‑100份；导电炭黑20‑40份；抗氧剂0.1‑2份；润滑剂1‑10份；水树抑制剂0.1‑2份；白油5‑10份；纳米云母粉5‑10份。本发明专利技术半导电屏蔽材料，体积电阻率低，导电性能好，使用寿命长，柔软，不开裂，耐温性强，材料环保、可回收利用；制备方法采用分步骤进行，进一步确保了材料的均匀性、柔软性、耐温性。

A New Environment-friendly Semiconductive Shielding Material and Its Preparation Method

The invention discloses a new environmental protection semi-conductive shielding material and its preparation method, which comprises the following components: polypropylene 10 30 parts; thermoplastic elastomer 5 20 parts; metallocene polyethylene 40 100 parts; conductive carbon black 20 40 parts; antioxidant 0.1 2 parts; lubricant 1 10 parts; water tree inhibitor 0.1 2 parts; white oil 5 10 parts. Copies; 5 10 copies of nano mica powder. The semi-conductive shielding material of the invention has low volume resistivity, good conductivity, long service life, soft, non-cracking, strong temperature resistance, environmental protection and recyclability, and the preparation method is carried out step by step to further ensure the uniformity, softness and temperature resistance of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种新型环保型半导电屏蔽材料及其制备方法
本专利技术涉及一种新型环保型半导电屏蔽材料及其制备方法，本屏蔽材料适用于10-220kV高压电缆，属于半导电屏蔽材料领域。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和对电力能源需求量的提高，高压电力电缆的使用量越来越大，并且不断向高压、超高压、大容量和环保方向发展。目前国产35kV及以下半导电屏蔽料已完全国产化，而110-220kV超高压半导电屏蔽料基本依赖进口。国内现有的电力电缆用半导电屏蔽料全部采用以EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)或PE(聚乙烯)为基料，以导电炭黑为导电接枝，并添加交联剂及其他助剂制成。由于EVA或PE树脂耐温等级低，不能满足电力电缆对耐温特性的要求，需添加交联剂使塑料交联变化为热固性来提高其耐温等级。上述添加交联剂的用于高压电缆的半导电屏蔽材料的缺点如下：添加交联剂后，其分子结构变为网状结构，密集的网状结构会阻碍导电炭黑的粒子间的连接，减少导电网络的形成，导致体积电阻率升高，影响对电缆产品的电场均化效果；EVA或PE交联后变为热固性材料，无法回收利用，不利于环保。
技术实现思路
本专利技术提供一种适用于10-220kV高压电缆的新型环保型半导电屏蔽材料及其制备方法，本专利技术所得材料应该具有非交联、耐温等级高，体积电阻率低、无污染，且可回收再利用等特点。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种新型环保型半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：上述选用聚丙烯树脂作为基料，采用纳米级云母粉和导电炭黑共同作为导电介质，进一步降低体积电阻率，提高了屏蔽料的导电性能；为了避免水树带来的有害后果，在半导电屏蔽层材料中加入少量的“水树抑制剂”的添加剂，水树抑制剂能够避免水树的生长和促进介电强度的保持，从而提高电缆的使用寿命；使用热塑性弹性体吸收白油，用来改善添加聚丙烯后物料偏硬的情况，使得电缆更加柔软，防止开裂；制备方法采用分步骤进行，进一步确保了材料的均匀性、柔软性、低电阻率；各物料组分之间协同促进效应明显，产品耐温性、耐老化线性能提升显著，且所得材料可回收利用。为了进一步提高半导电屏蔽材的耐温性和耐候性，热塑性弹性体为丙烯和乙烯的共聚物。进一步优选，聚丙烯为聚丙烯pp575，申请人经研究发现，本申请特定型号的聚丙烯，能更好的促进各组分的协同效应，能使材料的均匀性和柔软性进一步提高，电阻率进一步降低。为了进一步促进各组分之间的协同促进效应，提高产品的使用性能、延长产品的使用寿命，水树抑制剂为聚乙二醇、含酰胺基脂肪酸脂、乙氧基化的脂肪酸或丙氧基化的脂肪酸中的至少一种。抗氧剂优选为胺类抗氧剂，进一步优选为抗氧剂445，申请人经研究发现，此特定类型的抗氧剂通过与其它组分的协同促进，使得材料的耐温性和耐老化性提升非常显著。进一步优选，润滑剂为氟化物3524；纳米云母粉粒径为4000目作为本申请的一种优选方案，用于10-220kV高压电缆的新型环保型半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：作为本申请的另一种优选方案，用于10-220kV高压电缆的新型环保型半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：作为本申请的另一种优选方案，其原料配方包括以下重量份数的组分：申请人经研究发现，上述3中优选方案，能使各组分之间的系统促进效应发挥到最佳。