CN103665529B

CN103665529B - 半导电内屏蔽料组合物及半导电内屏蔽料及其制法和中低压及110千伏电缆

Info

Publication number: CN103665529B
Application number: CN201210356531.5A
Authority: CN
Inventors: 赵和英; 于涛; 何震海
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Beijing Yanshan Petrochemical High-Tech Technology Co., Ltd; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: CN103665529A

Abstract

本发明涉及半导电内屏蔽料组合物，该组合物含有乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂、交联剂、分散剂、润滑剂、抗铜剂和乙炔碳黑，其中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸酯，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的含量为50-72重量份；所述抗氧剂的含量为0.1-1.5重量份；所述交联剂的含量为0.5-2.5重量份；所述分散剂的含量为1-10重量份；所述润滑剂的含量为1-12重量份；所述抗铜剂的含量为0.05-1.2重量份。本发明还涉及中低压和110千伏电缆用半导电内屏蔽料及其制法和中低压和110千伏电缆。本发明半导电内屏蔽料在挤出电缆时不会发生焦烧现象。

Description

半导电内屏蔽料组合物及半导电内屏蔽料及其制法和中低压及110千伏电缆

技术领域

本发明涉及一种半导电内屏蔽料组合物，中低压电缆用半导电内屏蔽料及其制法和中低压电缆；110千伏电缆用半导电内屏蔽料及其制法和110千伏电缆。

背景技术

电线电缆是输送电能、传递信息和制造各种电器仪表不可或缺的基础材料，广泛应用于电力、建筑、石化、交通运输等领域。质量可靠的电缆不仅应含有优良的绝缘材料，还应含有能使电场分布均匀并能提高电缆电气强度和使用寿命的屏蔽材料。乙烯与强极性单体的共聚物如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）等具有较低的结晶度、良好的填料包容性和可交联性，是目前较为常用的半导电屏蔽用基础树脂。

对于35千伏及以下级别的中低压电缆，只要保证导电炭黑、交联剂和其他助剂在EVA树脂中尽可能均匀地分布，就能生产电气性能合格的绝缘层用半导电屏蔽层。例如，CN101891916A和CN101851366A公开的35千伏级交联电缆绝缘用交联型半导电屏蔽料的制备工艺均是先将EVA树脂与导电炭黑、抗氧剂、润滑剂、润滑剂等添加剂在密炼机中充分混合，然后经挤出机造粒后充分吸收过氧化物交联剂生产的。

但是，应用于110千伏以上的高压、超高压电力电缆的半导电内屏蔽层，其表面必须十分光滑，微小的突起、凹陷、与导体接触不良等缺陷就可能引起严重的电应力集中，导致局部放电或绝缘击穿。在制备电缆料的过程中，采用密炼机混炼属于间歇式生产工艺，容易引入外来杂质，无法制备110千伏以上超光滑半导电屏蔽料。

炭黑是半导电屏蔽料中用量最大的添加剂，不仅起到导电作用，对屏蔽料的耐压等级也有显著影响。目前用于半导屏蔽料的炭黑主要有炉法炭黑和乙炔炭黑，前者是通过碳氢油或汽油的部分氧化而产生的，后者是通过乙炔气体连续热分解产生的。相比之下，乙炔炭黑比炉法炭黑有较高的纯度，即具有更低的磨砂和离子杂质水平。

CN101014652A公开了一种可用于电力电缆半导电内屏蔽层和外屏蔽层的聚合物组合物，该组合物包含以单点催化剂聚合法制备的多峰乙烯均聚物或共聚物、占组合物总质量5-10wt%的极性共聚物以及占组合物总质量10-35wt%的导电炭黑及抗氧剂等添加剂。该组合物中的极性共聚物可为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-乙烯基硅烷共聚物，导电炭黑为乙炔炭黑。采用乙炔炭黑而不用炉法炭黑不但是为给屏蔽层提供更好的表面平滑性，而且还可以改善空间电荷分布。

