一種礦用電纜絕緣屏蔽材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種礦用電纜絕緣屏蔽材料，具體地說(shuō)，涉及一種可剝離用于橡皮絕 緣礦用電纜絕緣屏蔽材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中高壓橡皮絕緣礦用電纜的導(dǎo)體和絕緣都需要半導(dǎo)電屏蔽材料。屏蔽料的作用是 使電纜絕緣層上的電場(chǎng)分布均勻，降低絕緣層的電應(yīng)力，防止電暈放電。
[0003] 半導(dǎo)電屏蔽料主要是由在以有機(jī)聚合物為基體中加入導(dǎo)電性能的導(dǎo)電炭黑和其 他輔助助劑來(lái)制備的。目前，橡皮絕緣屏蔽料通常采用含鹵高聚物如氯丁橡膠（CR)、氯磺化 聚乙烯（CSM)或氯化聚乙烯（CPE)，丁腈橡膠（NPR)和乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA)等為 樹(shù)脂基體。含鹵高聚物為基料制備的半導(dǎo)電屏蔽料在硫化時(shí)分解出氯化氫氣體，腐蝕導(dǎo)體、 硫化管道及模具。而丁腈橡膠（NBR)為不飽和橡膠，耐熱老化比較差，另在混煉時(shí)，因其極 容易生熱，特別是加入大量導(dǎo)電炭黑時(shí)，生熱更加明顯，只能在開(kāi)煉機(jī)中混合，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 采用乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA)時(shí)，為了使其與絕緣層具有良好的可剝離性，醋酸乙烯 酯的含量不能低于33wt %，并且大多與NBR并用作為基體材料，EVA/NBR并用膠制備的半導(dǎo) 電屏蔽料（W0-0229829)，熱老化后會(huì)導(dǎo)致絕緣屏蔽層與絕緣層的粘合力明顯損失，當(dāng)電纜 承受比絕緣層熔點(diǎn)高的溫度（例如100至ll〇°C )時(shí)，如果絕緣材料含有在冷卻時(shí)不容易 結(jié)晶的低分子物類(lèi)，這種粘合損失就特別嚴(yán)重。粘合損失導(dǎo)致電纜不能達(dá)到使用規(guī)格并產(chǎn) 生商業(yè)問(wèn)題。而采用高醋酸乙烯酯（VA)含量的EVA來(lái)提供可剝離性，不僅成本高昂，而且 其中的高含量醋酸乙烯酯會(huì)產(chǎn)生醋酸，其會(huì)導(dǎo)致如W0-0229829中所述的加工問(wèn)題，設(shè)備腐 蝕、燒結(jié)和高成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供可剝離用于橡皮絕緣礦用電纜的絕緣屏蔽材料 及其制備方法。該屏蔽料與調(diào)整配方的橡皮絕緣層具有良好的可剝離性能，且與絕緣層不 發(fā)生顏色相互遷移，熱老化后絕緣屏蔽層與絕緣層的粘接性無(wú)明顯變化。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的解決方案是：一種礦用電纜絕緣屏蔽材料，按重量 份數(shù)，其組分如下：乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA) 100份，導(dǎo)電炭黑50~100份,交聯(lián)劑 1~4份，助交聯(lián)劑1~4份，潤(rùn)滑劑5~15份，軟化劑5~25份，抗氧劑1~3份，防老劑 1~3份。
[0006] 一種礦用電纜絕緣屏蔽材料制備方法，包括如下步驟：a、按重量稱(chēng)料，乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物100份、導(dǎo)電炭黑50~100份、交聯(lián)劑1~4份、助交聯(lián)劑1~4份、潤(rùn)滑劑 5~15份、軟化劑5~25份、抗氧劑1~3份、防老劑1~3份，待用；b、混合，將導(dǎo)電炭黑、 潤(rùn)滑劑、軟化劑、抗氧劑、防老劑加到一起混合均勻得到混合料，備用；c、混煉：調(diào)整開(kāi)煉機(jī) 輥距為1~2mm，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，包輥后，加入混合料，混煉8~10分鐘，加 入交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑，混煉2~3分鐘，橡膠混煉過(guò)程中輥筒溫度保持在65-75°C之間、混煉 時(shí)間不超過(guò)20分鐘，最后薄通5次，出片。
