本发明专利技术公开了一种电缆半导电屏蔽材料，其包括以下组份和质量份数：聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和/或改性橡胶100份；导电碳黑10-50份；沸石1-5份；交联剂1.5-5份；抗氧剂0.1-1份。本发明专利技术在有效导出电流的同时，通过沸石的特殊作用，可以非常有效的中和空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移，达到有效消除空间电荷的目的；此外，本发明专利技术的材料与绝缘层有适当的接着性，同时又要有良好的可剥离性，提高了最终产品的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制造电线电缆所使用的材料领域，具体是一种电缆半导电屏蔽材料。技术背景随着电力系统的不断扩大，输电功率的不断增加，输电距离逐渐增长，交流输电逐渐遇到一些技术瓶颈，采用直流输电是解决输电技术困难的方向之一。直流输电相比于交流输电具有输送效率高、线路损失小、调节电流和改变功率传递方向方便、投资费用少，长度不受电容电流的限制、可作为两种电网的联接线、能降低主干线与电网间的短路电流、电晕无线电干扰小等优点。有多项研究证实交联聚乙烯中的空间电荷是导致电缆早期绝缘失效的主要原因。空间电荷注入电介质内，造成材料内部电场畸变，并最终导致材料的击穿， 绝缘材料失效。绝缘介质中的空间电荷问题已经成为制约电力电缆向高电场发展的主要因-Ζ, ο在导体和绝缘、绝缘和外屏蔽之间必须有半导电屏蔽层是公认的高压交流或直流电缆必须具有的结构，半导电屏蔽层是中、高压电力电缆中至关重要的一层，其起到均勻电场的作用，可以降低绝缘层内的电应力，防止绞合导体和绝缘表面发生电晕放电，防止在短路时因导体过热而引起绝缘的损伤，长期运行经验表明半导电屏蔽层对电缆使用寿命也有重大影响。中国专利CN 101585943A公开了一种用于高压直流电缆的电缆半导电屏蔽材料及其制备方法，通过采用不同的有机材料作为基础材料，并掺杂不同的性能指标的炭黑，达到抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚并且降低其电导率。该专利材料的组分与现有交流电缆的半导电屏蔽材料的组分相同(如中国专利CN 10262879C)，其主要作用与交流电缆的半导电屏蔽材料也基本相同，是利用半导电屏蔽材料的导电性能，施加电压后，形成电流并导出，但是这种材料无法解决上述空间电荷向绝缘体转移的问题，如何制造一种具有优异的导电性能，同时还能中和空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移的电缆半导电屏蔽材料是目前电线电缆行业需要解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种可以有效导出电流，还能中和空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移的电缆半导电屏蔽材料，这种材料可以用于高压直流电缆作导体屏蔽和/或绝缘屏蔽。本专利技术所述的一种电缆半导电屏蔽材料，其包括以下组份和质量份数 聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和/或改性橡胶 100份；导电碳黑10-50份；沸石1-5份；3交联剂1. 5-5份；抗氧剂0. 1-1份。所述聚乙烯为低密度聚乙烯LLDPE，其熔融指数为0. 8-12g/10min,密度为 0. 91-0. 925g/cm3。所述改性橡胶最好为丁腈橡胶，其添加量为0-30份。所述导电碳黑为乙炔炭黑或超导电炭黑，当选用超导电炭黑时，其添加量为10-15 份，当选用乙炔炭黑时，其添加量为30-50份。本专利技术中聚乙烯为电缆绝缘或屏蔽材料常用的聚乙烯，可以为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)。高密度聚乙烯(HDPE)结晶度较高，虽然可以阻碍内部由于杂质离子解离形成的电荷的积累，但其柔韧性相对较差，不低于电缆的弯曲。线性低密度聚乙烯(LLDPE)结晶度较低，虽然柔韧性较好，但内部容易形成空间电荷且空间电荷的分布较为复杂。因此一种较好选用低密度聚乙烯(LDPE)，为了更好地进行工艺控制及获得更好的性能，其熔融指数为0. 8-12g/10min，密度为0. 91-0. 925g/cm3。乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物，为电缆绝缘或屏蔽材料常用的EVA，其乙酸乙烯 (VA)含量在5% 40%，EVA在分子链中引入了乙酸乙烯单体，VA含量增加，可降低结晶度， 提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，但强度降低、易加工。VA含量过高时， 结晶度低，同样内部容易形成空间电荷且空间电荷的分布较为复杂。为了更好地进行工艺控制及获得更好的性能，因此一种较好选用VA含量在15%-观％。本专利技术中聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为材料的基料，其中乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)作为成型基料，具有良好的韧性、挠曲性及耐应力开裂性和粘结性，及相对优良的阻燃性；聚乙烯对EVA进行改性，两者具有较好的相容性，可增加基料的机械物理性能，如提高基料的抗拉强度、延伸率，降低基料粘度，改善挤出成型性，使之在常温下有较好的韧性。所述改性橡胶可以根据半导电橡皮的可剥离性要求选择性添加，添加量为0-30 重量份，与聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物总量为100重量份。改性橡胶可以为丁腈橡胶、氯化聚乙烯、乙酸乙烯酯含量超50%的乙酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、氯丁橡胶或氯磺化聚乙烯等，应有和聚乙烯能亲和相容的基团，又应有和聚乙烯不相容的基团，通过调节比例来保证与绝缘层有适当的接着性，同时又要有良好的可剥离性。所述导电炭黑，为减少炭黑表面存在的醌基、羟基或羧基等含氧及含氢原子的游离基等降低导电因素的影响，选用乙炔炭黑或超导电炭黑，为提高挤出加工性，一种较好选用超导电炭黑，如荷兰AKZO公司的Ketien Black EC，粒径为15_30nm，BET比表面积应不小于200m2/g。当选用超导电炭黑时，其添加量为乙炔炭黑添加量的20%-30%。所述沸石，选用轻工业用的低硅铝比沸石，一种较好是选用晶粒尺寸小于0. IMffl 的超微沸石。沸石具有空旷的骨架结构，由氧、硅、铝三种原子构成三维空间骨架，沸石骨架结构中的基本单元是由四个氧原子和一个硅(铝)原子堆砌而成的硅(铝)氧四面体。硅氧四面体和铝氧四面体再逐级组成单元环、双元环、笼(结晶多面体)构成三维空间的架状构造沸石晶体。由于四面体多样的连接方式，在沸石结构中便形成了许多孔穴和孔道。四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负电。沸石孔穴中含有阳离子， 骨架氧中含有负电荷，这样在阳离子周围便形成强大的电场，吸引极性分子的负极中心，因而可以中和产生的空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移，达到有效消除空间电荷的目的。低硅铝比结构，具有相对较高的骨架电荷密度，往往伴随着大笼和多维孔道，中和空间电荷的效果更加出色。超微沸石与普通工业沸石相比，由于具有很小的晶粒尺寸和很大的比表面积，表面原子数与体相原子数之比随着晶粒尺寸的减小而急剧增大，表现出明显的体积效应、表面效应和量子尺寸效应，具有更好的分散性和相容性，加工时不易析出， 分子整齐排列，聚合物结构规整，物理机械性能好。所述的交联剂与现有技术相同，根据高压电缆的加工工艺特点，以及聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物材料的硫化特性，选用过氧化物交联剂，如过氧化二异丙苯、过氧化二甲酰、二叔丁基过氧化物、双(叔丁基过氧异丙基)苯等。所述的抗氧剂与现有技术相同，为聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物材料常用抗氧剂，如抗氧剂300、抗氧剂BBM、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂TPL抗氧剂1010等。本专利技术在有效导出电流的同时，通过沸石的特殊作用，可以非常有效的中和空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移，达到有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓军，夏亚芳，徐曼，钟力生，韩俊杰，
申请(专利权)人：无锡江南电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。