US6525119B2公开了可用于电力电缆的半导电内屏蔽层的组合物，其具有良好的粘附性、低的热变形并且可在相对高的温度下挤出。这种半导电性组合物的基础树脂为含有约10-50wt%的醋酸乙烯酯酯（VA）的EVA、约10-50wt%的丙烯酸乙酯（EA）的EEA及约10-50wt%的丙烯酸丁酯（BA）的EBA中的一种或多种。以基础树脂的质量为100份计，该半导电性组合物还包括约55-200份的乙烯和具有3-12个碳原子的α-烯烃的线性共聚物、约1-50份有机聚硅氧烷、约10-350份的炭黑及不超过2份的有机过氧化物。该发明中的组合物采用高导电性的颗粒状炭黑，易在屏蔽层与金属导体之间形成凸起，不适合制备110千伏及以上电压等级电缆用内屏蔽层。

CN101942142A公开了一种110千伏及以上电缆用半导电屏蔽料的制备方法，该方法是将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）与超细导电炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂经混炼、挤出造粒后吸收交联剂得到的。本发明是在普通厂房内采用传统的混炼造粒技术生产的，并采用风力输送产品，空气中的杂质容易污染产品，而且其中的导电剂为超细导电炭黑。这种生产工艺得到半导电可交联内屏蔽料不能用于110千伏耐压等级电缆。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中半导电屏蔽料组合物在挤缆工序中由电缆芯层的铜离子引发的预交联会引起焦烧现象的缺点，提供了一种在电缆的制备过程的挤缆工序中，不会发生由电缆芯层的铜离子引发的预交联引起的焦烧现象的半导电屏蔽料组合物。

本发明的第一方面提供一种半导电内屏蔽料组合物，其中，该组合物含有乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、抗氧剂、交联剂、分散剂、润滑剂和导电剂，其中，所述导电剂为乙炔碳黑，且组合物还含有抗铜剂，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的含量为50-72重量份；所述抗氧剂的含量为0.1-1.5重量份；所述交联剂的含量为0.5-2.5重量份；所述分散剂的含量为1-10重量份；所述润滑剂的含量为1-12重量份；所述抗铜剂的含量为0.05-1.2重量份。

本发明的第二方面提供了一种中低压电缆用半导电内屏蔽料的制法，该制法包括以下步骤：

(1)将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙炔炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂和抗铜剂加入混炼造粒机混炼、造粒，得到中低压电缆用半导电内屏蔽电缆料的预混料颗粒，各组分的用量使得以得到的半导电内屏蔽料的预混料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的用量为50-72重量份；所述抗氧剂的用量为0.1-1.5重量份；所述分散剂的用量为1-10重量份；所述润滑剂的用量为1-12重量份；所述抗铜剂的用量为0.05-1.2重量份；

（2）将步骤（1）造粒后的中低压电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒与交联剂混合接触，得到中低压电缆用半导电内屏蔽料，其中，交联剂的用量使得所述中低压电缆用半导电屏蔽料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯，所述交联剂的用量为0.5-2.5重量份。

本发明的第三方面提供了一种上述制法得到的中低压电缆用半导电内屏蔽料。

本发明的第四方面提供了一种中低压电缆，其中，所述中低压电缆由前述中低压电缆用半导电内屏蔽料制得。

本发明的第五方面提供了一种110千伏半导电内屏蔽料的制法，该制法包括以下步骤：

（1）在无尘和正压条件下，将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙炔炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂和抗铜剂加入到二阶式混炼造粒机混炼、造粒，得到110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒，各组分的用量使得以得到的110千伏电缆用半导电内屏蔽料预混料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的用量为50-72重量份；所述抗氧剂的用量为0.1-1.5重量份；所述分散剂的用量为1-10重量份；所述润滑剂的用量为1-12重量份；所述抗铜剂的用量为0.05-1.2重量份；

（2）在无尘和正压条件下，将步骤（1）造粒后的110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒在自重下送入高速混合机，与交联剂混合接触，得到110千伏电缆用半导电内屏蔽料，交联剂的用量使得所述110千伏电缆用半导电屏蔽料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸酯，所述交联剂的用量为0.5-2.5重量份。

