[发明专利]一种性能优异的高压电缆结构

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是提供一种性能优异的绝缘层的高压电缆结构。

背景技术

电线电缆行业是电力和通信两大国民经济支柱产业的重要配套行业，在国民经济中有着极其重要的地位，其中行业生产总量占全国总GDP的4‰至5‰，电线电缆产品起着输送能源、传递信息的重要作用，是国民经济的“血管”和“神经”。

电线电缆通常是由芯部的导体以及由内向外依次包覆在导体外围的半导电内屏蔽层、绝缘层、半导电外屏蔽层构成。而目前使用的内屏蔽层、外屏蔽层和绝缘层的复合材料，都难以满足日益严苛的使用要求。

因此，开发一种新型的、性能优异的高压电缆结构，具有重要的研究意义和广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种性能优异的绝缘层的高压电缆结构。

本发明中高压电缆结构由芯部的导体以及由内向外依次包覆在导体外围的半导电内屏蔽层、绝缘层、半导电外屏蔽层构成。

绝缘层具有如下组成：以重量份计，基料100份，无机填料一20-30份，无机填料二5-10份，炭黑0.5-1.5份，硅烷偶联剂3-5份，抗氧化剂3-5份，交联剂1-3份，交联助剂0.2-0.5份，剥离剂0-2份；

外屏蔽层有如下组成：以重量份计，基料100份，导电炭黑50-55份，剥离剂2-4份，抗氧化剂3-5份，交联剂3-5份，增强剂1-3份，防老剂0.5-1份，增塑剂10-12份；

其内屏蔽层具有如下组成：基料100份，导电炭黑45-48份，剥离剂3-5份，抗氧/金属钝化剂5-8份，交联剂4-6份，增强剂3-5份，防老剂0.5-1份，增塑剂10-12份。

对于所述的绝缘层，所述的基料由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，其中乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的重量百分比为50-55%，聚丙烯的重量百分比为15-20%，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为45-50%；

所述的无机填料一为烧结高岭土，平均粒径为1-2μm；

所述的无机填料二为四针状氧化锌晶须，晶须平均长5-10μm；

所述的炭黑的含碳量至少为98%，平均粒径为50-100nm，且最大粒径小于250nm，DBP为100-150cc/100g；

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷；

所述的抗氧化剂为四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和聚二(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯)硫醚，二者的质量比为1:1；

所述的交联剂为过氧化二异丙苯；

所述的交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯；

所述的剥离剂为硅酮胶。

对于所述的外屏蔽层，所述的的基料由三元乙丙橡胶和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例为三元乙丙橡胶：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:3-5，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(1+4)125℃为20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为55-60%；

所述的导电炭黑为掺有多壁碳纳米管的导电炭黑，炭黑的碘值为100-200mg/g，平均粒径为70-100nm，DBP为150-200cc/100g，多壁碳纳米管的直径为10-20nm，相对于炭黑的含量为10-15%；

所述的剥离剂为氧化聚乙烯蜡，且优选其含量为3重量份；

所述的抗氧化剂为四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和聚二(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯)硫醚，二者的质量比为1:1；

所述的增强剂为四针状氧化锌晶须，且优选其含量为2重量份；

所述的交联剂为过氧化二异丙苯；

所述的防老剂为N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺；

所述的增塑剂为硬脂酸锌。

对于所述的内屏蔽层，所述的的基料由三元乙丙橡胶和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合而成，并且二者的比例为三元乙丙橡胶：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物=1:5-7，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(1+4)125℃为20-25，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为55-60%；

所述的导电炭黑为掺有多壁碳纳米管的导电炭黑，炭黑的碘值为100-200mg/g，平均粒径为70-100nm，DBP为150-200cc/100g，多壁碳纳米管的直径为10-20nm，相对于炭黑的含量为13-16%；

所述的剥离剂为氧化聚乙烯蜡；