一种中压电缆及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种中压电缆及其制造工艺，中压电缆包括线芯导体、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层，导体屏蔽层、绝缘屏蔽层和绝缘层分别采用独特的配方，配方设计合理，各成分综合作用，使得本电缆具有优良的电屏蔽性能、出色的导电性能、高抗辐照性能和机械性能等。制备工艺采用三层共挤挤出工艺，对螺杆结构以及挤出参数的合理设计，能够解决现有的出胶量大，厚度难以减薄的问题，以实现对电缆各层厚度的控制。度的控制。度的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种中压电缆及其制造工艺


[0001]本专利技术属于电缆及其制造
，尤其涉及一种中压电缆及其制造工艺。

技术介绍

[0002]目前国内生产中压电缆的厂家均采用悬链式交联生产工艺，对于3.6/6kV以上26/35kV以下的中压电缆绝缘采用两层共挤或三层共挤，且在I EC60502、GB/T 1270中交联聚乙烯绝缘厚度规定至少为2.0mm，导体屏蔽层和绝缘屏蔽层厚度国内厂家生产厚度不低于0.6mm。但现国内电缆企业因考虑主体市场的缘故，绝大多数采用三层共挤出设备的最小配置为Φ65+Φ150+Φ90，缺乏了市场应对能力及定置产品的灵活性，有半导电屏蔽层或绝缘屏蔽层厚度要求低于0.5mm，且需保证绝缘和护套需共同挤出，采用三层共挤设备进行生产时，由于挤出设备截面范围的限制，中压三层共挤设备生产具有速度快、压力大的特点，导致挤出胶量大，厚度难以减薄，若单独添置设备，必将使生产成本增加、造成不必要的资源浪费。
[0003]且市场内所采用的中压电缆绝缘及其屏蔽材料未考虑其耐辐射、抗热老化及电老化功能，尚不能充分满足核聚变、核裂变等新领域的性能需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的基于具有耐辐射寿命要求的特殊领域，针对其特定的材料特性，针对现有技术三层共挤设备出胶量大，厚度难以减薄的问题，而提出该中压电缆以及三层共挤工艺，以实现电缆绝缘各层厚度的控制。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：本专利技术提供了一种中压电缆，包括所述电缆从内到外依次包括线芯导体、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层；
[0006]所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层皆包括如下重量份原材料：低密度聚乙烯(PE)20～35份、乙烯
‑
丙烯酸脂树脂10～20份、导电炭黑10～30份、石墨5
‑
10份、增塑剂5
‑
8份、第一润滑剂0.5～2份、负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂5
‑
10份、耐高温复合抗氧剂1～3份和交联剂2～5份；
[0007]且所述绝缘屏蔽层还包括：剥离剂的混合物1～3份；
[0008]所述绝缘层包括如下重量份原料：茂金属线性低密度聚乙烯60
‑
95份、聚亚烷基二醇0.5－1份、多官能团过氧化物交联剂0.5
‑
5份、第二润滑剂0.5
‑
2份、负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂5
‑
10份、耐高温抗氧剂0.5
‑
2份。
[0009]进一步技术方案为：
[0010]所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层的原料中：所述第一润滑剂为硬脂酰胺或液体石蜡或硬脂酸锌。
[0011]所述耐高温复合抗氧剂为2，6
‑
三级丁基
‑4‑
甲基苯酚、双(3，5
‑
三级丁基
‑4‑
羟基苯基)硫醚和双十二碳醇酯中的至少一种。
[0012]所述交联剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。
[0013]所述剥离剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的至少一种。
[0014]所述增塑剂为常规的电缆中常用的增塑剂，比如苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡或樟脑，但不限于此。
[0015]所述绝缘层的原料中：所述多官能团过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。
[0016]所述第二润滑剂为硬脂酰胺或石蜡或硬脂酸镁。
[0017]所述耐高温抗氧剂为4,4
’
硫联二(2－甲基－6叔丁基苯酚)或4,4
’
硫联二(2－叔丁基－5甲基苯酚)。
[0018]导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均采用PE树脂复配乙烯
‑
丙烯酸脂(EBA)作为基体树脂，乙烯丙烯酸酯树脂具有优异的耐高温、耐低温、机械等性能，且与导电炭黑有较佳的相容性，再配交联剂，达到优良的电屏蔽性能。材料可以通过
‑
40℃低温冲击脆化试验，抗冲击性能佳。
[0019]所述负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂由纳米颗粒抗辐照剂与片层抗辐照剂组成，所述纳米颗粒抗辐照剂选自氧化钨、氧化铋、碳酸铋、稀土金属氧化物、纳米二氧化硅中的一种或多种按任意比例混合，所述片层抗辐照剂选自片层氮化硼、片层氮化碳、片层二硫化钼中的一种或多种按任意比例混合，所述稀土金属氧化物中的稀土金属为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕其中的一种。
