一種超耐低溫電纜用半導電材料的製作方法

2023-05-25 10:13:01 1

本發明屬於電纜絕緣屏蔽材料技術領域，具體涉及一種適用於-50℃極寒環境下使用在絕緣屏蔽材料中的超耐低溫半導電材料。

背景技術：

對於一些寒帶的礦產大國例如俄羅斯等國家來說，對電纜的耐低溫性能一般都具有特殊的要求，特別是對於低溫採掘業，電纜需要在-40℃甚至更低溫度等級下固定敷設輸送動力，要求更高的是控制電纜在設備採掘過程中需要往復運動配合設備移動，這就對電纜用橡膠材料的耐溫性有了更高的要求。

目前國內包括國際通用標準對於低溫電纜的低溫性能要求一般都僅僅是簡單的-40℃條件下拉斷伸長率≥20%，要求高一點的是≥30%。但實際上用戶反饋是，現有的絕緣屏蔽材料其拉斷伸長率雖然滿足了國標要求，但在使用過程中，往往存在太硬而導致鋪設不便或者反覆望去後出現嚴重脆化裂紋，對中高壓電纜來說，會產生對電纜致命的缺陷，就是在屏蔽開裂處形成不均勻電場，同時屏蔽開裂處局放大大增加，很有可能在該出產生擊穿，導致電纜報廢。

技術實現要素：

本發明的目的就是克服上述背景技術中存在的一些缺點，提供一種超耐低溫電纜用半導電材料，其在-45℃條件下拉斷伸長率超過150%，從而確保材料在-45℃條件下使用依然具有良好的彎曲性能，同時半導電材料的體積電阻低於100ω·cm，並且半導電屏蔽層可以從絕緣表面輕鬆剝除，不會損傷絕緣同時也不會殘留在絕緣表面。

為達到上述目的，本發明所揭示的一種超耐低溫電纜用半導電材料，其製成有效成分所涉及的原料及配重比為：丁腈橡膠50~60份；氯丁橡膠20~30份；乙烯醋酸乙烯酯橡膠10~30份；防老劑4010na1~2份；凡士林3~5份；tmtd1~2份；dm1~2份；硫磺0.2~0.5份；過氧化二異丙苯1~2份；氧化鋅3~6份；氧化鎂2~4份；炭黑n33040~55份；導電炭黑20~40份；增塑劑8~12份。

所述丁腈橡膠為丙烯腈含量30~40%，門尼粘度30~50的丁腈橡膠。

所述氯丁橡膠為山納公司的sn121系列氯丁膠。

所述乙烯醋酸乙烯酯，為va含量40%的橡膠型eva。

所述增塑劑為癸二酸二辛酯dos和tp95，具有優異的增塑效果及耐低溫性能。

本發明所揭示的半導電材料中，丁腈膠含量最高，由此來確保半導電材料具有足夠低的體積電阻率，同時，高極性的丁腈橡膠可以確保擠出絕緣線芯時與絕緣具有足夠大的極性差異，確保半導電材料可以從絕緣表面乾淨剝離。氯丁橡膠的耐低溫性能較好，同時也具有一定的極性，因此和丁腈橡膠的相容性較好，通過氯丁橡膠的添加，可以確保半導電材料的耐低溫性能較好，在-45℃條件下伸長率可以超過100%。而乙烯醋酸乙烯酯通常在80~100℃條件下具有十分優異的擠出性能，它可以確保本發明材料在擠出時膠料不至於摩擦太大而損害半導電性能，同時降低了擠出生熱過大導致的焦燒的可能性。並且乙烯醋酸乙烯酯具有一定的極性，不會影響半導電材料的剝離性能。

與現有技術相比，本發明所揭示的一種超耐低溫電纜用半導電材料，具備如下特點：其在-45℃條件下半導電材料的拉斷伸長率長達100%以上，並且在低下依然具有良好的回縮性能。這確保材料在-45℃條件下使用依然具有良好的彎曲性能，同時半導電材料的體積電阻低於100ω·cm，並且半導電屏蔽層可以從絕緣表面輕鬆剝除，不會損傷絕緣同時也不會殘留在絕緣表面。

具體實施例

下面通過具體的實施例將對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。

本發明所揭示的一種超耐低溫電纜用半導電材料，其製成有效成分所涉及的原料及配重比為：丁腈橡膠50~60份；氯丁橡膠20~30份；乙烯醋酸乙烯酯橡膠10~30份；防老劑4010na1~2份；凡士林3~5份；tmtd1~2份；dm1~2份；硫磺0.2~0.5份；過氧化二異丙苯1~2份；氧化鋅3~6份；氧化鎂2~4份；炭黑n33040~55份；導電炭黑20~40份；增塑劑8~12份。

所述丁腈橡膠為丙烯腈含量30~40%，門尼粘度30~50的丁腈橡膠。

所述氯丁橡膠為山納公司的sn121系列氯丁膠。

所述乙烯醋酸乙烯酯，為va含量40%的橡膠型eva。

所述增塑劑為癸二酸二辛酯dos和tp95，具有優異的增塑效果及耐低溫性能。

下面以具體實施例對

本技術：
的技術內容進行詳細描述。

具體實施例1

本發明所揭示的一種超耐低溫電纜用半導電材料，選用丁腈橡膠50份，氯丁橡膠30份，乙烯醋酸乙烯酯橡膠20份，防老劑4010na1份，凡士林3份，tmtd1份，dm1份，硫磺0.2份，過氧化二異丙苯1.5份，氧化鋅6份，氧化鎂4份，炭黑n33055份，導電炭黑40份，增塑劑12份。採用二段加硫的方式確保膠料在連硫時具有足夠長的焦燒時間。在連硫擠出過程中，擠出機溫度設定為50~75℃，硫化蒸汽壓力1.3mpa，牽引速度14m/min得到成品。成品線芯體積電阻率30ω·cm，可與絕緣輕鬆剝離，低溫-45℃下伸長率184%。

具體實施例2

本發明所揭示的一種超耐低溫電纜用半導電材料，選用丁腈橡膠55份，,氯丁橡膠25份，乙烯醋酸乙烯酯橡膠30份，防老劑4010na1.5份，凡士林4份，tmtd1.5份，dm1.5份，硫磺0.4份，過氧化二異丙苯2份，氧化鋅4.5份，氧化鎂3份，,炭黑n33048份，導電炭黑30份，增塑劑10份。採用二段加硫的方式確保膠料在連硫時具有足夠長的焦燒時間。在連硫擠出過程中，擠出機溫度設定為50~75℃，硫化蒸汽壓力1.4mpa，牽引速度15m/min得到成品。成品線芯體積電阻率55ω·cm，可與絕緣輕鬆剝離，低溫-45℃下伸長率167%。

具體實施例3

本發明所揭示的一種超耐低溫電纜用半導電材料，選用丁腈橡膠60份，氯丁橡膠20份，乙烯醋酸乙烯酯橡膠10份，防老劑4010na2份，凡士林5份，tmtd2份，dm2份，硫磺0.5份，過氧化二異丙苯1份，氧化鋅3份，氧化鎂2份，炭黑n33040份，導電炭黑20份，增塑劑8份。採用二段加硫的方式確保膠料在連硫時具有足夠長的焦燒時間。在連硫擠出過程中，擠出機溫度設定為50~75℃，硫化蒸汽壓力1.5mpa，牽引速度16m/min得到成品。成品線芯體積電阻率79ω·cm，可與絕緣輕鬆剝離，低溫-45℃下伸長率121%。

上述三個實施例中配比完成的成品各項性能的對比如表1所示：

表1