煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種煤礦用電纜半導(dǎo)電（屏蔽）橡膠材料，其特征在于它以氯化聚乙烯作為橡膠基料，其各組分按照重量百分比計(jì)的含量為：氯化聚乙烯橡膠30～35份、硫化劑1～3份、助硫化劑1～3份、防老體劑0.1～0.5份、增塑體系18～22份、填充體系1～3份、穩(wěn)定體系6～8份、導(dǎo)電體系30～35份。本發(fā)明滿足煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料可剝離的性能要求和工藝加工性能，有效降低成本，且制備工藝簡(jiǎn)單，加工性能好，可操作性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著露天煤礦和井下礦用電動(dòng)采煤機(jī)械的發(fā)展，對(duì)煤礦用電纜的性能要求更為嚴(yán)格。煤礦用電纜是指煤礦開(kāi)采行業(yè)用的地面設(shè)備和井下設(shè)備用電線電纜產(chǎn)品，其最佳工作性能、安全性能與采礦條件有著密切的關(guān)系。煤礦用橡套電纜要求半導(dǎo)電材料具有良好的介電性能、耐熱性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能。一定電壓等級(jí)之上的煤礦用電纜需擠包絕緣半導(dǎo)電屏蔽層，它是包裹在絕緣和接地芯線之外的半導(dǎo)電材料。當(dāng)絕緣水平降低時(shí)，其主芯線徑絕緣的漏電流將增大，通過(guò)屏蔽與接地芯線相連間的過(guò)渡電阻，使單相接地保護(hù)動(dòng)作切斷電源，既可防止嚴(yán)重的相間短路故障發(fā)生，又可防止短路電弧引起瓦斯、煤塵的燃燒和爆炸。自我國(guó)煤炭部實(shí)施MT 818-2009《煤礦用電纜》標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)煤礦用屏蔽型電纜進(jìn)行了強(qiáng)制規(guī)定:屏蔽型電纜動(dòng)力線芯必須有絕緣屏蔽，絕緣屏蔽層應(yīng)可以從絕緣上剝離下來(lái)，剝離段絕緣表面應(yīng)無(wú)損傷和半導(dǎo)電屏蔽的殘跡，對(duì)動(dòng)力線芯截面25mm2和以上產(chǎn)品進(jìn)行剝離力試驗(yàn)，剝離力不小于4N，且不大于45N ;非金屬屏蔽層測(cè)量的過(guò)渡電阻不大于3k Q。
[0003]目前市場(chǎng)上半導(dǎo)電材料主要是乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物材料，該材料價(jià)格較為昂貴，屬于塑料類材料，在加工和相容性方面與橡膠材料存在一定差別，為此開(kāi)發(fā)既可以滿足煤礦用電纜性能要求，且與絕緣良好接觸、便于接頭、成本較低的半導(dǎo)電橡膠材料至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是提供一種具有較好加工性能且成本較低的煤礦用電纜半導(dǎo)電材料。本發(fā)明提出的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其各組分按重量百分比計(jì)的配比如下:氯化聚乙烯橡膠30~35份、硫化劑I~3份、助硫化劑I~3份、防老體劑0.1~0.5份、增塑體系18~22份、填充體系I~3份、穩(wěn)定體系6~8份、導(dǎo)電體系30~35份。
[0005]本發(fā)明所述氯化聚乙烯橡膠牌號(hào)為CPE135B ;硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯(DCP);助硫化劑為三烯丙基三聚異氰酸酯(TAIC);防老劑為2，2，4_三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(RD)，也可為2-巰基苯并咪唑(MB);增塑體系為鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、半精煉石蠟、聚乙烯蠟、氯化石蠟混合并用；填充體系為滑石粉；穩(wěn)定體系為氧化鎂、氫氧化鈣的混合并用；導(dǎo)電體系為超導(dǎo)電炭黑，也可為乙炔炭黑和超導(dǎo)電炭黑的混合并用。
