中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料的製作方法
2023-06-23 14:07:51
專利名稱：中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料的製作方法
技術領域：
本發明涉及絕緣與導電複合材料技術領域，尤指一種高柔軟中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料。
背景技術：
中壓橡膠絕緣電纜是一個普遍使用的產品，如IEC60502和IEC92-354等都有相關的中壓橡膠絕緣電纜的規定。它使用的範圍很廣，陸上、水中、民用、軍用無所不及。乙丙橡膠有寬的使用溫度，可在150℃仍保持性能，-40℃下仍然柔韌，耐溫等級通常為105℃，緊急情況為140℃，這意味著可提高7～8％的載流量。乙丙橡膠有優異的電性能，其介電常數和介質損耗角正切都很小，有出眾的抗水性和耐電暈性能，穩定的抗電脈衝強度。乙丙橡膠的熱膨脹低，可防止絕緣層分離、接頭或端部回縮、中性線嵌入絕緣，提高電纜與預製接頭的匹配性。乙丙橡膠有優異的柔韌性能，使電纜具有很小的彎曲半徑，安裝、接頭和封端更容易，缺陷忍耐性更高。所以，乙丙橡膠電纜料是電力電纜發展的趨勢。
乙丙橡膠電纜所用的乙丙橡膠類型有普通乙丙橡膠和高模量乙丙橡膠兩種，它們有不同的物理性能與電氣性能規定，移動的電纜或有柔軟要求的電纜採用的就是普通乙丙橡膠。一些特別的場合對電纜有更高的柔軟要求，如磁懸浮用長定子電纜等，這就需要高柔軟性能絕緣料和屏蔽料。
目前國內中高壓電纜主要採用可交聯聚乙烯絕緣料，如中國專利02106022.3穩定的中電壓和高電壓電纜絕緣組合物，涉及一種用作電線和電纜絕緣材料的聚乙烯組合物，它具有改進的耐焦燒性，組合物包括(a)聚乙烯，(b)在大氣壓下熔點低於50℃的焦燒抑制劑，和(c)有機過氧化物。但這種絕緣料由於本身硬度大，製成的電纜彎曲性能不好，電纜彎曲直徑至少為20倍電纜外徑。要滿足高柔軟電纜的要求，如彎曲直徑為6倍電纜外徑，需要採用新的絕緣料。
由於中高壓電纜必須採用半導電屏蔽層，所以本發明也包括屏蔽料的配方和加工工藝。
發明內容
為了克服現有技術不能製備高柔軟中壓電纜的技術問題，尤其是解決製備彎曲直徑為6倍電纜外徑的技術問題，本發明提出一種高柔軟中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料。以組分質量配比計算，其具體方案如下三元乙丙橡膠100份、煅燒陶土50～100份、防老化劑1～3份、有機過氧化物2～4份、偶聯劑1～2份、蠟2～8份、加工油5～20份。
本發明絕緣料的製備工藝為密煉或捏煉、分散造粒或輾頁等相關現有的工藝。由於本發明絕緣料以中壓電纜應用為主，所以相應的產品需要潔淨的生產環境才能保證產品優良的電性能。最好採用通風設備送入淨化後的空氣，保持生產車間的正壓。具體操作見如下1.密煉、捏煉、開煉或其它分散方法，只要能保證各組分混合均勻即可。2.造粒或輾頁，絕緣料採用單螺杆擠出機或其它設備製成適當大小的粒子；也可採用輾頁機或其它設備壓延切割成大小適當的膠條。3.包裝，無論是膠條還是膠粒，都要採用防潮防塵的包裝，防止在貯存、運輸時造成汙染。
本發明的性能是
具體實施方式
本發明選用低硬度、高柔軟的三元乙丙(EPDM)橡膠混合物作為絕緣料，即可達到電纜高柔軟的要求，而且三元乙丙橡膠電氣性能好，完全可以滿足中壓電纜的要求，由於中高壓電纜必須採用半導電屏蔽層，所以本發明也包括屏蔽料的配方和加工工藝。
實施例1絕緣料和屏蔽料原料組分如下
其中三元乙丙橡膠(EPDM)是採用荷蘭國家礦業公司(DSM)的產品，牌號為Keltan 2470。導電炭黑為卡博特公司(CABOT)生產的VXC-72。煅燒陶土為安格公司(ENGELHARD)生產的煅燒及表面處理陶土Translink 37。防老化劑為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD)。有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)偶聯劑為乙烯基三(甲氧乙氧基)矽烷(A-172)。蠟為石蠟。加工油為太陽油公司(SUNOCO)生產的SUNPAR 2280。