本发明第六方面提供了一种上述方法制备的110千伏电缆用半导电内屏蔽料。

本发明第七方面提供了一种110千伏电缆，其中，所述电缆由前述的110千伏电缆用半导电内屏蔽料制得。

本发明提供的半导电内屏蔽料组合物，由于在特定含量的含有乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂、交联剂、分散剂、润滑剂的配方中加入了乙炔炭黑和抗铜剂，能够防止电缆的制备过程的挤缆工序中由电缆芯层的铜离子引发的预交联引起的焦烧现象。另一方面，本发明提供的110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制备方法，整套生产工艺都保证原料与产品处于超洁净无尘和正压条件下；此外，该方法采用二阶式混炼造粒机，保证了乙炔炭黑在EBA/EVA树脂中的均匀分散；所述物料均为自重下料，避免了传统工艺中需要使用风力将造粒机的物料输送到高速混合机中，造成的二次污染。因此本发明能够保证在炭黑填充量较大的情况下制得的半导电内屏蔽料仍具有很高的洁净度。因此，本发明提供无尘正压条件下制得的半导电内屏蔽料，可用于耐110千伏电压的电缆制备。

具体实施方式

根据本发明的半导电内屏蔽料组合物，该组合物含有乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂、交联剂、分散剂、润滑剂和导电剂，其中，所述导电剂为乙炔碳黑，并且该组合物还含有抗铜剂，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的含量为50-72重量份；所述抗氧剂的含量为0.1-1.5重量份；所述交联剂的含量为0.5-2.5重量份；所述分散剂的含量为1-10重量份；所述润滑剂的含量为1-12重量份；所述抗铜剂的含量为0.05-1.2重量份。优选地，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为55-60重量份；所述乙炔炭黑的含量为60-70重量份；所述抗氧剂的含量为0.2-0.3重量份；所述交联剂的含量为0.7-1.7重量份；所述分散剂的含量为6-8重量份；所述润滑剂的含量为7-10重量份；所述抗铜剂的含量为0.1-0.2重量份。

本发明中，中低压电缆是指额定电压为35千伏及以下的电缆。

根据本发明的组合物，本发明对乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的种类没有特殊要求，现有技术中各种所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物均可以实现本发明的目的，优选地，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的丙烯酸丁酯的含量为10-35wt%，进一步优选为15-30wt%；所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的熔融指数为2-8g/10min；进一步优选为4-7g/10min，所述熔融指数是在190℃下、在2.16kg砝码的作用下测定的。

根据本发明的组合物，本发明对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的种类没有特殊要求，现有技术中各种所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物均可以实现本发明的目的，优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为14-30wt%，进一步优选为18-28wt%；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为2-8g/10min；进一步优选为4-7g/10min，所述熔融指数是在190℃下、在2.16kg砝码的作用下测定的。

根据本发明的组合物，本发明对抗铜剂的种类没有特殊要求，现有技术中各种抗铜剂均可以实现本发明的目的，优选地，所述抗铜剂为N,N’-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼（又称抗铜剂MD1024）、或N,N’-双水杨醛缩乙二胺和3-氨基-1,2,4-***中的一种或多种，优选为N,N’-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼。前述的抗铜剂均可以商购得到。

根据本发明的组合物，本发明对抗氧剂的种类没有特殊要求，现有技术中各种抗氧剂均可以实现本发明的目的，优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（又称抗氧剂1010）和三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（又称抗氧剂168）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（又称抗氧剂1076）、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)（又称抗氧剂300）、3,3',3″,5,5',5″-六叔丁基-a,a',a″-(1,3,5-三甲基苯-2,4,6-三基)三-p-甲酚（又称抗氧剂1330）中的一种或多种，优选为受阻酚类抗氧剂，进一步优选为4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)（又称抗氧剂300）、3,3',3″,5,5',5″-六叔丁基-a,a',a″-(1,3,5-三甲基苯-2,4,6-三基)三-p-甲酚（又称抗氧剂1330）中的一种或多种；更进一步优选为4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)。

根据本发明的组合物，本发明对交联剂的种类没有特殊要求，现有技术中各种交联剂均可以实现本发明的目的，优选地，所述交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯中的一种或多种。优选为过氧化物类交联剂，具体例子可以但不限于为：1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯（又称BIBP）、过氧化苯甲酰（又称BPO）、过氧化二异丙苯（又称DCP），进一步优选为1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯。

根据本发明的组合物，本发明对分散剂的种类没有特殊要求，现有技术中各种分散剂均可以实现本发明的目的，优选地，所述分散剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一种或多种，优选为芥酸酰胺和/或油酸酰胺。