[0006]本發(fā)明所述氯化聚乙烯橡膠由高密度聚乙烯(HDPE )經(jīng)過(guò)氯化取代制得，結(jié)構(gòu)式為[CH2-CHCl-CH2-CH2]n。在橡膠工業(yè)中，氯化聚乙烯可作為高性能、高質(zhì)量的特種橡膠。氯化聚乙烯橡膠CPE135B為無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)的飽和熱塑性彈性體，幾乎無(wú)結(jié)晶性能，具有較低的塑化溫度和門尼粘度，加工性能好，以其為基料的制品具有優(yōu)異的耐老化、耐候性能。
[0007]本發(fā)明所述硫化體系為過(guò)氧化二異丙苯(DCP)，其屬于過(guò)氧化物類硫化劑，可以提高橡膠材料的耐熱性能、力學(xué)性能等。[0008]本發(fā)明所述助硫化劑為三烯丙基三聚異氰酸酯(TAIC)，助硫化劑可提高硫化速度和硫化交聯(lián)密度，改善硫化橡膠材料的力學(xué)性能。
[0009]本發(fā)明所述防老體系為2，2，4_三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(RD)或者為2-巰基苯并咪唑(MB)。防老體系可以有效解決橡膠在長(zhǎng)期應(yīng)用中會(huì)受到熱、氧、光的環(huán)境條件的影響，以及在生產(chǎn)過(guò)程中受熱、機(jī)械加工等作用，發(fā)生的老化降解和分解現(xiàn)象。
[0010]本發(fā)明所述增塑體系為鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、半精煉石蠟、聚乙烯蠟、氯化石蠟混合并用。增塑體系的加入可以削弱聚合物分子鏈之間的應(yīng)力，增加了分子鏈的移動(dòng)性，降低了聚合物的結(jié)晶度，從而使塑性增加，提高橡膠的加工性能。
[0011]本發(fā)明所述填充體系為滑石粉，可以增加膠料的體積，降低成本，且在膠料中易于分散，改進(jìn)工藝性能，并提高力學(xué)性能。
[0012]本發(fā)明所述穩(wěn)定體系為氧化鎂、氫氧化鈣的混合并用，可以調(diào)節(jié)混合橡膠材料的酸堿性能，并且與對(duì)防老體系有一定的協(xié)同作用。
[0013]本發(fā)明所述導(dǎo)電體系為超導(dǎo)電炭黑，或乙炔炭黑和超導(dǎo)電炭黑的混合并用。導(dǎo)電體系直接影響到材料的電性能，橡膠材料作為絕緣材料取得電性能的基本條件為增加導(dǎo)電介質(zhì)，超導(dǎo)電炭黑也是一種良好的補(bǔ)強(qiáng)劑，可以對(duì)膠料起到一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。
[0014]本發(fā)明的有益效果:(I)氯化聚乙烯橡膠原膠的售價(jià)僅為乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的1/3，本發(fā)明選用氯化聚乙烯橡膠作為橡膠基料，通過(guò)調(diào)整各組分重量配比，制備的一種煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料在滿足煤礦用電纜使用標(biāo)準(zhǔn)的前提下降低了成本。(2)氯化聚乙烯橡膠本身的性能使本發(fā)明制備的半導(dǎo)電橡膠材料的門尼粘度相對(duì)較低，擠出工藝性能良好。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明選用氯化聚乙烯橡膠作為橡膠基料，加入硫化劑、填充劑等添加劑按各組分重量配比進(jìn)行塑煉、混煉，進(jìn)而制`備得到性能優(yōu)異且成本較低的一種煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料。
[0016]本發(fā)明通過(guò)以下具體實(shí)施例1和2對(duì)
【發(fā)明內(nèi)容】
做出詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明不限于下述實(shí)施例，本
【發(fā)明內(nèi)容】
所述均可實(shí)施，并具有良好效果。
[0017]實(shí)施例1:
材料組分配方為:
氯化聚乙烯橡膠(CPE135B) 32份，TAIC 2份，DOP 6份，氧化鎂4份，DCP 1.6份，RD0.4份，滑石粉2.4份，氫氧化鈣3.2份，石蠟4.8份，乙烯蠟2.4份，氯化石蠟7.2份，超導(dǎo)炭黑34份，總100。
[0018]制備方法:
