[发明专利]一种移动式电缆用半导电硅橡胶屏蔽材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆屏蔽材料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种移动式电缆用半导电硅橡胶屏蔽材料及其制备方法，属于电缆屏蔽材料技术领域。

背景技术

电缆中涉及到的屏蔽，主要有导体屏蔽、绝缘屏蔽和金属屏蔽。金属屏蔽用于屏蔽电磁场，通常采用铜带屏蔽和铜丝屏蔽，前者用于固定式电缆，后者用于移动式电缆。导体屏蔽是包在导体外面的半导电材料，其作用是均化电场，防止电晕的产生。绝缘屏蔽是包在绝缘和接地芯线之外的半导电材料，当一相绝缘破损时，其主线芯经绝缘屏蔽与接地线芯相连，造成单相接地故障，使单相接地保护动作切断电源，防止了严重的相间短路故障的发生。

导体屏蔽和绝缘屏蔽主要采用半导电高分子材料，即是在高分子基体材料中加入导电填料，如乙炔炭黑、导电石墨粉、导电碳纤维等。这两种屏蔽在电力电缆中通常以EVA为基体。EVA为热塑性弹性体，其柔软程度不及橡胶，常应用于固定敷设的电缆中，而对于移动式电缆，EVA因其VA含量的限制而显得捉襟见肘。原因在于：VA含量越高，EVA弹性越好越柔软，但其价格更贵且加工性能较差。因此，移动式电缆的导体屏蔽和绝缘屏蔽通常采用橡胶做为基体。

目前，电线电缆行业常用橡胶有氯化聚乙烯橡胶（CM）和乙丙橡胶（EPDM）。将导电填料加入氯化聚乙烯橡胶制成的半导电屏蔽材料，因其硬度和门尼粘度较大而给炼胶和挤橡带来困难。其原因一方面在于导电填料的结构性强，另一方面在于氯化聚乙烯橡胶因分子链具有极性而致使自身的门尼粘度较大。为解决这个问题，通常采用的做法是将导电填料加入门尼粘度低的乙丙橡胶中，或者加入乙丙橡胶和氯化聚乙烯橡胶的混合物中。由于导电填料和乙丙橡胶的价格都比较昂贵，因此生产成本剧增。另外，由于乙丙橡胶本身的电阻率较高，为将其制成半导电材料需加入较多量的导电填料，导电填料通常为细微粉体，加工中粉体的飞扬给环境带来了污染，且威胁到了操作工人的身体健康和生命安全。

国家知识产权局于2009.5.13公开了一件申请号为200810244511.2，名称为“一种硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法”的发明专利，该专利公开了一种硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法，包括捏合混炼、双辊混炼以及过滤、薄通、切条和挤出，捏合混炼包括：(一)在其真空捏合机中对硅橡胶和干燥后的白炭黑进行混炼得到补强混炼胶(I)，(二)在电控温捏合机中对聚烯烃与自由基捕捉剂和补强混炼胶(I)进行混炼得到改性混炼胶(II)；双辊混炼是在双辊机中对改性混炼胶(II)、甲基乙烯基硅油和羟基硅油进行混炼，再加入交联剂继续混炼得到橡胶合金电缆材料。本材料抗拉强度大于6.0MPa、抗撕强度13.6kN/m以上，可长时期耐受100-120℃的环境温度，不仅可作为电缆绝缘材料，尤其适合作为耐高温型电缆护套材料。

对比文件的缺点如下：

1、良好的绝缘性能致使它不能用作电缆屏蔽材料；

2、需要特殊的混炼工艺制备，使其生产成本增大，材料使用受限；

3、所用原料为硅橡胶和聚烯烃，硅橡胶为橡胶，聚烯烃为塑料，这两种材料的相容性较差，因而产品容易开裂和老化。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的屏蔽材料成本高、产品质量不稳定，容易开裂和老化的问题，提供一种移动式电缆用半导电硅橡胶屏蔽材料及其制备方法，该半导电屏蔽材料具有经济、清洁、性能优良的特点。

为了实现上述目的，其具体的技术方案如下：

一种移动式电缆用半导电硅橡胶屏蔽材料，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料组分：

硅橡胶                       100份

导电炭黑                     15～30份

白炭黑                       3～8份

过氧化二异丙苯               0.5～2份

羟基硅油                     5～15份；

所述的硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶或者甲基苯基乙烯基硅橡胶；所述的导电炭黑为平均粒径小于20nm，比电阻为0.35-0.50Ω·cm。

优选的，本发明所述的硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。

上述甲基乙烯基硅橡胶的标准为分子量45～70万，乙烯基含量为0.13～0.22%。

优选的，本发明所述的导电炭黑的水分≤1.75%，灰分≤1.75%，比电阻为0.35Ω·cm，pH值为7.4。