根据本发明的组合物，本发明对润滑剂的种类没有特殊要求，现有技术中各种润滑剂均可以实现本发明的目的，优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚乙二醇200和聚乙二醇400（分子量约190-420）中的一种或多种，优选为硬脂酸锌与聚乙烯蜡的混合物，其中，硬脂酸锌与聚乙烯蜡的重量比为1：2-1：8，优选为1：5-1：6。本发明对聚乙烯蜡的种类没有特别要求，现有技术各种型号的聚乙烯蜡均可以实现本发明的目的，优选地，所述聚乙烯蜡的数均分子量（Mn）为2000-5000。

本发明中，数均分子量是通过凝胶渗透色谱（即，GPC）的方法，以单分散聚苯乙烯作为标样测定的。

根据本发明中低压电缆用半导电内屏蔽料的制法，该制法包括以下步骤：

(1)将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙炔炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂和抗铜剂混炼、造粒，得到中低压电缆用导电内屏蔽电缆料预混料颗粒，各组分的用量使得以得到的中低压电缆用半导电内屏蔽料预混料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的用量为50-72重量份；所述抗氧剂的用量为0.1-1.5重量份；所述分散剂的用量为1-10重量份；所述润滑剂的用量为1-12重量份；所述抗铜剂的用量为0.05-1.2重量份；

（2）将步骤（1）造粒后的中低压电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒与交联剂混合接触，得到中低压电缆用半导电内屏蔽料，其中，交联剂的用量使得所述半导电屏蔽料中相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯，所述交联剂的用量为0.5-2.5重量份。

根据本发明的由上述制法制备的中低压电缆用半导电内屏蔽料。

根据本发明的中低压电缆，所述中低压电缆由上述的中低压电缆用半导电内屏蔽料制得。

根据本发明的110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制法，该方法包括以下步骤：

（1）在无尘和正压条件下，将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙炔炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂和抗铜剂加入到二阶式混炼造粒机混炼、造粒，得到110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒，各组分的用量使得以得到的110千伏电缆用半导电内屏蔽料预混料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的用量为50-72重量份；所述抗氧剂的用量为0.1-1.5重量份；所述分散剂的用量为1-10重量份；所述润滑剂的用量为1-12重量份；所述抗铜剂的用量为0.05-1.2重量份；

（2）在无尘和正压条件下，将步骤（1）造粒后的110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒在自重下送入高速混合机，与交联剂混合接触，得到半导电内屏蔽料，交联剂的用量使得所述半导电屏蔽料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸酯，所述交联剂的用量为0.5-2.5重量份。

根据本发明的110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制法，本发明的无尘条件是指厂房内的静态空气洁净度达到3000级。本发明的正压条件通过通入动态气流而实现，所述的动态气流经静电除尘后输送至生产各工段。所述动态气流通常为氮气。

根据本发明的110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制法，其中，步骤（1）中的混炼在二阶式混炼造粒机中的上螺杆中进行，所述上螺杆的加料段、熔融段和均化段温度分别设置为：120-135℃、135-140℃、140-160℃，转速控制在30-50rpm。

根据本发明的上述半导电内屏蔽料的制法，其中，步骤（1）中的造粒在二阶式混炼造粒机中的下螺杆中进行，所述下螺杆的加料段、均化段和出料段的温度分别设置为：150-165℃、140-160℃、80-90℃，转速控制在280-340rpm。

根据本发明的110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制备方法，本发明对所述的将步骤（1）造粒后的110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒利用自重，送入高速混合机与交联剂混合接触的条件没有特别限制，优选地，步骤（2）中的混合接触的条件包括：接触温度为60-80℃，优选为65-70℃；接触时间可以为具体地，混合接触可以为先将110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒与交联剂混合5~8min，混合后静置，使交联剂浸润110千伏电缆用半导电内屏蔽料2-3h，优选为2.5-3h。

根据本发明的110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制法，优选地，该方法还包括在步骤（2）之后，在无尘和正压条件下，真空包装步骤（2）得到的半导电内屏蔽料。