I)混料前應(yīng)將設(shè)備清理干凈，整個(gè)操作過(guò)程中嚴(yán)防其它膠料及雜質(zhì)混入。
[0019]2)對(duì)粉末狀氯化聚乙烯橡膠CPE135B進(jìn)行開(kāi)煉機(jī)開(kāi)煉成膠片，成型后進(jìn)行塑煉2 ~3min。
[0020]3)將塑煉好的氯化聚乙烯橡膠膠料按重量配比投入密煉機(jī)，然后加入按相應(yīng)重量配比的其余材料組分2，2，4_三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(RD)、氧化鎂、石蠟、乙烯蠟，混煉I~2min。[0021]4)按相應(yīng)重量配比加入氫氧化鈣、氯化石蠟、滑石粉，混煉3~4min。
[0022]5)按相應(yīng)重量配比加入鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)以及超導(dǎo)電炭黑，混煉4~6min，混煉溫度達(dá)到90~100°C時(shí)密煉機(jī)排料，將混煉好的膠料在開(kāi)煉機(jī)薄通I~2次，三輥壓延機(jī)壓延，不開(kāi)條出片。壓延后的膠料室溫存放24h后放入密煉機(jī)混煉，混煉溫度100°C左右時(shí)加硫化劑過(guò)氧化二異丙苯(DCP)和三烯丙基三聚異氰酸酯(TAIC)，混煉0.5~Imin左右排料，排料后在開(kāi)煉機(jī)薄通I~2次，三輥壓延機(jī)壓延開(kāi)條出片，輸出的橡頁(yè)經(jīng)過(guò)冷卻輥冷卻后，過(guò)滑石粉槽，即得到半導(dǎo)電橡膠材料，并包裝入庫(kù)。
[0023]產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于它是由氯化聚乙烯橡膠、硫化劑、助硫化劑、防老體劑、增塑體系、填充體系、穩(wěn)定體系、導(dǎo)電體系組成，各種材料按重量百分比計(jì)的含量為氯化聚乙烯橡膠30~35份、硫化劑I~3份、助硫化劑I~3份、防老體劑0.1~0.5份、增塑體系18~22份、填充體系I~3份、穩(wěn)定體系6~8份、導(dǎo)電體系30~35份。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于所述硫化劑為過(guò)氧化物硫化劑，具體材料為過(guò)氧化二異丙苯(DCP)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于所述助硫化劑為三烯丙基三聚異氰酸酯(TAIC)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于所述的防老劑可以采用2，2，4_三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(RD);也可以采用2-巰基苯并咪唑(MB)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于，所述增塑劑由鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、半精煉石蠟、聚乙烯蠟、氯化石蠟組成，其組分按重量百分比計(jì)為DOP 25~30份；半精煉石蠟20~25份；聚乙烯蠟10~15份；氯化石蠟34~38份。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于所述的填充體系選用滑石粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于所述的穩(wěn)定體系由氧化鎂、氫氧化鈣組成，其組分按重量百分比為氧化鎂54~57份；氫氧化鈣42~46份。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煤礦用電纜半導(dǎo)電橡膠材料，其特征在于所述的導(dǎo)電體系采用超導(dǎo)電炭黑；也可由乙炔炭黑與超導(dǎo)電炭黑組成，其組分按重量百分比為乙炔炭黑16-18份；超導(dǎo)電炭黑80~84份。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK103571070SQ201210248497
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】肖成龍, 武連成, 王汝瑩, 田建建, 劉淑芳, 李峰 申請(qǐng)人:特變電工山東魯能泰山電纜有限公司