上述半导电屏蔽材料的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：1)将热塑性弹性体与白油在温度为90±5℃、搅拌速率为60±3r/min的条件下，在搅拌机中混合10-15min，至热塑性弹性体将白油全部吸收；2)采用往复机生产，将步骤1)所得的物料、聚丙烯和茂金属聚乙烯通过失重秤加入往复机主喂料；纳米云母粉和导电炭黑加入往复机侧位料；3)将抗氧剂、润滑剂和水树抑制剂混合，通过注射枪注入往复机螺杆中，继续混炼；4)将步骤3)所得混合体注入单螺杆挤出机中挤出，通过水下切粒制成该半导电屏蔽材料的颗粒。为了进一步提高所得产品的综合性能，优选，步骤2)和步骤3)往复机各段温度依次为：加料段150-160℃，混料段160-180℃，挤出段160-180℃。9、单螺杆挤出机温度为：机身150±5℃，机头155±5℃。进一步优选，步骤1)中，混合时间10min、15min或20min；步骤2)和步骤3)中往复机各段温度依次为：加料段160℃、混料段170℃、挤出段170℃，或者加料段150℃、混料段160℃、挤出段160℃，或者加料段160℃、混料段180℃、挤出段160℃。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术选用聚丙烯树脂作为基料，采用纳米级云母粉和导电炭黑共同作为导电介质，进一步降低体积电阻率，提高了屏蔽料的导电性能；为了避免水树带来的有害后果，在半导电屏蔽层材料中加入少量的“水树抑制剂”的添加剂，水树抑制剂能够避免水树的生长和促进介电强度的保持，从而提高电缆的使用寿命；使用热塑性弹性体吸收白油，用来改善添加聚丙烯后物料偏硬的情况，使得电缆更加柔软，防止开裂；通过各物料的协同促进，使耐温性和耐老化性提升非常显著，且材料可回收利用、环保无污染；制备方法采用分步骤进行，进一步确保了材料的均匀性、柔软性、低电阻率。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1环保型半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：本屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：1)秤料：按照配方准确秤取各种物料备用；2)混炼：2.1)先将热塑性弹性体与白油在搅拌机中混合，混合时间为10min，温度控制在90℃，搅拌速率60r/min，使得弹性体将白油全部吸收；2.2)使用往复机生产，将聚丙烯、茂金属聚乙烯以及步骤2.1)得到的吸收白油后的热塑性弹性体通过失重秤加入往复机主喂料；侧位料按比例加入纳米云母粉和导电炭黑；2.3)将抗氧剂润滑剂和水树抑制剂混合，通过注射枪注入往复机螺杆中，继续混炼；2.4)将步骤2.3)所得混合体注入单螺杆挤出机中挤出，通过水下切粒制成该半导电屏蔽材料的颗粒；上述往复机上阶温度为：加料段150℃，混料段160℃，挤出段160℃；下阶单螺杆温度为：机身150℃，机头155℃。实施例2环保型半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：本屏蔽材料的制备方法，与实施例1基本相同，所不同的是：步骤2.1)中，混合时间15min；复机上阶温度为：加料段160℃，混料段170℃，挤出段170℃。实施例3环保型半导电屏蔽材料，其原料配方包括以下重量份数的组分：本屏蔽材料的制备方法，与实施例1基本相同，所不同的是：步骤2.1)中，混合时间20min；复机上阶温度为：加料段160℃，混料段180℃，挤出段160℃对比例1本例提供一种半导体绝缘屏蔽料，以重量份计算，它的原料配方如下：上述半导体绝缘屏蔽料的制备方法为：1)将配方量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、导电炭黑、抗氧剂、润滑剂和分散剂加入挤出机中进行挤出造粒，制得预混料；2)将步骤1)所得预混料与配方量的交联剂在容器中于70℃，混合5-15分钟即可。各实施例及对比例制得屏蔽材料性能检测见表一：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型环保型半导电屏蔽材料，其特征在于：其原料配方包括以下重量份数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种新型环保型半导电屏蔽材料，其特征在于：其原料配方包括以下重量份数的组分：2.如权利要求1所述的半导电屏蔽材料，其特征在于：热塑性弹性体为丙烯和乙烯的共聚物。3.如权利要求1或2所述的半导电屏蔽材料，其特征在于：聚丙烯为聚丙烯pp575。4.如权利要求1或2所述的半导电屏蔽材料，其特征在于：水树抑制剂为聚乙二醇、含酰胺基脂肪酸脂、乙氧基化的脂肪酸或丙氧基化的脂肪酸中的至少一种；抗氧剂为胺类抗氧剂。5.如权利要求1或2所述的半导电屏蔽材料，其特征在于：抗氧剂为抗氧剂445；润滑剂为氟化物3524；纳米云母粉粒径为4000目。6.如权利要求1或2所述的半导电屏蔽材料，其特征在于：其原料配方包括以下重量份数的组分：或者，其原料配方包括以下重量份数的组分：或者，其原料配方包括以下重量份数的组分：7.权利要求1-6任意一项所述的半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：1)将热塑性弹性体与白油在温度为90±5℃、搅拌速率为60±3r/min的条件下，在搅拌机中混合1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁成，刘雄军，李斌，戴学东，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32