本发明中，真空包装时优选将得到的110千伏电缆用半导电内屏蔽料装入下端设置有出料口的真空包装袋。真空包装袋的下端设置出料口，可使客户使用110千伏电缆用半导电内屏蔽料时，可利用110千伏电缆用半导电内屏蔽料自身的重力下落，避免了风力输送110千伏电缆用半导电内屏蔽料造成的二次污染。

根据本发明的所述制法制备的110千伏电缆用半导电内屏蔽料。

根据本发明的110千伏电缆，其中，所述电缆由上述110千伏电缆用半导电内屏蔽料制得。

下面将通过实施例进一步对本发明进行描述，显然本发明不仅仅局限于下述实施例。

实施例1-5及对比例1-2中所用原料如下：乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为法国阿科玛公司生产的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物EBA－LOTRYL－17BA07；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为美国杜邦公司的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA450或EVA550；乙炔炭黑为日本电气化学公司（DENKA）生产的超导电乙炔碳黑（DENKABLACK）和比利时特密高（TIMICAL）公司生产的ENSACO导电乙炔炭黑；聚乙烯蜡为中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司生产，数均分子量为2000-5000；对比例2所用炭黑为天津亿博瑞化工有限公司生产的N472炉法导电炭黑。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，除非特别说明，份表示重量份。性能测试涉及的23℃体积电阻率、90℃体积电阻率、拉伸断裂强度、断裂伸长率、热延伸伸长率、热延伸永久变形率、凝胶含量均按照GB/T11017.2-2002标准进行。

各实施例和对比例中涉及的制备方法及工艺参数如下：

将实施例1-4和对比例1-2中的重量比的配方经计量后，分别加入EEA、EVA、导电剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和抗铜剂到二阶式混炼造粒机的混炼机组中，将二阶式混炼造粒机的上螺杆的加料段、熔融段和均化段温度分别设置为130℃、135-140℃、150℃，转速控制在40r/min，物料经混炼后自动送入二阶式混炼造粒机的下螺杆，将下螺杆加料段、均化段和出料段的工艺温度分别设置为158℃、150℃、85℃。下螺杆的转速控制在310r/min左右，对经过混炼后的物料进行挤出造粒。造粒后的粒子靠自重下落进入高速混合机，与喷洒的液态交联剂混合5-8min，然后在温度70℃将交联剂与110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒接触，使交联剂与110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒浸润2-3h，冷却、除粉末、出料。得到的产品性能如表3所示。

实施例5的挤出工艺参数同上述实施例1，但是所有操作均在普通厂房中实施，未提供无尘和正压的制备条件。

对比例1中的配方中，除了不加入抗铜剂外，其余同实施例1。

对比例2的配方中，除了将炉法炭黑代替乙炔导电炭黑外，其余同实施例1。

各实施例和对比例中的组分重量份数如下表1所示：

实施例1-5的产品在挤制电缆过程中未发生焦烧现象，对比例1中不加抗铜剂的产品在挤制电缆过程中发生了明显的焦烧现象。

表1

各实施例和对比例中各组分种类分别如下表2所示：

表2

实施例1-5及对比例1-2屏蔽料的电气性能及物理机械性能测试结果见下表3。

表3

由表3的数据可知，本发明实施例1-4中的组合物制备的电缆料的各项基本性能达到了GB/T11017.1-2002（额定电压110千伏交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件第1部分：试验方法和要求）的规定指标，采用该电缆料挤制的电缆在GB/T11017.1-2002规定的试验条件下未被击穿，实施例5制备的电缆料虽然基本性能达到了GB/T11017.1-2002标准要求，但由于未在洁净环境中生产，采用该电缆料挤制的电缆在GB/T11017.1-2002规定的试验条件下被击穿，因此只能适用于中低压电缆。对比例2中由于采用炉法导电炭黑，制备的组合物挤制的电缆在GB/T11017.1-2002规定的试验条件也被击穿。由此说明，根据本发明实施例1-4制备的电缆料不仅其基本性能符合GB/T11017.1-2002标准要求，而且在挤制电缆过程中不会发生焦烧现象，挤制的电缆在GB/T11017.1-2002规定的试验条件也不会被击穿，适用于110千伏的电缆。