[0020]所述负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂的制备方法为：室温下，将片层抗辐照剂与水混合并进行超声处理，然后加入纳米颗粒抗辐照剂的对应前驱体，氮气保护、搅拌状态下，滴加碱性调节剂使pH为9
‑
11，滴加完成后升温加热反应，反应完成后离心分离、水洗、醇洗并烘干，得到负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂。
[0021]所述纳米颗粒抗辐照剂的对应前驱体为氯化钨、氯化铋、氯化类稀土金属盐或正硅酸四乙酯；所述碱性调节剂为25wt％的氨水溶液或1mol/L的碳酸钠溶液；所述超声处理的时间为20～40min；所述升温加热反应的过程为水浴升温加热至80℃反应24h或转移至水热反应釜中于180℃下水热反应12h。
[0022]负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂是将纳米颗粒抗辐照剂与片层抗辐照剂通过水热法或共沉淀法杂化在一起，起到1+1>2的抗辐照效果；负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂是将高抗辐照性能的负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂插层到聚烯烃材料之中，使负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂达到高度均匀的分散状态，分散在内绝缘基材之中，更有利于发挥片层抗辐照剂的片层阻隔辐照射线的效果，提高屏蔽材料的抗辐照性能。在高温热老化的时候，也可以充分发挥纳米片层的迷宫效应和片层阻隔效应，减缓抗氧剂的迁移速率和延长迁移路径，进一步减缓抗氧剂的损失速率，并结合耐高温复合抗氧剂的高效率自由基吸收能力，达到长时间保持优异的热老化效果。
[0023]茂金属线性低密度聚乙烯其特点为均匀支化，基本上线性的分子结构；本专利技术采用的聚亚烷基二醇为极性共聚物，它的加入可以大大降低温电老化产生的水树现象的几率。
[0024]进一步地说，所述导电炭黑用酸、碱处理并在抽真空或惰性气体气氛中进行物理活化，对炭黑进行表面改性；所述导电炭黑的炭黑吸油纸值(DBP)为0.9－1.2ml/g。其中，DBP用来表征炭黑的聚集程度。
[0025]导电炭黑用酸、碱处理并在特定环境中进行物理活化，对炭黑进行表面改性，配合石墨材料进行组合应用，产生协同效应，增加了炭黑表面的孔隙率，促进导电通路的形成。与添加未经过处理的炭黑相比，该特种炭黑增加了配方材料的电磁干扰屏蔽特性(EMI)，从而为该材料提供了出色的导电性能，基于普通材料导电性能基础上，性能提升15％
‑
20％。其中老化前20℃体积电阻率可控制在50Ω
·
cm以内，老化前90℃体积电阻率可控制在2500Ω
·
cm以内。
[0026]本专利技术还提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中压电缆，其特征在于：所述电缆从内到外依次包括线芯导体、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层；所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层皆包括如下重量份原材料：低密度聚乙烯20～35份、乙烯
‑
丙烯酸脂树脂10～20份、导电炭黑10～30份、石墨5
‑
10份、增塑剂5
‑
8份、第一润滑剂0.5～2份、负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂5
‑
10份、耐高温复合抗氧剂1～3份和交联剂2～5份；且所述绝缘屏蔽层还包括：剥离剂的混合物1～3份；所述绝缘层包括如下重量份原料：茂金属线性低密度聚乙烯60
‑
95份、聚亚烷基二醇0.5－1份、多官能团过氧化物交联剂0.5
‑
5份、第二润滑剂0.5
‑
2份、负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂5
‑
10份、耐高温抗氧剂0.5
‑
2份。2.根据权利要求1所述的中压电缆，其特征在于：所述导电炭黑用酸、碱处理并在抽真空或惰性气体气氛中进行物理活化，对炭黑进行表面改性；所述导电炭黑的炭黑吸油纸值为0.9－1.2ml/g。3.一种根据权利要求1所述的中压电缆的制造工艺，其特征在于：按比例分别配置导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层所需要的原料；之后将上述原料加入三层共挤挤塑系统共挤成型；所述三层共挤挤塑系统包括三台挤出机和三层共挤机头，所述三层共挤机头同时与三台挤出机连接，所述导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层分别对应一所述挤出机，且三者的原料分别经各自对应挤出机的螺杆，再共同经三层共挤机头挤出成型。4.根据权利要求3所述的中压电缆的制造工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：董春，王思聪，陈超，卢燕芸，房权生，顾申杰，马彦辉，刘磊，李昆鹏，郭文涛，李茁实，陈捷吉，王硕，杨昭云，王康，黄冬艳，夏志明，马涛，朱万军，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：