製備方法如下先將EPDM橡膠和防老化劑投入密煉機，密煉3min後加入煅燒陶土(絕緣料)或導電炭黑(屏蔽料)，再加入蠟和加工油，繼續密煉2min後加入偶聯劑，密煉1min後卸料。在兩輥開煉機上打三個三角包後加入有機過氧化物，薄通8次後輾頁或造粒。
用加工好的絕緣料和屏蔽料壓製成試片後經過160℃×40min熱硫化後測得其性能如下
實施例2絕緣料和屏蔽料原料組分如下
其中三元乙丙橡膠(EPDM)是採用JSR公司的產品，牌號為EP21。導電炭黑為卡博特公司(CABOT)生產的BP2000。煅燒陶土為安格公司(ENGELHARD)生產的煅燒及表面處理陶土Translink 77。防老化劑為1，2-巰基苯並咪唑(MB)。有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)。偶聯劑為乙烯基三甲氧基矽烷(A-171)。蠟為聚乙烯蠟。加工油為太陽油公司(SUNOCO)生產的SUNPAR 2280。
製備方法如下先將EPDM橡膠和防老化劑投入兩輥開煉機，包輥後加入煅燒陶土(絕緣料)或導電炭黑(屏蔽料)，再加入蠟和加工油，粉料吃完後加入偶聯劑，再加入有機過氧化物，薄通8次後輾頁或造粒。
用加工好的絕緣料和屏蔽料壓製成試片後經過160℃×40min熱硫化後測得其性能如下
實施例3絕緣料和屏蔽料原料組分如下
其中三元乙丙橡膠(EPDM)是採用ExxonMobil公司的產品，牌號為Vistalon 1703P。導電炭黑為天津炭黑廠的N220。煅燒陶土為國產的煅燒及表面處理陶土Glc。防老化劑為1，2-巰基苯並咪唑(MB)。有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)偶聯劑為乙烯基三(甲氧乙氧基)矽烷(A-172)。蠟為石蠟。加工油為太陽油公司(SUNOCO)生產的SUNPAR 2280。
製備方法如下將配方組分分組裝在相應料鬥中，採用連續混煉雙螺杆造粒機組分散造粒。
用加工好的絕緣料和屏蔽料壓製成試片後經過160℃×40min熱硫化後測得其性能如下
本發明的技術效果用本發明絕緣料和屏蔽料生產的10/17.5(20)kV橡膠絕緣電纜完全滿足GB/T 12706.2(等同採用IEC 60502-2)《額定電壓1kV(Um＝1.2kV)到30kV(Um＝36kV)的擠壓絕緣電力電纜及其附件第2部分額定電纜從1kV(Um＝1.2kV)到30kV(Um＝36kV)的電纜》中相關要求。特別需要說明的是本發明電纜最小彎曲直徑可達1.5D(D為電纜外徑)。
用本發明絕緣料和屏蔽料生產的10/17.5(20)kV橡膠絕緣電纜在彎曲直徑為1.5D彎曲前後24kV局部放電試驗結果
而GB/T 12706.2中規定的單芯電纜最小彎曲直徑為24D，局部放電要求不大於20pC。可見採用本發明生產的橡膠絕緣電纜十分柔軟，彎曲後電性能依然良好。
權利要求
1.一種中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料，以組分質量計算，其組分是三元乙丙橡膠100份、煅燒陶土50～100份、防老化劑1～3份、有機過氧化物2～4份、偶聯劑1～2份、蠟2～8份、加工油5～20份。
2.根據權利要求1所述的中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料，其特徵在於所述的防老化劑為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉或1，2-巰基苯並咪唑；有機過氧化物為過氧化二異丙苯，偶聯劑為乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三甲氧乙氧基矽烷；蠟為石蠟或聚乙烯蠟。
全文摘要
本發明涉及絕緣與導電複合材料技術領域，尤指一種高柔軟中壓橡膠絕緣電纜用絕緣料。以組分質量計算，其組分是三元乙丙橡膠100份、煅燒陶土50～100份、防老化劑1～3份、有機過氧化物2～4份、偶聯劑1～2份、蠟2～8份、加工油5～20份。本發明克服了現有技術不能製備高柔軟中壓電纜的技術問題，尤其是解決製備彎曲直徑為6倍電纜外徑的技術問題。
文檔編號H01B3/00GK1783356SQ20041008902
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月2日 優先權日2004年12月2日
發明者曾紀剛, 劉旌平, 陳佶民 申請人:上海電纜研究所