Claims

1.一种半导电内屏蔽料组合物，该组合物由乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂、交联剂、分散剂、润滑剂和导电剂组成，其特征在于，所述导电剂为乙炔碳黑，且该组合物还含有抗铜剂，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的含量为50-72重量份；所述抗氧剂的含量为0.1-1.5重量份；所述交联剂的含量为0.5-2.5重量份；所述分散剂的含量为1-10重量份；所述润滑剂的含量为1-12重量份；所述抗铜剂的含量为0.05-1.2重量份。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为55-60重量份；所述乙炔炭黑的含量为60-70重量份；所述抗氧剂的含量为0.2-0.3重量份；所述交联剂的含量为0.7-1.7重量份；所述分散剂的含量为7-9重量份；所述润滑剂的含量为6-8重量份；所述抗铜剂的含量为0.1-0.2重量份。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述抗铜剂为N,N’-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、N,N’-双水杨醛缩乙二胺和3-氨基-1,2,4-***中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述抗铜剂为N,N’-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述交联剂为过氧化物类交联剂；所述分散剂为白油、芥酸酰胺和油酸酰胺中的一种或多种；所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌和聚乙二醇中的一种或多种，其中，硬脂酸锌与聚乙烯蜡的重量比为1：5-1：6。

6.根据权利要求5所述的组合物，其中，所述抗氧剂为4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)；所述交联剂为1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯、过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的一种或多种；所述分散剂为芥酸酰胺和/或油酸酰胺；所述润滑剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌与聚乙烯蜡的混合物。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述交联剂为1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯。

8.一种中低压电缆用半导电内屏蔽料的制法，该制法包括以下步骤：

(2)将步骤(1)造粒后的中低压电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒与交联剂混合接触，得到中低压电缆用半导电内屏蔽料，其中，交联剂的用量使得所述中低压电缆用半导电屏蔽料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯，所述交联剂的用量为0.5-2.5重量份。

9.由权利要求8所述制法制备的中低压电缆用半导电内屏蔽料。

10.一种中低压电缆，其特征在于，所述中低压电缆由权利要求9所述的中低压电缆用半导电内屏蔽料制得。

11.一种110千伏电缆用半导电内屏蔽料的制法，该方法包括以下步骤：

(1)在无尘和正压条件下，将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙炔炭黑、抗氧剂、分散剂、润滑剂和抗铜剂加入到二阶式混炼造粒机混炼、造粒，得到110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒，各组分的用量使得以得到的110千伏电缆用半导电内屏蔽料预混料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸丁酯，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为50-65重量份；所述乙炔炭黑的用量为50-72重量份；所述抗氧剂的用量为0.1-1.5重量份；所述分散剂的用量为1-10重量份；所述润滑剂的用量为1-12重量份；所述抗铜剂的用量为0.05-1.2重量份；

(2)在无尘和正压条件下，将步骤(1)造粒后的110千伏电缆用半导电内屏蔽电缆料预混料颗粒在自重下送入高速混合机，与交联剂混合接触，得到110千伏电缆用半导电内屏蔽料，交联剂的用量使得所述半导电屏蔽料中，相对于100重量份的乙烯-丙烯酸酯，所述交联剂的用量为0.5-2.5重量份。

12.根据权利要求11所述的制法，其中，该方法还包括在步骤(2)之后，在无尘和正压条件下，真空包装步骤(2)得到的110千伏电缆用半导电内屏蔽料。

13.根据权利要求11所述的制法，其中，步骤(1)中的所述混炼在二阶式混炼造粒机中的上螺杆中进行，所述上螺杆的加料段、熔融段和均化段温度分别设置为：120-130℃、135-140℃、140-160℃，转速为30-50rpm；步骤(1)中的所述造粒在二阶式混炼造粒机中的下螺杆中进行，所述下螺杆的加料段、均化段和出料段温度分别设置为：150-165℃、140-160℃、80-90℃，转速控制在280-340rpm。

14.根据权利要求11所述的制法，其中，步骤(2)中的混合接触条件包括：接触温度为60-80℃，接触时间为2-3h。

15.由权利要求11-14中任意一项所述的制法制备的110千伏电缆用半导电内屏蔽料。

16.一种110千伏电缆，其特征在于，所述电缆由权利要求15所述的110千伏电缆用半导电内屏蔽料制得。