[0007] 所述的乙烯-醋酸乙烯酯聚合物中醋酸乙烯含量為18~28%，熔融指數(shù)在190°C 時(shí)為1~5g/10min，斷裂伸長(zhǎng)率大于750 %。
[0008] 所述的導(dǎo)電炭黑為導(dǎo)電爐法炭黑或超導(dǎo)電爐法炭黑，主要作用為提高屏蔽電纜料 的導(dǎo)電性能，本發(fā)明更適宜的加入量為60-80份。
[0009] 所述的交聯(lián)劑為過(guò)氧化二異丙苯（DCP)，也可為4,4' -雙[叔丁過(guò)氧基]戊酸正 丁酯、1，3_雙[叔丁過(guò)氧基異丙基]苯、2,5_二甲基-2,5-雙[叔丁過(guò)氧基]己烷所替代， 份量不變。
[0010] 所述的助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯（TAIC)，也可為三聚氰酸三烯丙酯 (TAC)、N，N'_間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺（HVA-2)或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPT)取代， TAC和HVA-2的分量不變，TMPT為T(mén)AIC的1. 2倍。
[0011] 所述的潤(rùn)滑劑為石蠟、EBS、硅油中的一種或它們的混合物。
[0012] 所述的軟化劑主要起增塑作用，改善橡膠半導(dǎo)電料的加工工藝性能，根據(jù)極性相 近原則以及經(jīng)濟(jì)性考慮，本發(fā)明選用鄰苯二甲酸辛酯（D0P)、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)、癸 二酸二辛脂（DOS)中的一種或它們的混合物。
[0013] 所述的抗氧劑為4,4'-硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚）（抗氧劑300#)、四[甲 基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧劑1010)。
[0014] 所述的防老劑，主要起防止橡膠老化的作用，選用2, 2, 3-三甲基-1，2-二氫化喹 啉聚合體（RD)。
[0015] 目前普遍認(rèn)為低VA含量（小于33wt% )的乙烯-醋酸乙烯酯（EVA)基體不能滿(mǎn) 足橡皮絕緣屏蔽的可剝離要求，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)VA含量（18-28wt%)的乙烯-醋酸乙烯酯為基 體的絕緣屏蔽料完全可以滿(mǎn)足可剝離性要求。但需要對(duì)橡皮絕緣層的配方進(jìn)行調(diào)整。橡皮 絕緣配方的調(diào)整包括硫化劑及助劑、補(bǔ)強(qiáng)劑等。調(diào)節(jié)硫化劑及硫化助劑的目的是使絕緣層 與屏蔽層具有不同的硫化速度。補(bǔ)強(qiáng)劑使用經(jīng)過(guò)特殊改性的陶土，這樣，低VA含量EVA半 屏蔽料與絕緣層具有良好的可剝離性。
[0016] 本發(fā)明提供該種可剝離用于橡皮絕緣礦用電纜的絕緣屏蔽材料與現(xiàn)有的屏蔽用 半導(dǎo)電料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：聚合物基體全部采用低VA含量的EVA，屏蔽料的耐熱性能大 幅度對(duì)提高，既大大降低EVA屏蔽料高溫分解產(chǎn)生乙酸的問(wèn)題，也解決了 EVA/NBR并用膠熱 老化后粘合力不足的問(wèn)題。另外本屏蔽料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和加工性能，可剝離性好，并 且在絕緣上無(wú)殘留，其物理機(jī)械性能（拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和可剝離強(qiáng)度）和體積電阻率 完全符合MT818-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0017] 本發(fā)明提供的一種不含NBR的低VA含量（小于33wt% )的乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)礦用橡皮絕緣屏蔽料的制備方法，只要通過(guò)調(diào)整橡皮絕緣配方，就能使絕緣層與絕緣 屏蔽層具有可剝離性，避免了高VA含量乙烯-醋酸乙烯酯或VA含量高于33